JP2012205828A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe using piezoelectric ceramics, in which the resonance ability of the organic piezoelectric material is not decreased, a harmonic wave can be received, and the band of a reception signal can be widened when organic piezoelectric materials are accumulated and used as an acoustic matching layer and also receive the harmonic wave.SOLUTION: The ultrasonic probe includes: a groove filling member for filling a gap of the inorganic piezoelectric material and a gap of the acoustic matching layer, the groove filling member being formed with an organic material that has an acoustic impedance lower than the organic piezoelectric material; and a common electrode formed on the organic piezoelectric material and an individual electrode arranged across the organic piezoelectric material with the common electrode. The individual electrode is arranged being divided into an arrangement direction of the inorganic piezoelectric material, and formed covering at least the groove filling member.

Description

本発明は、超音波診断装置において超音波を送受信するために用いられる超音波探触子およびこれを用いる超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe used for transmitting and receiving ultrasonic waves in an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic apparatus using the same.

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波探触子(超音波プローブ)と、この超音波探触子に接続された装置本体とを有しており、超音波探触子から被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波探触子で受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。   Conventionally, in the medical field, an ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic image has been put into practical use. In general, this type of ultrasonic diagnostic apparatus has an ultrasonic probe (ultrasonic probe) having a built-in transducer array, and an apparatus main body connected to the ultrasonic probe. Ultrasound images are transmitted by transmitting ultrasonic waves from the probe to the subject, receiving ultrasonic echoes from the subject with the ultrasonic probe, and processing the received signals electrically with the device body Is generated.

超音波探触子において、超音波を送受信する超音波トランスデューサとしては、圧電効果を発現する材料(圧電体)の両面に電極を形成した振動子が一般的に用いられている。
圧電体としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電セラミクスや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)に代表される高分子圧電素子等が用いられる。
このような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。この電気信号は、超音波の受信信号として用いられる。
In an ultrasonic probe, as an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a vibrator in which electrodes are formed on both surfaces of a material (piezoelectric body) that exhibits a piezoelectric effect is generally used.
As the piezoelectric body, a piezoelectric ceramic represented by PZT (lead zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene fluoride), or the like is used.
When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts. By this expansion and contraction, pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and an ultrasonic beam is formed by combining the ultrasonic waves. The vibrator expands and contracts by receiving propagating ultrasonic waves and generates an electrical signal. This electric signal is used as an ultrasonic reception signal.

ここで、超音波探触子に用いられる圧電セラミクスと、被検体(生体)とは、音響インピーダンスの差が大きく、振動子と被検体との境界面で超音波ビームが反射してしまい、振動子から発せられた超音波ビームを、被検体内に効率良く伝搬させることができない。そのため、超音波探触子においては、圧電セラミクスの上に、圧電セラミクスと被検体との間の音響インピーダンスを有する音響整合層を積層し、音響インピーダンスのマッチングを行なって、境界での超音波ビームの反射を低減することが行なわれている。   Here, there is a large difference in acoustic impedance between the piezoelectric ceramic used for the ultrasound probe and the subject (living body), and the ultrasound beam is reflected at the interface between the transducer and the subject, causing vibration. The ultrasonic beam emitted from the child cannot be efficiently propagated into the subject. Therefore, in the ultrasonic probe, an acoustic matching layer having an acoustic impedance between the piezoelectric ceramic and the subject is laminated on the piezoelectric ceramic, and the acoustic impedance matching is performed, so that the ultrasonic beam at the boundary is obtained. In order to reduce the reflection of light.

超音波診断において、高精細な画像を得るためには、高い空間分解能で計測が可能な、高い周波数の超音波を用いる必要がある。しかしながら、被検体の深い部位を計測する場合に、高い周波数の超音波を用いると、超音波が減衰してしまい、受信感度が十分に得られない。そのため、深い部位を計測するためには、低い周波数の超音波を用いる必要があり、高精細な画像を得ることができない。
したがって、単一の探触子で、被検体の浅い部位と深い部位とから同時に良好な信号を計測することは困難であった。そのため、被検体の浅い部位と深い部位とで探触子を使い分けて、それぞれの画像を得る方法が行なわれている。
In order to obtain a high-definition image in ultrasonic diagnosis, it is necessary to use high-frequency ultrasonic waves that can be measured with high spatial resolution. However, if a high frequency ultrasonic wave is used when measuring a deep part of the subject, the ultrasonic wave is attenuated, and sufficient reception sensitivity cannot be obtained. Therefore, in order to measure a deep part, it is necessary to use a low frequency ultrasonic wave, and a high-definition image cannot be obtained.
Therefore, it has been difficult to measure a good signal simultaneously from a shallow part and a deep part of the subject with a single probe. For this reason, a method is used in which a probe is used separately for a shallow part and a deep part of a subject to obtain respective images.

被検体の浅い部位と深い部位とで探触子を使い分ける場合、これらの探触子を被検体の全く同じ位置に当てて、同一部位の画像を得ることは困難であり、また、全く同じ位置に当てることができたとしても、被検体が生体であれば、生体内の臓器や組織が動くため、時間的に同一の画像を得ることは困難であり、また、検査効率も悪くなるという問題があった。   When using different probes for shallow and deep parts of the subject, it is difficult to obtain images of the same part by placing these probes on the same position of the subject. If the subject is a living body, it is difficult to obtain the same image in time and the examination efficiency also deteriorates if the subject is a living body. was there.

そのため、単一の探触子で、被検体の浅い部位と深い部位とから同時に良好な信号を計測するために、振動子の受信帯域を広く(広帯域化)する方法が種々提案されている。
探触子の広帯域化は、高調波を用いたイメージング(ハーモニックイメージング)技法を活用することで高分解能とすることにつながるが、圧電セラミクスを用いる1つの振動子を広帯域化すると感度が低下してしまう。
そこで、圧電セラミクスを用いる探触子において、圧電セラミクスの上に積層する音響整合層として、圧電セラミクスよりも音響インピーダンスの低い有機圧電体を用いて、この有機圧電体が、音響整合層として機能すると共に、高調波の受信を行なうことにより、受信信号の帯域を広げることが行なわれている。
For this reason, various methods have been proposed to widen the reception band of the transducer (broadband) in order to simultaneously measure a good signal from a shallow part and a deep part of the subject with a single probe.
The broadening of the probe leads to higher resolution by utilizing harmonic imaging techniques, but the sensitivity of the single transducer using piezoelectric ceramics decreases. End up.
Therefore, in a probe using piezoelectric ceramics, an organic piezoelectric body having an acoustic impedance lower than that of the piezoelectric ceramic is used as an acoustic matching layer laminated on the piezoelectric ceramic, and this organic piezoelectric body functions as an acoustic matching layer. At the same time, the reception signal band is widened by receiving harmonics.

例えば、特許文献1には、凹面を有する基台と、該凹面に積層される圧電セラミクス材料および有機圧電材料の複合膜と、該複合膜に積層された有機圧電膜と、を有する超音波プローブが記載されている。
また、特許文献2には、両面に電極を有する第1圧電素子(無機圧電素子)が2次元状に配列された第1圧電素子アレイと、第1圧電素子アレイに積層して配置され、第1圧電素子アレイと反対側の面に第1電極を有し、第1圧電素子アレイ側の面に第2電極を有する第2圧電素子(有機圧電素子)が2次元状に配列された第2圧電素子アレイと、配列された第1圧電素子の間に備えられた音響分離部とを有し、音響分離部を貫通して第2電極に接続され、音響分離部の音響インピーダンスに略等しい音響インピーダンスを有する導電性部材からなる信号線とを有する超音波探触子が記載されている。
For example, Patent Document 1 discloses an ultrasonic probe including a base having a concave surface, a composite film of a piezoelectric ceramic material and an organic piezoelectric material laminated on the concave surface, and an organic piezoelectric film laminated on the composite film. Is described.
Patent Document 2 discloses a first piezoelectric element array in which first piezoelectric elements (inorganic piezoelectric elements) having electrodes on both sides are two-dimensionally arranged, and a first piezoelectric element array that is stacked on the first piezoelectric element array. A second piezoelectric element (organic piezoelectric element) having a first electrode on a surface opposite to the one piezoelectric element array and a second electrode on the surface on the first piezoelectric element array side is two-dimensionally arranged. A sound having a piezoelectric element array and an acoustic separation part provided between the arranged first piezoelectric elements, connected to the second electrode through the acoustic separation part, and substantially equal to the acoustic impedance of the acoustic separation part An ultrasonic probe having a signal line made of a conductive member having impedance is described.

特開平9−215094号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-215094 特開2010−136807号公報JP 2010-136807 A

前述のとおり、特許文献1のように、圧電セラミクスと有機圧電体との複合膜の上に有機圧電体を積層する場合や、特許文献2のように、圧電セラミクスの上に積層した音響整合層の上に、有機圧電体を積層する場合は、有機圧電体は音響整合層としても機能する。そのため、有機圧電体の下(送受信面とは反対側)の層の音響インピーダンスは、有機圧電体の音響インピーダンスよりも大きい。ところが、有機圧電体の下の層の音響インピーダンスが、有機圧電体の音響インピーダンスよりも大きいと、有機圧電体の共振能が低下してしまい、感度低下を招いてしまう。   As described above, when an organic piezoelectric body is laminated on a composite film of a piezoelectric ceramic and an organic piezoelectric body as in Patent Document 1, or an acoustic matching layer laminated on a piezoelectric ceramic as in Patent Document 2. When an organic piezoelectric body is laminated on the organic piezoelectric body, the organic piezoelectric body also functions as an acoustic matching layer. Therefore, the acoustic impedance of the layer below the organic piezoelectric body (the side opposite to the transmission / reception surface) is larger than the acoustic impedance of the organic piezoelectric body. However, if the acoustic impedance of the layer below the organic piezoelectric body is larger than the acoustic impedance of the organic piezoelectric body, the resonance ability of the organic piezoelectric body is reduced, leading to a reduction in sensitivity.

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、圧電セラミクスを用いる超音波探触子において、有機圧電体を積層し、この有機圧電体を音響整合層として用いると共に高調波の受信を行なう場合に、有機圧電体の共振能が低下することなく、高調波の受信を行なうことができ、受信信号の帯域を広げることができる超音波探触子を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art. In an ultrasonic probe using piezoelectric ceramics, an organic piezoelectric material is laminated, and the organic piezoelectric material is used as an acoustic matching layer and a harmonic. Therefore, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe that can receive harmonics without reducing the resonance ability of the organic piezoelectric material and can widen the band of the received signal.

前記目的を達成するために、本発明は、間隙を有して一次元的に配列されたセラミクス製の無機圧電体と、前記無機圧電体の上に積層される、前記無機圧電体と同様に配列された音響整合層と、前記音響整合層の上に積層される有機圧電体と、前記無機圧電体の間隙および前記音響整合層の間隙を充填する、有機圧電体よりも音響インピーダンスが低い有機材料で形成された溝充填部材と、前記有機圧電体の上に形成される共通電極、および、前記共通電極と共に前記有機圧電体を挟んで配置される個別電極とを有し、さらに、前記個別電極は、前記無機圧電体の配列方向に分割されて配列されるものであり、かつ、少なくとも前記溝充填部材の全面を覆って形成されることを特徴とする超音波探触子を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is similar to the inorganic piezoelectric material that is laminated on the inorganic piezoelectric material and the ceramic inorganic piezoelectric material that is one-dimensionally arranged with a gap. Organic having lower acoustic impedance than an organic piezoelectric body, which fills the arranged acoustic matching layer, the organic piezoelectric material stacked on the acoustic matching layer, and the gap between the inorganic piezoelectric material and the acoustic matching layer A groove filling member formed of a material; a common electrode formed on the organic piezoelectric body; and an individual electrode disposed with the organic piezoelectric body interposed between the common electrode and the individual electrode. An electrode is provided that is divided and arranged in the arrangement direction of the inorganic piezoelectric bodies, and is formed so as to cover at least the entire surface of the groove filling member.

ここで、前記溝充填部材が、有機材料に、この有機材料よりも密度が小さい微粒子を分散させたものであることが好ましい。
また、前記有機材料よりも密度が小さい微粒子が、ガラスバルーンであることが好ましい。
また、前記有機材料が、シリコーン樹脂を含むことが好ましい。
また、前記有機圧電体が、前記音響整合層を覆うことが好ましい。
Here, it is preferable that the groove filling member is obtained by dispersing fine particles having a density lower than that of the organic material in the organic material.
Moreover, it is preferable that the fine particles whose density is lower than that of the organic material is a glass balloon.
Moreover, it is preferable that the said organic material contains a silicone resin.
The organic piezoelectric body preferably covers the acoustic matching layer.

また、前記目的を達成するために、本発明は、間隙を有して一次元的に配列されたセラミクス製の無機圧電体と、前記無機圧電体の上に積層される、前記無機圧電体と同様に配列された音響整合層と、前記音響整合層の上に積層される有機圧電体と、前記有機圧電体の上に形成される共通電極、および、前記共通電極と共に前記有機圧電体を挟んで配置される個別電極とを有し、さらに、前記個別電極は、前記無機圧電体の配列方向に分割されて配列されるものであり、かつ、配列された前記音響整合層の間隙を覆うように配置されることを特徴とする超音波探触子を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a ceramics inorganic piezoelectric material arranged one-dimensionally with a gap, and the inorganic piezoelectric material laminated on the inorganic piezoelectric material. Similarly arranged acoustic matching layers, an organic piezoelectric body laminated on the acoustic matching layer, a common electrode formed on the organic piezoelectric body, and the organic piezoelectric body sandwiched with the common electrode The individual electrodes are divided and arranged in the arrangement direction of the inorganic piezoelectric bodies, and cover the gaps of the arranged acoustic matching layers. An ultrasonic probe is provided, which is characterized in that it is disposed in

また、前記有機圧電体が超音波エコーを受けて発生した電位変化を、静電容量を有するケーブルを介することなく、受信増幅器に入力することが好ましい。
また、前記目的を達成するために、本発明は、上記超音波探触子を有する超音波診断装置を提供する。
Moreover, it is preferable to input a potential change generated by the organic piezoelectric body upon receiving an ultrasonic echo to the receiving amplifier without using a cable having a capacitance.
In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus having the ultrasonic probe.

上記構成を有する本発明の超音波探触子によれば、間隙を有して配列されたセラミクス製の無機圧電体と、無機圧電体の上に、無機圧電体と同様に配列された音響整合層と、音響整合層の上に積層される有機圧電体と、無機圧電体の間隙および音響整合層の間隙を充填する有機材料で形成された、有機圧電体よりも音響インピーダンスが低い有機材料で形成された溝充填部材と、有機圧電体を挟む共通電極および個別電極と、を有し、音響整合層側の個別電極が、無機圧電体の配列方向に分割されて配列され、かつ、少なくとも溝充填部材を覆って形成されるので、有機圧電体が高調波の受信を行なう場合であっても、有機圧電体の共振能が低下することなく、高調波の受信を行なうことができ、受信信号の帯域を広げることができる。   According to the ultrasonic probe of the present invention having the above-described configuration, a ceramics inorganic piezoelectric material arranged with a gap, and an acoustic matching arranged on the inorganic piezoelectric material in the same manner as the inorganic piezoelectric material. An organic material that has an acoustic impedance lower than that of the organic piezoelectric body, and is formed of an organic material that fills the gap between the inorganic piezoelectric body and the acoustic matching layer. The groove filling member thus formed, a common electrode and an individual electrode sandwiching the organic piezoelectric material, and the individual electrodes on the acoustic matching layer side are divided and arranged in the arrangement direction of the inorganic piezoelectric material, and at least the groove Since it is formed so as to cover the filling member, even when the organic piezoelectric body receives harmonics, harmonics can be received without lowering the resonance capacity of the organic piezoelectric body, and the received signal Can be widened.

本発明の超音波探触子を用いる超音波診断装置の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the ultrasound diagnosing device using the ultrasound probe of this invention. 図1に示す超音波診断装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ultrasonic diagnosing device shown in FIG. 本発明の超音波探触子の内部構造を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the internal structure of the ultrasonic probe of this invention. (A)は、図3に示す超音波探触子の一部を拡大した正面図であり、(B)は、図3に示す超音波探触子の上面図である。(A) is the front view which expanded a part of ultrasonic probe shown in FIG. 3, (B) is the top view of the ultrasonic probe shown in FIG. 超音波探触子の他の一例の一部を拡大して示す概略図である。It is the schematic which expands and shows a part of other example of an ultrasonic probe. (A)〜(C)は、実験用の素子の構成を示す概略図である。(A)-(C) are schematic which shows the structure of the element for an experiment. (A)は、周波数と電気インピーダンスとの関係を示すグラフであり、(B)は、周波数と位相との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between a frequency and an electrical impedance, (B) is a graph which shows the relationship between a frequency and a phase. (A)は、周波数と電気インピーダンスとの関係を示すグラフであり、(B)は、周波数と位相との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between a frequency and an electrical impedance, (B) is a graph which shows the relationship between a frequency and a phase.

以下、本発明の超音波探触子について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。   Hereinafter, the ultrasonic probe of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明の超音波探触子を用いる超音波診断装置の一例を概念的に示す図であり、図2は、図1に示す超音波診断装置40の構成を概念的に示すブロック図である。
なお、図示例の超音波診断装置40は、有機圧電体を挟んで配置される1対の電極の音響整合層側の個別電極が、無機圧電体の間隙および音響整合層の間隙に形成される溝充填部材を覆って形成された超音波探触子を有する以外は、基本的に、公知の超音波診断装置である。
超音波診断装置40は、超音波探触子10を有するプローブ本体42と、このプローブ本体42が通信ケーブル44を介して接続される診断装置本体46とを有する。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing an example of an ultrasonic diagnostic apparatus using the ultrasonic probe of the present invention, and FIG. 2 is a block conceptually showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 40 shown in FIG. FIG.
In the illustrated ultrasonic diagnostic apparatus 40, the individual electrodes on the acoustic matching layer side of the pair of electrodes arranged with the organic piezoelectric material interposed therebetween are formed in the gap of the inorganic piezoelectric material and the gap of the acoustic matching layer. This is basically a known ultrasonic diagnostic apparatus except that it has an ultrasonic probe formed so as to cover the groove filling member.
The ultrasonic diagnostic apparatus 40 includes a probe main body 42 having the ultrasonic probe 10 and a diagnostic apparatus main body 46 to which the probe main body 42 is connected via a communication cable 44.

プローブ本体42は、超音波探触子10と、超音波探触子10の複数の第1電極24にそれぞれ対応して接続される複数の第1受信信号処理部48と、超音波探触子10の複数の個別電極28にそれぞれ対応して接続される複数の第2受信信号処理部50と、第1電極24に接続される送信駆動部52と、第1受信信号処理部48、第2受信信号処理部50および送信駆動部52を制御するプローブ制御部54とを有する。
また、第1受信信号処理部48は診断装置本体46の第1データ格納部56に、第2受信信号処理部50は第2データ格納部58に、プローブ制御部54は本体制御部64に、通信ケーブル44を介して、それぞれ接続されている。
The probe main body 42 includes an ultrasonic probe 10, a plurality of first reception signal processing units 48 connected to the plurality of first electrodes 24 of the ultrasonic probe 10, respectively, and an ultrasonic probe. A plurality of second reception signal processing units 50 connected to each of the plurality of individual electrodes 28, a transmission driving unit 52 connected to the first electrode 24, a first reception signal processing unit 48, a second A probe control unit that controls the reception signal processing unit 50 and the transmission drive unit 52;
The first received signal processing unit 48 is in the first data storage unit 56 of the diagnostic device main body 46, the second received signal processing unit 50 is in the second data storage unit 58, the probe control unit 54 is in the main body control unit 64, Each is connected via a communication cable 44.

図3は、超音波探触子10の内部構造を模式的に示す斜視図であり、図4(A)は、図3に示す超音波探触子10の一部を拡大した正面図であり、図4(B)は、図3に示す超音波探触子10の上面図である。なお、図4(B)においては、超音波探触子10の内部構造を示すため、aで示す領域では、音響レンズ20および共通電極30の図示を省略し、bで示す領域では、さらに、有機圧電体18および個別電極28の図示を省略している。この超音波探触子10は、被検体に当接して体腔外走査を行う際に、又は、被検体の体腔内に挿入して体腔内走査を行う際に用いられる。   3 is a perspective view schematically showing the internal structure of the ultrasonic probe 10, and FIG. 4A is a front view in which a part of the ultrasonic probe 10 shown in FIG. 3 is enlarged. 4B is a top view of the ultrasonic probe 10 shown in FIG. In FIG. 4B, in order to show the internal structure of the ultrasound probe 10, the acoustic lens 20 and the common electrode 30 are not shown in the region indicated by a, and in the region indicated by b, The illustration of the organic piezoelectric body 18 and the individual electrode 28 is omitted. The ultrasonic probe 10 is used when performing extracorporeal scanning while abutting on the subject, or when inserting into the body cavity of the subject and performing intracorporeal scanning.

図3に示す超音波探触子10は、バッキング材12と、バッキング材12の上に配列され積層される複数の無機圧電体14と、無機圧電体14の上に積層される音響整合層16と、無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙に充填される溝充填部材22と、音響整合層16および溝充填部材22の上に積層される有機圧電体18と、有機圧電体18の上に積層される音響レンズ20と、無機圧電体14を挟んで配置される電極対を構成する第1電極24および第2電極26と、有機圧電体18を挟んで配置される電極対を構成する個別電極28および共通電極30とを有している。   The ultrasonic probe 10 shown in FIG. 3 includes a backing material 12, a plurality of inorganic piezoelectric bodies 14 arranged and stacked on the backing material 12, and an acoustic matching layer 16 stacked on the inorganic piezoelectric body 14. A groove filling member 22 filled in the gap between the inorganic piezoelectric body 14 and the acoustic matching layer 16, an organic piezoelectric body 18 stacked on the acoustic matching layer 16 and the groove filling member 22, and an organic piezoelectric body 18 An acoustic lens 20 stacked on top of each other, a first electrode 24 and a second electrode 26 constituting an electrode pair disposed with the inorganic piezoelectric member 14 interposed therebetween, and an electrode pair disposed with the organic piezoelectric member 18 interposed therebetween. It has the individual electrode 28 and the common electrode 30 which comprise.

バッキング材12は、例えば、フェライト粉や金属粉やPZT粉入りのエポキシ樹脂や、フェライト粉入りのゴムのように、音響減衰の大きい材料によって形成されており、無機圧電体14から発生する不要な超音波の減衰を早めるものである。   The backing material 12 is formed of a material having a large acoustic attenuation, such as an epoxy resin containing ferrite powder, metal powder, PZT powder, or rubber containing ferrite powder, and is not required to be generated from the inorganic piezoelectric body 14. It accelerates the attenuation of ultrasonic waves.

無機圧電体14は、セラミクス等の無機圧電材料で構成され、診断装置本体44から供給される駆動信号に基づいて超音波を発生し、また、被検体から伝播する超音波エコーを受信することにより、受信した超音波エコーの強さに応じた電気信号を発生するものである。無機圧電体14は、アジマス方向(図中X方向)に、間隙を有して一次元的に複数配列されて、バッキング材12上に積層されている。アジマス方向の無機圧電体14の長さと間隙の長さとの比は3:1程度である。   The inorganic piezoelectric body 14 is made of an inorganic piezoelectric material such as ceramics, generates ultrasonic waves based on a drive signal supplied from the diagnostic apparatus main body 44, and receives ultrasonic echoes propagating from the subject. An electric signal corresponding to the intensity of the received ultrasonic echo is generated. A plurality of inorganic piezoelectric bodies 14 are arranged one-dimensionally with a gap in the azimuth direction (X direction in the figure) and stacked on the backing material 12. The ratio of the length of the inorganic piezoelectric body 14 in the azimuth direction to the length of the gap is about 3: 1.

無機圧電体14の材料としては圧電セラミクスが用いられる。圧電セラミクスは、電気・機械エネルギー変換能力が高いので、体内の深部まで到達可能な強力な超音波を発生することができ、また、受信感度も高い。具体的な材料としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛:Pb(Ti,Zr)O3)や、同様のペロブスカイト系結晶構造を有する変成組成の材料や、一般にリラクサ系材料と呼ばれている材料等を用いることができる。
無機圧電体14としてPZTを用いる場合は、無機圧電体14の音響インピーダンスは、30〜34Mraylである。
A piezoelectric ceramic is used as the material of the inorganic piezoelectric body 14. Piezoelectric ceramics have a high electrical / mechanical energy conversion capability, and therefore can generate powerful ultrasonic waves that can reach the deep part of the body and have high reception sensitivity. Specific examples of the material include PZT (lead zirconate titanate: Pb (Ti, Zr) O3), a modified composition material having a similar perovskite crystal structure, and a material generally referred to as a relaxor material. Can be used.
When PZT is used as the inorganic piezoelectric body 14, the acoustic impedance of the inorganic piezoelectric body 14 is 30 to 34 Mrayl.

無機圧電体14のバッキング材12側の面およびこれに対向する面には、それぞれ第1電極24および第2電極26が形成されている。無機圧電体14と第1電極24および第2電極26とで無機圧電素子を形成している。図示例においては、第1電極24は、送信駆動部52と第1受信信号処理部48とに切り替え可能に接続され、第2電極は接地されている。第1電極24および第2電極26は、一対の電極対を形成しており、超音波の送信時には、第1電極24が送信駆動部52と接続され、超音波の送信信号が供給される。また、超音波の受信時には、第1電極24が受信信号処理部48に接続され、無機圧電体14が超音波エコーを受信することにより発生した電気信号を取得し、受信信号処理部48に供給する。   A first electrode 24 and a second electrode 26 are formed on the surface of the inorganic piezoelectric body 14 on the backing material 12 side and the surface facing the surface, respectively. The inorganic piezoelectric element 14 and the first electrode 24 and the second electrode 26 form an inorganic piezoelectric element. In the illustrated example, the first electrode 24 is switchably connected to a transmission drive unit 52 and a first reception signal processing unit 48, and the second electrode is grounded. The first electrode 24 and the second electrode 26 form a pair of electrodes, and when transmitting an ultrasonic wave, the first electrode 24 is connected to the transmission drive unit 52 and an ultrasonic transmission signal is supplied. Further, at the time of reception of ultrasonic waves, the first electrode 24 is connected to the reception signal processing unit 48, and an electrical signal generated by the inorganic piezoelectric body 14 receiving ultrasonic echoes is acquired and supplied to the reception signal processing unit 48. To do.

音響整合層16は、無機圧電体14と有機圧電体18との間の音響インピーダンスの整合(マッチング)を図るための部材であり、無機圧電体14上に、無機圧電体14と同様に間隙を有して複数配列されて積層されている。音響整合層16は、無機圧電体14と、後述する有機圧電体18との間の音響インピーダンスを有する。
音響整合層16の材料としては、無機圧電体14と有機圧電体18との間の音響インピーダンスの整合を図ることができる種々の公知の材料が利用可能である。
The acoustic matching layer 16 is a member for matching acoustic impedance between the inorganic piezoelectric body 14 and the organic piezoelectric body 18, and a gap is formed on the inorganic piezoelectric body 14 in the same manner as the inorganic piezoelectric body 14. A plurality of them are arranged and stacked. The acoustic matching layer 16 has an acoustic impedance between the inorganic piezoelectric body 14 and an organic piezoelectric body 18 described later.
As the material of the acoustic matching layer 16, various known materials that can achieve acoustic impedance matching between the inorganic piezoelectric body 14 and the organic piezoelectric body 18 can be used.

溝充填部材22は、無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙に形成され、複数の無機圧電体14の間で相互に音が伝搬し、干渉しないように、個々の無機圧電体14を分離するためのものである。溝充填部材22は、個々の無機圧電体14の間での音の伝搬を分離するために、無機圧電体14および音響整合層16よりも低い音響インピーダンスを有する。
また、溝充填部材22は、後述する有機圧電体18の下面に形成された個別電極28の下層に形成されており、有機圧電体18よりも低い音響インピーダンスを有し、有機圧電体18に対するバッキング材としての機能も有する。この点に関しては後に詳述する。
The groove filling member 22 is formed in the gap between the inorganic piezoelectric bodies 14 and the gap between the acoustic matching layers 16 so that sound propagates between the plurality of inorganic piezoelectric bodies 14 and does not interfere with each other. Is for separating. The groove filling member 22 has a lower acoustic impedance than the inorganic piezoelectric body 14 and the acoustic matching layer 16 in order to separate the propagation of sound between the individual inorganic piezoelectric bodies 14.
Further, the groove filling member 22 is formed below the individual electrode 28 formed on the lower surface of the organic piezoelectric body 18 to be described later, has a lower acoustic impedance than the organic piezoelectric body 18, and has a backing against the organic piezoelectric body 18. It also has a function as a material. This will be described in detail later.

溝充填部材22の材料としては、有機圧電体18よりも低い音響インピーダンスとすることができる種々の公知の材料が利用可能である。例えば、シリコーン樹脂やウレタン樹脂等の樹脂を用いることができる。
また、樹脂に、ガラスバルーン等の、この樹脂よりも密度が小さい微粒子を分散させることが好ましい。樹脂に密度が小さい微粒子を分散させることにより、音響インピーダンスをより小さくすることができる。
As the material of the groove filling member 22, various known materials that can have an acoustic impedance lower than that of the organic piezoelectric body 18 can be used. For example, a resin such as a silicone resin or a urethane resin can be used.
Moreover, it is preferable to disperse fine particles having a lower density than the resin, such as a glass balloon, in the resin. The acoustic impedance can be further reduced by dispersing fine particles having a low density in the resin.

有機圧電体18は、音響整合層16と音響レンズ20との間の音響インピーダンスの整合を図ると共に、被検体から伝搬する超音波エコーの高調波を受信することにより電気信号を発生するものである。有機圧電体18は、音響整合層16上に積層されている。
有機圧電体18の材料としては、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の有機圧電材料が用いられる。また、有機圧電体18の音響インピーダンスは、音響整合層16よりも小さく、溝充填部材22および音響レンズ20よりも大きい。PVDFを有機圧電体18として用いる場合は、有機圧電体18の音響インピーダンスは、3〜4Mraylである。
The organic piezoelectric body 18 is adapted to match the acoustic impedance between the acoustic matching layer 16 and the acoustic lens 20 and generate an electrical signal by receiving harmonics of an ultrasonic echo propagating from the subject. . The organic piezoelectric body 18 is laminated on the acoustic matching layer 16.
An organic piezoelectric material such as PVDF (polyvinylidene fluoride) is used as the material of the organic piezoelectric body 18. Further, the acoustic impedance of the organic piezoelectric body 18 is smaller than that of the acoustic matching layer 16 and larger than that of the groove filling member 22 and the acoustic lens 20. When PVDF is used as the organic piezoelectric body 18, the acoustic impedance of the organic piezoelectric body 18 is 3 to 4 Mrayl.

有機圧電体18は、音響整合層16よりも大きく、音響レンズ20よりも小さい音響インピーダンスを有することにより、音響整合層16と音響レンズ20との間の音響インピーダンスの整合を図る音響整合層として機能する。   The organic piezoelectric body 18 functions as an acoustic matching layer that matches the acoustic impedance between the acoustic matching layer 16 and the acoustic lens 20 by having an acoustic impedance larger than that of the acoustic matching layer 16 and smaller than that of the acoustic lens 20. To do.

また、有機圧電体18は、ハーモニックイメージング技法を用いて超音波画像を生成する際に、被検体から伝搬する超音波エコーの高調波を受信する素子として機能する。そのため、有機圧電体18の音響整合層16側の面には、個別電極28が形成され、反対側の面には共通電極30が形成されている。図4(A)および(B)に示すように、個別電極28は、X方向に、間隙を有して一次元的に複数配列されており、各個別電極28は、対応する溝充填部材22の全面および音響整合層16の一部を覆うように配置されている。一方、共通電極30は、有機圧電体18の全体に亘って一様に形成されている。各個別電極28は、それぞれ受信信号処理部48に接続され、共通電極30は、接地されている。超音波の受信時には、個別電極28は、有機圧電体18が超音波エコーの高調波を受信することにより発生した電気信号を取得し、受信信号処理部48に供給する。   In addition, the organic piezoelectric member 18 functions as an element that receives harmonics of ultrasonic echoes that propagate from the subject when generating an ultrasonic image using the harmonic imaging technique. Therefore, the individual electrode 28 is formed on the surface of the organic piezoelectric body 18 on the acoustic matching layer 16 side, and the common electrode 30 is formed on the opposite surface. As shown in FIGS. 4A and 4B, a plurality of individual electrodes 28 are arranged one-dimensionally with a gap in the X direction, and each individual electrode 28 has a corresponding groove filling member 22. Are arranged so as to cover the entire surface and a part of the acoustic matching layer 16. On the other hand, the common electrode 30 is uniformly formed over the entire organic piezoelectric body 18. Each individual electrode 28 is connected to the reception signal processing unit 48, and the common electrode 30 is grounded. At the time of reception of ultrasonic waves, the individual electrode 28 acquires an electrical signal generated when the organic piezoelectric body 18 receives harmonics of the ultrasonic echo, and supplies the electrical signal to the reception signal processing unit 48.

PVDF等の有機圧電材料で構成される有機圧電体18は、横方向(X方向)の振動結合が小さく、音が伝搬しにくいため、個別電極28が配置された部分が超音波エコーを受信する素子として機能する。従って、個別電極28を、間隙を有して複数配列することにより、有機圧電体18を複数の素子として分離することができ、個別電極28が配置された領域の有機圧電体18と個別電極28と共通電極30とが有機圧電素子を形成する。   Since the organic piezoelectric body 18 made of an organic piezoelectric material such as PVDF has small vibration coupling in the lateral direction (X direction) and does not easily propagate sound, the portion where the individual electrode 28 is disposed receives an ultrasonic echo. Functions as an element. Therefore, by arranging a plurality of individual electrodes 28 with a gap, the organic piezoelectric body 18 can be separated as a plurality of elements, and the organic piezoelectric body 18 and the individual electrodes 28 in the region where the individual electrodes 28 are disposed. And the common electrode 30 form an organic piezoelectric element.

このように、本発明の超音波探触子は、間隙を有して配列されたセラミクス製の無機圧電体14と、無機圧電体14の上に、無機圧電体14と同様に配列された音響整合層16と、音響整合層16の上に積層される有機圧電体18と、無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙を充填する、有機圧電体18よりも音響インピーダンスが低い有機材料で形成された溝充填部材22と、有機圧電体18を挟む共通電極30および個別電極28とを有し、音響整合層16側の個別電極28が、無機圧電体14の配列方向に分割されて配列され、かつ、少なくとも溝充填部材22を覆って形成されているので、超音波探触子10において、セラミクス製の無機圧電体14に加えて、有機圧電体18を積層する構成とし、無機圧電体14が被検体に超音波ビームを送信し、有機圧電体18が超音波エコーの高調波を受信することにより、被検体の深い部分を計測する場合にも、超音波が減衰することなく、高い空間分解能で計測することができ、高精細な画像を得ることができる。
このとき、個別電極28を溝充填部材22の上に配置することにより、超音波エコーの高調波を受信する有機圧電素子としての有機圧電体18の下層が、有機圧電体18よりも音響インピーダンスが低い溝充填部材22であるので、溝充填部材22が有機圧電体18のバッキング材として機能し、有機圧電体18の共振能が低下することを防止できるので、有機圧電素子の感度が低下することを防止し、高感度で超音波エコーの高調波を受信することができ、受信信号の帯域を広げることができ、これにより、深い部位を計測する場合であっても高精細な画像を得ることができる。また、被検体の浅い部分と深い部分とで超音波探触子を使い分ける必要もない。
As described above, the ultrasonic probe of the present invention has the ceramic inorganic piezoelectric element 14 arranged with a gap and the acoustics arranged on the inorganic piezoelectric element 14 in the same manner as the inorganic piezoelectric element 14. An organic material having a lower acoustic impedance than the organic piezoelectric body 18 filling the gap between the matching layer 16, the organic piezoelectric body 18 laminated on the acoustic matching layer 16, and the gap between the inorganic piezoelectric body 14 and the acoustic matching layer 16. And the common electrode 30 and the individual electrode 28 sandwiching the organic piezoelectric material 18, and the individual electrode 28 on the acoustic matching layer 16 side is divided in the arrangement direction of the inorganic piezoelectric material 14. Since it is arranged and is formed so as to cover at least the groove filling member 22, the ultrasonic probe 10 has a configuration in which an organic piezoelectric body 18 is laminated in addition to the ceramic inorganic piezoelectric body 14. Body 14 is examined Even when measuring the deep part of the subject by transmitting the ultrasonic beam to the organic piezoelectric element 18 and receiving the harmonics of the ultrasonic echo, the ultrasonic wave is not attenuated and the measurement is performed with high spatial resolution. And a high-definition image can be obtained.
At this time, by disposing the individual electrode 28 on the groove filling member 22, the lower layer of the organic piezoelectric body 18 as an organic piezoelectric element that receives the harmonics of the ultrasonic echo has an acoustic impedance higher than that of the organic piezoelectric body 18. Since the groove filling member 22 is low, the groove filling member 22 functions as a backing material for the organic piezoelectric body 18 and can prevent the resonance ability of the organic piezoelectric body 18 from being lowered, thereby reducing the sensitivity of the organic piezoelectric element. Can receive high harmonics of ultrasonic echoes with high sensitivity, and can widen the bandwidth of the received signal, thereby obtaining a high-definition image even when measuring deep parts Can do. Further, it is not necessary to use different ultrasonic probes for the shallow and deep portions of the subject.

ここで、図示例においては、個別電極28は、溝充填部材22の全面および音響整合層16の一部を覆うように配置されているが、本発明は、これに限定はされず、個別電極28が溝充填部材22のみを覆うように、個別電極28を形成してもよい。すなわち、本発明においては、溝充填部材22が無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙に形成され、個別電極28が、この溝充填部材22の上面の全てを覆うように配置すれば、各種の構成が利用可能である。
なお、個別電極28のサイズは、大きいほど静電容量が大きくなる点で好ましいが、音響整合層16を覆う部分が大きくなるほど、個別電極28の下層の音響インピーダンスが大きくなり、有機圧電体18の共振能が低下するおそれがある。そのため、個別電極28のサイズは、超音波探触子10の構成、要求される性能等に応じて適宜、決定すればよい。
Here, in the illustrated example, the individual electrode 28 is disposed so as to cover the entire surface of the groove filling member 22 and a part of the acoustic matching layer 16, but the present invention is not limited to this, and the individual electrode 28 The individual electrode 28 may be formed so that 28 covers only the groove filling member 22. That is, in the present invention, the groove filling member 22 is formed in the gap between the inorganic piezoelectric bodies 14 and the gap between the acoustic matching layers 16, and the individual electrodes 28 are arranged so as to cover the entire upper surface of the groove filling member 22. Various configurations are available.
Note that the larger the size of the individual electrode 28, the more preferable the capacitance is. However, the larger the portion covering the acoustic matching layer 16, the larger the acoustic impedance of the lower layer of the individual electrode 28, and the organic piezoelectric body 18. There is a possibility that the resonance ability is lowered. Therefore, the size of the individual electrode 28 may be appropriately determined according to the configuration of the ultrasonic probe 10, required performance, and the like.

また、図示例においては、有機圧電体18は、音響整合層16の全面を覆うように一体的に形成し、個別電極28のみを分離して配置する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、有機圧電体を、X方向に、間隙を有して一次元的に複数配列する構成としてもよい。   In the illustrated example, the organic piezoelectric body 18 is integrally formed so as to cover the entire surface of the acoustic matching layer 16, and only the individual electrodes 28 are separated and arranged. However, the present invention is not limited to this. The organic piezoelectric bodies may be arranged one-dimensionally with a gap in the X direction.

図5に、有機圧電体をX方向に間隙を有して一次元的に複数配列する構成とした本発明の超音波探触子の一例を示す。
なお、図5に示す超音波探触子100は、図4に示す超音波探触子10において、有機圧電体18に代えて、有機圧電体102および第2溝充填部材104を有する構成以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
FIG. 5 shows an example of the ultrasonic probe of the present invention in which a plurality of organic piezoelectric bodies are arranged one-dimensionally with gaps in the X direction.
The ultrasonic probe 100 shown in FIG. 5 is the same as the ultrasonic probe 10 shown in FIG. 4 except that it has an organic piezoelectric body 102 and a second groove filling member 104 instead of the organic piezoelectric body 18. Since they have the same configuration, the same parts are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described below.

超音波探触子100は、バッキング材12と、バッキング材12の上に配列され積層される複数の無機圧電体14と、無機圧電体14の上に積層される音響整合層16と、無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙に充填される溝充填部材22と、音響整合層16および溝充填部材22の上に積層される有機圧電体102と、有機圧電体102の間隙に充填される第2溝充填部材104と、無機圧電体14を挟んで配置される電極対を構成する第1電極24および第2電極26と、有機圧電体18を挟んで配置される電極対を構成する個別電極28および共通電極30とを有している。また、図示は省略しているが、超音波探触子10と同様、有機圧電体102の上には音響レンズ20が積層されている。   The ultrasonic probe 100 includes a backing material 12, a plurality of inorganic piezoelectric bodies 14 arranged and stacked on the backing material 12, an acoustic matching layer 16 stacked on the inorganic piezoelectric body 14, and an inorganic piezoelectric element. The groove filling member 22 filled in the gap between the body 14 and the acoustic matching layer 16, the organic piezoelectric body 102 stacked on the acoustic matching layer 16 and the groove filling member 22, and the gap between the organic piezoelectric bodies 102 are filled The second groove filling member 104 to be formed, the first electrode 24 and the second electrode 26 constituting the electrode pair disposed with the inorganic piezoelectric member 14 interposed therebetween, and the electrode pair disposed with the organic piezoelectric member 18 interposed therebetween. The individual electrode 28 and the common electrode 30 are provided. Although not shown, the acoustic lens 20 is laminated on the organic piezoelectric body 102 as in the case of the ultrasonic probe 10.

有機圧電体102は、音響整合層16と音響レンズ20との間の音響インピーダンスの整合を図ると共に、被検体から伝搬する超音波エコーの高調波を受信することにより電気信号を発生するものである。有機圧電体102は、アジマス方向(X方向)に、間隙を有して一次元的に複数配列されて、音響整合層16および溝充填部材22上に積層されている。ここで、有機圧電体102は、有機圧電体102の音響整合層16側の面に形成される個別電極28が、溝充填部材22の全面および音響整合層16の一部を覆うように配置されている。
超音波の受信時には、有機圧電体102が超音波エコーの高調波を受信することにより発生した電気信号は、個別電極28を介して受信信号処理部48に供給される。
The organic piezoelectric body 102 is adapted to match the acoustic impedance between the acoustic matching layer 16 and the acoustic lens 20 and generate an electrical signal by receiving harmonics of an ultrasonic echo propagating from the subject. . A plurality of organic piezoelectric bodies 102 are arranged one-dimensionally with a gap in the azimuth direction (X direction) and stacked on the acoustic matching layer 16 and the groove filling member 22. Here, the organic piezoelectric body 102 is disposed so that the individual electrode 28 formed on the surface of the organic piezoelectric body 102 on the acoustic matching layer 16 side covers the entire surface of the groove filling member 22 and a part of the acoustic matching layer 16. ing.
At the time of reception of ultrasonic waves, an electrical signal generated by the organic piezoelectric body 102 receiving harmonics of ultrasonic echoes is supplied to the reception signal processing unit 48 via the individual electrodes 28.

第2溝充填部材104は、有機圧電体102の間隙に形成され、個々の有機圧電体102を分離するためのものである。第2溝充填部材104は、個々の有機圧電体102の間での音の伝搬を分離するために、有機圧電体102よりも低い音響インピーダンスを有することが好ましい。溝充填部材104の材料としては、例えば、シリコーン樹脂やウレタン樹脂等の樹脂を用いることができる。   The second groove filling member 104 is formed in the gap between the organic piezoelectric bodies 102 and separates the individual organic piezoelectric bodies 102. The second groove filling member 104 preferably has a lower acoustic impedance than the organic piezoelectric body 102 in order to separate the propagation of sound between the individual organic piezoelectric bodies 102. As a material of the groove filling member 104, for example, a resin such as a silicone resin or a urethane resin can be used.

このように、有機圧電体102を分離して形成した場合でも、有機圧電体102の音響整合層16側に形成される個別電極28が、溝充填部材22の全面を覆うように配列することにより、超音波エコーを受信する素子としての有機圧電体102の下層が、有機圧電体102よりも音響インピーダンスが低い溝充填部材22となり、溝充填部材22が有機圧電体102のバッキング材として機能するので、有機圧電体102の共振能が低下することを防止し、感度が低下することなく、高調波の受信を行なうことができ、受信信号の帯域を広げることができる。   As described above, even when the organic piezoelectric body 102 is formed separately, the individual electrodes 28 formed on the acoustic matching layer 16 side of the organic piezoelectric body 102 are arranged so as to cover the entire surface of the groove filling member 22. The lower layer of the organic piezoelectric body 102 as an element for receiving ultrasonic echoes becomes the groove filling member 22 having an acoustic impedance lower than that of the organic piezoelectric body 102, and the groove filling member 22 functions as a backing material for the organic piezoelectric body 102. Further, it is possible to prevent the resonance ability of the organic piezoelectric body 102 from being lowered, receive harmonics without lowering the sensitivity, and widen the band of the received signal.

音響レンズ20は、例えば、シリコーンゴムによって形成されており、無機圧電体14から送信され、音響整合層16および有機圧電体18を伝播した超音波ビームを、被検体内の所定の深度において集束させる。   The acoustic lens 20 is formed of, for example, silicone rubber, and focuses an ultrasonic beam transmitted from the inorganic piezoelectric body 14 and propagated through the acoustic matching layer 16 and the organic piezoelectric body 18 at a predetermined depth in the subject. .

送信駆動部52は、例えば、複数のパルサを含んでおり、プローブ制御部54によって選択された送信遅延パターンに基づいて、超音波探触子10から送信される超音波が被検体内の組織のエリアをカバーする幅広の超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の第1電極24に供給する。   The transmission drive unit 52 includes, for example, a plurality of pulsers, and based on the transmission delay pattern selected by the probe control unit 54, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe 10 are transmitted to the tissue in the subject. The delay amount of each drive signal is adjusted so as to form a wide ultrasonic beam covering the area, and supplied to the plurality of first electrodes 24.

受信信号処理部48は、本体制御部64からの指示に応じて、プローブ制御部54の制御の下で、通常の超音波画像を撮像する場合には、第1電極24から出力される受信信号を取得し、ハーモニックイメージング技法による超音波画像を撮像する場合には、個別電極28から出力される受信信号を取得する。
各チャンネルの受信信号処理部48は、対応する第1電極24または個別電極28から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含むサンプルデータを生成する。受信信号処理部48は、複素ベースバンド信号をサンプリングして得られるデータに高能率符号化のためのデータ圧縮処理を施すことによりサンプルデータを生成してもよい。
The reception signal processing unit 48 receives a reception signal output from the first electrode 24 when taking a normal ultrasonic image under the control of the probe control unit 54 in accordance with an instruction from the main body control unit 64. When an ultrasonic image is acquired by the harmonic imaging technique, a reception signal output from the individual electrode 28 is acquired.
The reception signal processing unit 48 of each channel generates a complex baseband signal by subjecting the reception signal output from the corresponding first electrode 24 or individual electrode 28 to orthogonal detection processing or orthogonal sampling processing, thereby generating a complex baseband signal. By sampling the band signal, sample data including information on the area of the tissue is generated. The reception signal processing unit 48 may generate sample data by performing data compression processing for high-efficiency encoding on data obtained by sampling a complex baseband signal.

プローブ制御部54は、診断装置本体46から伝送される各種の制御信号に基づいて、プローブ本体42の各部の制御を行う。
ここで、プローブ制御部54は、本体制御部64から供給される制御信号に基づいて、通常の超音波画像の撮像の場合には、受信信号処理部48が第1電極24からの受信信号を取得するように、受信信号処理部48を制御し、ハーモニックイメージング技法による超音波画像の撮像の場合には、受信信号処理部48が個別電極28からの受信信号を取得するように、受信信号処理部48を制御する。
The probe control unit 54 controls each part of the probe main body 42 based on various control signals transmitted from the diagnostic apparatus main body 46.
Here, based on the control signal supplied from the main body control unit 64, the probe control unit 54 receives the reception signal from the first electrode 24 when the reception signal processing unit 48 captures a normal ultrasonic image. The reception signal processing unit 48 is controlled to acquire the received signal processing so that the reception signal processing unit 48 acquires the reception signal from the individual electrode 28 in the case of imaging an ultrasonic image by the harmonic imaging technique. The unit 48 is controlled.

次に診断装置本体46について説明する。
診断装置本体46は、通信ケーブル44を介して接続されるプローブ本体42に、超音波の送信の指示信号を送ると共に、プローブ本体42から伝送された超音波の受信データ(サンプルデータ)に基づいて、超音波画像を生成して、表示するものである。
なお、通信ケーブル44としては、静電容量を有さない(小さい)ケーブルを用いることが好ましい。有機圧電体18の静電容量は小さいため、ケーブルの静電容量が大きいと、受信電圧が降下して感度が低下してしまう。これに対して、静電容量を有さないケーブルを用いることで、シグナル感度が大幅に向上する。
Next, the diagnostic device main body 46 will be described.
The diagnostic device main body 46 sends an ultrasonic transmission instruction signal to the probe main body 42 connected via the communication cable 44 and based on the ultrasonic reception data (sample data) transmitted from the probe main body 42. An ultrasonic image is generated and displayed.
In addition, as the communication cable 44, it is preferable to use a cable having no (small) capacitance. Since the organic piezoelectric body 18 has a small electrostatic capacity, if the electrostatic capacity of the cable is large, the received voltage decreases and the sensitivity decreases. On the other hand, signal sensitivity is greatly improved by using a cable having no capacitance.

診断装置本体46は、データ格納部56を有し、データ格納部56に画像処理部60が接続されている。さらに、画像処理部60に表示部62が接続されている。画像処理部60および表示部62に本体制御部64が接続されている。さらに、本体制御部64には、オペレータが入力操作を行うための操作部66が接続されている。   The diagnostic apparatus main body 46 has a data storage unit 56, and an image processing unit 60 is connected to the data storage unit 56. Further, a display unit 62 is connected to the image processing unit 60. A main body control unit 64 is connected to the image processing unit 60 and the display unit 62. Furthermore, an operation unit 66 for an operator to perform an input operation is connected to the main body control unit 64.

操作部66は、撮影メニュー、撮影条件などを設定し、被検体の撮像を指示する部位である。操作部66には、撮影メニュー、撮影条件などを設定するための入力キー、ダイヤルボタン、トラックボール、タッチパネル等の入力手段が設けられる。
また、本発明においては、操作部66は、通常の超音波画像の生成と、ハーモニックイメージング技法を用いた超音波画像の生成とのいずれかを指示するための入力を行なうためのものである。
The operation unit 66 is a part that sets an imaging menu, imaging conditions, and the like and instructs imaging of the subject. The operation unit 66 is provided with input means such as an input key for setting a shooting menu, shooting conditions, and the like, a dial button, a trackball, and a touch panel.
In the present invention, the operation unit 66 is for performing an input for instructing either generation of a normal ultrasonic image or generation of an ultrasonic image using a harmonic imaging technique.

データ格納部56は、メモリまたはハードディスク等によって構成され、通信ケーブル44を介してプローブ本体42から伝送された少なくとも1フレーム分のサンプルデータを格納する。   The data storage unit 56 includes a memory, a hard disk, or the like, and stores at least one frame of sample data transmitted from the probe main body 42 via the communication cable 44.

画像生成部60は、データ格納部56から読み出される1フレーム毎のサンプルデータに受信フォーカス処理等の必要な画像処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。画像生成部60は、生成した画像信号を表示部62に供給する。   The image generation unit 60 performs necessary image processing such as reception focus processing on the sample data for each frame read from the data storage unit 56 to generate an image signal representing an ultrasound diagnostic image. The image generation unit 60 supplies the generated image signal to the display unit 62.

表示部62は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、画像生成部60によって生成される画像信号に基づいて、本体制御部64の指示の下で、超音波診断画像を表示する。
本体制御部64は、診断装置本体46内の各部の制御を行うものである。また、本体制御部64は、通信ケーブル44を介してプローブ本体42と接続されており、プローブ本体42の動作を制御する制御信号を供給する。
ここで、入力指示により、ハーモニックイメージング技法による超音波画像の生成が指示された場合には、その旨の信号をプローブ制御部54に供給する。
The display unit 62 includes, for example, a display device such as an LCD, and displays an ultrasound diagnostic image under the instruction of the main body control unit 64 based on the image signal generated by the image generation unit 60.
The main body control unit 64 controls each unit in the diagnostic apparatus main body 46. The main body control unit 64 is connected to the probe main body 42 via the communication cable 44 and supplies a control signal for controlling the operation of the probe main body 42.
Here, when generation of an ultrasonic image by the harmonic imaging technique is instructed by an input instruction, a signal to that effect is supplied to the probe control unit 54.

次に、超音波診断装置40の動作について説明する。
まず、操作者は、通常の超音波画像の撮像か、ハーモニックイメージング技法による超音波画像の撮像かを操作部66に入力し、プローブ本体42を被検体の表面に当接する。この状態で、プローブ本体42の送信駆動部52から供給される駆動信号に従って無機圧電体14から超音波が送信され、被検体からの超音波エコーを受信した超音波探触子10から出力された受信信号が受信信号処理部48に供給されてサンプルデータが生成され、通信ケーブル44を介して診断装置本体46へ伝送されてデータ格納部56に格納される。このとき、通常の超音波画像の撮像の場合は、受信信号処理部48は、第1電極24(無機圧電体14)から出力される受信信号を取得し、ハーモニックイメージング技法による超音波画像の撮像の場合には、受信信号処理部48は、個別電極28(有機圧電体18)から出力される受信信号を取得し、サンプルデータを生成する。データ格納部56から1フレーム毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部60で画像信号が生成され、この画像信号に基づいて超音波診断画像が表示部62に表示される。
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 40 will be described.
First, the operator inputs to the operation unit 66 whether to pick up a normal ultrasonic image or an ultrasonic image by a harmonic imaging technique, and abuts the probe body 42 on the surface of the subject. In this state, an ultrasonic wave is transmitted from the inorganic piezoelectric body 14 according to a drive signal supplied from the transmission drive unit 52 of the probe main body 42, and is output from the ultrasonic probe 10 that has received an ultrasonic echo from the subject. The received signal is supplied to the received signal processing unit 48 to generate sample data, which is transmitted to the diagnostic apparatus main body 46 via the communication cable 44 and stored in the data storage unit 56. At this time, in the case of normal ultrasound image capturing, the reception signal processing unit 48 acquires the reception signal output from the first electrode 24 (inorganic piezoelectric body 14), and captures the ultrasound image by the harmonic imaging technique. In this case, the reception signal processing unit 48 acquires the reception signal output from the individual electrode 28 (organic piezoelectric body 18), and generates sample data. Sample data for each frame is read from the data storage unit 56, an image signal is generated by the image generation unit 60, and an ultrasound diagnostic image is displayed on the display unit 62 based on this image signal.

ここで、図示例の超音波探触子10においては、無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙を、有機圧電体18よりも音響インピーダンスが低い有機材料で形成された溝充填部材22で充填する構成としたが、本発明は、これに限定はされず、無機圧電体14の間隙および音響整合層16の間隙に、溝充填部材22を配置せずに、空気を介在させる構成としてもよい。すなわち、有機圧電体(個別電極)のバッキング材を空気とすることにより、さらに有機圧電体の共振能が低下することを防止できるので、有機圧電素子の感度が低下することを防止できる。従って、高感度で超音波エコーの高調波を受信することができ、受信信号の帯域を広げることができ、これにより、深い部位を計測する場合であっても高精細な画像を得ることができる。   Here, in the illustrated ultrasonic probe 10, the gap filling member 22 formed of an organic material having an acoustic impedance lower than that of the organic piezoelectric body 18 is formed in the gap of the inorganic piezoelectric body 14 and the gap of the acoustic matching layer 16. However, the present invention is not limited to this, and the air is interposed in the gap between the inorganic piezoelectric body 14 and the gap between the acoustic matching layers 16 without arranging the groove filling member 22. Also good. That is, by using air as the backing material of the organic piezoelectric body (individual electrode), it is possible to prevent the resonance ability of the organic piezoelectric body from further decreasing, and thus it is possible to prevent the sensitivity of the organic piezoelectric element from decreasing. Accordingly, it is possible to receive the harmonics of the ultrasonic echo with high sensitivity, and to widen the band of the received signal, thereby obtaining a high-definition image even when measuring a deep part. .

参考例Reference example

以下、本発明の具体例を挙げて、本発明について、より詳細に説明する。
本参考例では、要素実験用の素子を作成して測定を行なうと共に、この要素実験用の素子に対応するモデルを作成して、シミュレーションを行なった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.
In this reference example, an element for element experiment was created and measured, and a model corresponding to the element experiment element was created for simulation.

[参考例1]
図6(A)に、作成した要素実験用素子200の概略図を示す。
要素実験用素子200は、土台202と、中間層204と、有機圧電素子206とを有する。
[Reference Example 1]
FIG. 6A shows a schematic diagram of the created element experimental element 200.
The element experiment element 200 includes a base 202, an intermediate layer 204, and an organic piezoelectric element 206.

土台202は、略矩形状の板状部材で、材質は、ガラスエポキシで、音響インピーダンスは、6.9Mraylである。
中間層204は、土台202の一方の面に配置された部材で、材質は、シリコーンで、幅は20mm、長さは20mm、厚さは500μmで、音響インピーダンスは、1.2Mraylである。
有機圧電素子206は、中間層204の土台202とは反対側の面に配置された板状部材で、有機圧電体の両面に電極が形成されている。有機圧電体は、PVDFで、幅は、20mm、長さは20mm、厚さは240μmで、音響インピーダンスは、4.0Mraylである。
The base 202 is a substantially rectangular plate-shaped member, made of glass epoxy, and has an acoustic impedance of 6.9 Mrayl.
The intermediate layer 204 is a member disposed on one surface of the base 202, and the material is silicone, the width is 20 mm, the length is 20 mm, the thickness is 500 μm, and the acoustic impedance is 1.2 Mrayl.
The organic piezoelectric element 206 is a plate-like member disposed on the surface of the intermediate layer 204 opposite to the base 202, and electrodes are formed on both surfaces of the organic piezoelectric body. The organic piezoelectric body is PVDF, the width is 20 mm, the length is 20 mm, the thickness is 240 μm, and the acoustic impedance is 4.0 Mrayl.

また、要素実験用素子200に対して、超音波を送信する探触子として、Φ30mmのPZT探触子を用いた。PZT探触子が送信する超音波の中心周波数は、3.5MHzとした。
このような要素実験用素子200と、PZT探触子との間に水を介在させて、PZT探触子から超音波の送信を行ない、要素実験用素子200で超音波を受信し、インピーダンスアナライザー4294A(Agilent社製)を用いて、周波数と、電気インピーダンスおよび位相との関係を求めた。
なお、水の音響インピーダンスは、1.5Mraylである。
In addition, a Φ30 mm PZT probe was used as a probe for transmitting ultrasonic waves to the element experiment element 200. The center frequency of the ultrasonic wave transmitted by the PZT probe was 3.5 MHz.
Water is interposed between the element experimental element 200 and the PZT probe, ultrasonic waves are transmitted from the PZT probe, ultrasonic waves are received by the element experimental element 200, and an impedance analyzer. Using 4294A (manufactured by Agilent), the relationship between frequency, electrical impedance, and phase was determined.
The acoustic impedance of water is 1.5 Mrayl.

また、要素実験用素子200と同様のモデルを作成し、シミュレーションにより周波数と、電気インピーダンスおよび位相との関係を算出した。
なお、シミュレーションにおいては、土台のガラスエポキシの音響インピーダンスを8Mraylとし、中間層のシリコーンの音響インピーダンスを1.2Mraylとし、有機圧電体のPVDFの音響インピーダンスを6.0Mraylとし、共振周波数を5MHzとし、圧電体の電気機械結合係数を0.25とし、キャパシタンスを40pFとしてシミュレーションを行なった。
In addition, a model similar to the element experiment element 200 was created, and the relationship between the frequency, electric impedance, and phase was calculated by simulation.
In the simulation, the acoustic impedance of the base glass epoxy is 8 Mrayl, the acoustic impedance of the silicone of the intermediate layer is 1.2 Mrayl, the acoustic impedance of the organic piezoelectric PVDF is 6.0 Mrayl, and the resonance frequency is 5 MHz. The simulation was performed with the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric body being 0.25 and the capacitance being 40 pF.

[参考例2]
参考例2として、図6(B)に示す要素実験用素子210を用いて測定を行なった。
要素実験用素子210は、土台212と、有機圧電素子206とを有する。
土台212は、有機圧電素子206が配置される領域に対応する領域が開口している以外は、土台202と同様の形状である。また、土台212の開口部の長さは20mmとし、有機圧電素子206の長さは24mmとした。すなわち、参考例2は、有機圧電素子の裏面側を空気層とした構成である。空気の音響インピーダンスは、0.0001Mraylである。このような参考例2において、周波数と、電気インピーダンスおよび位相との関係を求めた。
[Reference Example 2]
As Reference Example 2, measurement was performed using an element experimental element 210 shown in FIG.
The element experiment element 210 includes a base 212 and an organic piezoelectric element 206.
The base 212 has the same shape as the base 202 except that an area corresponding to the area where the organic piezoelectric element 206 is disposed is opened. The length of the opening of the base 212 was 20 mm, and the length of the organic piezoelectric element 206 was 24 mm. That is, Reference Example 2 has a configuration in which the back surface side of the organic piezoelectric element is an air layer. The acoustic impedance of air is 0.0001 Mrayl. In Reference Example 2 as described above, the relationship between frequency, electrical impedance, and phase was determined.

また、参考例2においても、要素実験用素子210と同様のモデルを作成し、シミュレーションにより周波数と、電気インピーダンスおよび位相との関係を算出した。
なお、シミュレーションにおいては、空気の音響インピーダンスを0.01Mraylとし、それ以外は、参考例1のシミュレーションと同様の数値を用いた。
Also in Reference Example 2, a model similar to the element experiment element 210 was created, and the relationship between frequency, electrical impedance, and phase was calculated by simulation.
In the simulation, the acoustic impedance of air was set to 0.01 Mrayl, and the other numerical values similar to those in the simulation of Reference Example 1 were used.

[参考例3]
参考例3として、図6(C)に示す要素実験用素子220を用いて測定を行なった。
すなわち、中間層204を有さない構成とした以外は、参考例1と同様にして、周波数と、電気インピーダンスおよび位相との関係を求めた。
[Reference Example 3]
As Reference Example 3, measurement was performed using an element experimental element 220 shown in FIG.
That is, the relationship between the frequency, electrical impedance, and phase was determined in the same manner as in Reference Example 1 except that the intermediate layer 204 was not provided.

また、参考例3においても、要素実験用素子220と同様のモデルを作成し、シミュレーションにより周波数と、電気インピーダンスおよび位相との関係を算出した。
なお、シミュレーションにおいては、参考例1のシミュレーションと同様の数値を用いた。
Also in Reference Example 3, a model similar to the element experiment element 220 was created, and the relationship between frequency, electrical impedance, and phase was calculated by simulation.
In the simulation, the same numerical values as in the simulation of Reference Example 1 were used.

シミュレーションにより算出した電気インピーダンスを図7(A)に示し、位相を図7(B)に示す。また、測定した電気インピーダンスを図8(A)に示し、位相を図8(B)に示す。ここで、図7(A)および図8(A)では、縦軸を電気インピーダンス[ohm]とし、横軸を周波数[MHz]とし、参考例1を実線で示し、参考例2を破線で示し、参考例3を一点鎖線で示す。また、図7(B)および図8(B)では、縦軸を位相[deg]とし、横軸を周波数[MHz]とし、参考例1を実線で示し、参考例2を破線で示し、参考例3を一点鎖線で示す。   The electrical impedance calculated by the simulation is shown in FIG. 7A, and the phase is shown in FIG. 7B. The measured electrical impedance is shown in FIG. 8A, and the phase is shown in FIG. 8B. Here, in FIGS. 7A and 8A, the vertical axis represents electrical impedance [ohm], the horizontal axis represents frequency [MHz], Reference Example 1 is indicated by a solid line, and Reference Example 2 is indicated by a broken line. Reference Example 3 is indicated by a one-dot chain line. 7B and 8B, the vertical axis is the phase [deg], the horizontal axis is the frequency [MHz], Reference Example 1 is indicated by a solid line, Reference Example 2 is indicated by a broken line, and Reference Example 3 is indicated by a one-dot chain line.

図7および図8に示すように、有機圧電素子の裏面側に配置されるバッキング材の音響インピーダンスが、有機圧電体の音響インピーダンスよりも小さい参考例1および2では、4.5MHz近傍で共振が出ており、圧電性能が高いことがわかる。
一方、有機圧電素子の裏面側に配置されるバッキング材の音響インピーダンスが、有機圧電体の音響インピーダンスよりも大きい参考例3では、共振が見られず、圧電性能が低いことがわかる。
As shown in FIGS. 7 and 8, in Reference Examples 1 and 2 in which the acoustic impedance of the backing material disposed on the back side of the organic piezoelectric element is smaller than the acoustic impedance of the organic piezoelectric element, resonance occurs at around 4.5 MHz. It can be seen that the piezoelectric performance is high.
On the other hand, in Reference Example 3 in which the acoustic impedance of the backing material disposed on the back surface side of the organic piezoelectric element is larger than the acoustic impedance of the organic piezoelectric body, no resonance is observed, indicating that the piezoelectric performance is low.

また、参考例1〜3から、有機圧電素子のバッキング材(溝充填部材)の音響インピーダンスが低いほど、有機圧電体の共振性能が高くなり、好ましいことがわかる。また、シミュレーションの結果(図7)と実測の結果(図8)から、シミュレーションによる予測以上に有機圧電素子のバッキング材(溝充填部材)の音響インピーダンスを低くする必要があることがわかる。したがって、実測値のグラフ(図8)から、有機圧電素子のバッキング材(溝充填部材)の音響インピーダンスは、1Mrayl以下とするのが好ましく、0.1Mrayl以下とすることがさらに好ましいことがわかる。シリコーン等の樹脂に、ガラスバルーン等の、樹脂よりも密度が小さい微粒子を分散させることにより、音響インピーダンスを1Mrayl以下とすることができる。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
Further, it can be seen from Reference Examples 1 to 3 that the lower the acoustic impedance of the backing material (groove filling member) of the organic piezoelectric element, the higher the resonance performance of the organic piezoelectric body, which is preferable. Further, it is understood from the simulation result (FIG. 7) and the actual measurement result (FIG. 8) that the acoustic impedance of the backing material (groove filling member) of the organic piezoelectric element needs to be lower than predicted by the simulation. Therefore, it can be seen from the measured value graph (FIG. 8) that the acoustic impedance of the backing material (groove filling member) of the organic piezoelectric element is preferably 1 Mrayl or less, and more preferably 0.1 Mrayl or less. By dispersing fine particles having a lower density than the resin, such as a glass balloon, in a resin such as silicone, the acoustic impedance can be reduced to 1 Mrayl or less.
From the above results, the effect of the present invention is clear.

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
The present invention is basically as described above.
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、図示例の超音波診断装置40においては、プローブ本体42と診断装置本体46とは通信ケーブル44を介して接続されているが、これに限定はされず、プローブ本体42と診断装置本体46とが無線通信により接続される構成としてもよい。   For example, in the illustrated ultrasonic diagnostic apparatus 40, the probe main body 42 and the diagnostic apparatus main body 46 are connected via the communication cable 44, but the present invention is not limited to this, and the probe main body 42 and the diagnostic apparatus main body 46 are not limited thereto. And may be connected by wireless communication.

10、100 超音波探触子
12 バッキング材
14 無機圧電体
16 音響整合層
18 有機圧電体
20 音響レンズ
22 溝充填部材
24 第1電極
26 第2電極
28 個別電極
30 共通電極
40 超音波診断装置
42 プローブ本体
44 通信ケーブル
46 診断装置本体
48 受信信号処理部
52 送信駆動部
54 プローブ制御部
56 データ格納部
60 画像生成部
62 表示部
64 本体制御部
66 操作部
102 有機圧電体
104 第2溝充填部材
200、210、220 要素実験用素子
202、212 土台
204 中間層
206 有機圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Ultrasonic probe 12 Backing material 14 Inorganic piezoelectric material 16 Acoustic matching layer 18 Organic piezoelectric material 20 Acoustic lens 22 Groove filling member 24 1st electrode 26 2nd electrode 28 Individual electrode 30 Common electrode 40 Ultrasonic diagnostic apparatus 42 Probe main body 44 Communication cable 46 Diagnostic device main body 48 Received signal processing section 52 Transmission drive section 54 Probe control section 56 Data storage section 60 Image generation section 62 Display section 64 Main body control section 66 Operation section 102 Organic piezoelectric body 104 Second groove filling member 200, 210, 220 Element experimental element 202, 212 Base 204 Intermediate layer 206 Organic piezoelectric element

Claims (8)

間隙を有して一次元的に配列されたセラミクス製の無機圧電体と、
前記無機圧電体の上に積層される、前記無機圧電体と同様に配列された音響整合層と、
前記音響整合層の上に積層される有機圧電体と、
前記無機圧電体の間隙および前記音響整合層の間隙を充填する、有機圧電体よりも音響インピーダンスが低い有機材料で形成された溝充填部材と、
前記有機圧電体の上に形成される共通電極、および、前記共通電極と共に前記有機圧電体を挟んで配置される個別電極とを有し、
さらに、前記個別電極は、前記無機圧電体の配列方向に分割されて配列されるものであり、かつ、少なくとも前記溝充填部材を覆って形成されることを特徴とする超音波探触子。
Ceramic inorganic piezoelectric materials arranged one-dimensionally with a gap,
An acoustic matching layer arranged on the inorganic piezoelectric material and arranged in the same manner as the inorganic piezoelectric material;
An organic piezoelectric body laminated on the acoustic matching layer;
A groove filling member formed of an organic material having a lower acoustic impedance than the organic piezoelectric body, filling the gap of the inorganic piezoelectric body and the gap of the acoustic matching layer;
A common electrode formed on the organic piezoelectric member, and an individual electrode disposed with the organic piezoelectric member sandwiched with the common electrode,
Furthermore, the individual electrodes are divided and arranged in the arrangement direction of the inorganic piezoelectric bodies, and are formed so as to cover at least the groove filling member.
前記溝充填部材が、有機材料に、この有機材料よりも密度が小さい微粒子を分散させたものである請求項1に記載の超音波探触子。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the groove filling member is obtained by dispersing fine particles having a density lower than that of the organic material in an organic material. 前記有機材料よりも密度が小さい微粒子が、ガラスバルーンである請求項2に記載の超音波探触子。   The ultrasonic probe according to claim 2, wherein the fine particles having a density lower than that of the organic material are glass balloons. 前記有機材料が、シリコーン樹脂を含む請求項1〜3のいずれかに記載の超音波探触子。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the organic material includes a silicone resin. 前記有機圧電体が、前記音響整合層を覆う請求項1〜4のいずれかに記載の超音波探触子。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the organic piezoelectric body covers the acoustic matching layer. 間隙を有して一次元的に配列されたセラミクス製の無機圧電体と、
前記無機圧電体の上に積層される、前記無機圧電体と同様に配列された音響整合層と、
前記音響整合層の上に積層される有機圧電体と、
前記有機圧電体の上に形成される共通電極、および、前記共通電極と共に前記有機圧電体を挟んで配置される個別電極とを有し、
さらに、前記個別電極は、前記無機圧電体の配列方向に分割されて配列されるものであり、かつ、配列された前記音響整合層の間隙を覆うように配置されることを特徴とする超音波探触子。
Ceramic inorganic piezoelectric materials arranged one-dimensionally with a gap,
An acoustic matching layer arranged on the inorganic piezoelectric material and arranged in the same manner as the inorganic piezoelectric material;
An organic piezoelectric body laminated on the acoustic matching layer;
A common electrode formed on the organic piezoelectric member, and an individual electrode disposed with the organic piezoelectric member sandwiched with the common electrode,
Furthermore, the individual electrodes are divided and arranged in the arrangement direction of the inorganic piezoelectric bodies, and are arranged so as to cover the gaps of the arranged acoustic matching layers. Transducer.
前記有機圧電体が超音波エコーを受けて発生した電位変化を、静電容量を有するケーブルを介することなく、受信増幅器に入力する請求項1〜6のいずれかに記載の超音波探触子。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a potential change generated when the organic piezoelectric body receives an ultrasonic echo is input to a reception amplifier without passing through a cable having a capacitance. 請求項1〜7のいずれかに記載の超音波探触子を有する超音波診断装置。   An ultrasonic diagnostic apparatus having the ultrasonic probe according to claim 1.
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