JP2017029209A - 超音波プローブ、及び超音波装置 - Google Patents

超音波プローブ、及び超音波装置 Download PDF

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Abstract

【課題】対象物を任意の方向から見た内部断層を、前記対象物に対する施術を中断することなく確認可能な超音波プローブ、及び超音波装置を提供する。
【解決手段】超音波プローブ２は、超音波の送受信面であるセンサー面２１Ａを有する薄板型の筐体２１と、軸方向を有し、当該軸方向における一端側が、筐体２１のセンサー面２１Ａに対して交差する側面２１Ｃに接続されたハンド部２４と、を備えた。これにより、ハンド部２４を手にして超音波プローブ２を所望位置に配置することができ、施術を中断することなく、対象物を任意の方向から見た内部断層を確認可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、超音波プローブ、及び超音波装置に関する。
従来、対象物の内部断面構造を、超音波を用いて画像化する超音波装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の超音波プローブは、医療分野において手術中に生体内の例えば臓器の内部断層画像を確認する際に用いられる超音波プローブである。この超音波プローブは、超音波振動子を備えた振動子部が先端部に設けられるプローブ本体を有しており、プローブ本体の、振動子部とは反対側の端部に信号入出力を行うケーブルが接続されている。このケーブルは、振動子部からの超音波出力方向とは反対側に伸びている。このような構成の超音波プローブでは、例えば手術中等において、施術者が超音波プローブを用いて手術対象の内部断層画像を取得する場合に、超音波プローブを手術対象の上から押し当てた際にケーブルを手術対象から離れる方向に逃がすことができる。
特開２００５−２８０５０号公報
ところで、上記のような超音波プローブでは、超音波プローブを手術対象に上から押し当てて、手術対象の内部断層画像を確認する。したがって、施術者が手術中に手術対象の内部断層画像を確認する場合、施術を一時中断して超音波プローブによる測定及び内部断層画像の確認を行い、その後、超音波プローブを手術対象から施術の邪魔にならない位置に離す必要がある。また、超音波出力方向とは反対側にケーブルが伸びているので、手術対象となる臓器の側面や裏面からの内部断層画像を確認することができない。
本発明は、対象物を任意の方向から見た内部断層を、前記対象物に対する施術を中断することなく確認可能な超音波プローブ、及び超音波装置を提供することを目的とする。
本発明に係る一適用例の超音波プローブは、超音波の送受信面を有する薄板型の筐体と、軸方向を有し、前記軸方向における一端側が、前記筐体の前記送受信面に対して交差する側面に接続されたハンド部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、超音波プローブは、薄板型筐体の超音波の送受信面に対して交差する側面に、ハンド部が設けられている。
このような構成では、筐体が薄板型であり、その側面にハンド部が設けられているので、ハンド部を持って対象物の側面や裏面に筐体を挿し込むことで、超音波プローブを所望の位置に配置することができる。
これにより、例えば、生体内の臓器に対して手術を行う際、施術者が施術中に手術対象等の測定対象の内部断層画像を確認する場合に、施術を中断して超音波プローブを測定対象の上から押し当てて内部断層画像を確認し、その後、超音波プローブを施術の邪魔にならない位置に離して施術を続行する等の煩雑な作業が不要となる。つまり、本適用例では、ハンド部を持って、測定対象の側面や裏面に超音波プローブを配置するため、施術中における超音波プローブの測定対象への押し当て及び取り外しを行う必要がなく、作業工程を短縮でき、迅速な手術が可能となる。また、この際、ハンド部が、薄板型の筐体の側面に接続されているので、筐体を測定対象の側面や裏面に挿し込んだとしても、ハンド部により測定対象や生体内の他の臓器を傷つけることがなく、施術の邪魔にもならない。しかも、ハンド部を用いて、測定対象の任意の位置に超音波プローブの送受信面を押し当てることができるので、測定対象の任意の方向からの内部断層画像を確認することができ、効率の良い施術が可能となる。
本適用例の超音波プローブにおいて、前記ハンド部は、前記送受信面の面方向と平行な方向に延出することが好ましい。
本適用例では、ハンド部が送受信面の面方向に対して平行な方向に延出している。このような構成では、ハンド部により、手術対象等に対してハンド部が干渉することなく、容易に、超音波プローブを所望の位置に挿し込むことができる。また、超音波プローブを臓器の裏側に配置する場合等では、ハンド部が送受信面に対して交差する方向に延びていると、ハンド部により他の器官等を傷付ける可能性もあるが、本適用例では、ハンド部による他の器官への干渉も抑制でき、安全に超音波プローブを所望位置に配置できる。
本適用例の超音波プローブにおいて、前記ハンド部は、前記筐体に対して着脱自在に設けられていることが好ましい。
本適用例では、ハンド部が筐体に対して着脱自在であるため、超音波プローブを所望位置に配置した後、ハンド部を取り外すことができ、施術の邪魔にならない。これにより、より効率的な手術を行うことができる。
本適用例の超音波プローブにおいて、前記ハンド部は、前記筐体に接続される第一ハンド部と、前記第一ハンド部に連結され、かつ前記第一ハンド部に対する角度を変更可能な第二ハンド部とを備えていることが好ましい。
本適用例では、ハンド部が、第一ハンド部及び第二ハンド部により構成されており、第二ハンド部は、第一ハンド部に対する角度を変更可能に設けられている。これにより、ハンド部を持って、測定対象の側面や裏面に超音波プローブを設置した後、第二ハンド部の第一ハンド部に対する角度を変更して、施術の邪魔にならない位置に移動させることができ、ハンド部が施術の邪魔になることがなく、効率的な手術を行うことができる。
本適用例の超音波プローブにおいて、前記ハンド部は、前記軸方向に沿った筒状内周面を備え、前記筒状内周面により構成された中空部に、前記筐体内に設けられた超音波センサーに接続されるケーブルが配置されていることが好ましい。
本適用例では、ハンド部が筒状内周面を有し、その筒状内周面に超音波の送受信を行う超音波センサーに接続されるケーブルが配置されている。このような構成では、筐体に別途ケーブルの接続部を設ける必要がなく、構成の簡略化を図れる。
本適用例の超音波プローブにおいて、前記筐体の前記側面は、凸状曲面であることが好ましい。
本適用例では、筐体の側面が凸状曲面に設けられているので、例えば超音波プローブを生体内に配置する場合等で、筐体の鋭利な角部で生体内の臓器が傷つく等の不都合がなく、安全に超音波プローブを生体内に配置することができる。
本適用例の超音波プローブにおいて、前記筐体の前記送受信面の法線に沿った厚み寸法は１ｃｍ以下であることが好ましい。
本適用例では、筐体の厚み寸法が１ｃｍ以下であるため、生体内に超音波プローブを挿入する際に、生体内を圧迫することがなく、安全に超音波プローブを配置することができる。
本適用例の超音波プローブにおいて、支持膜と、前記支持膜を振動させる膜状の振動子とを含む超音波トランスデューサーを備え、前記超音波トランスデューサーは、前記送受信面の面方向に沿ってアレイ状に配置されていることが好ましい。
本適用例では、薄膜状の支持膜及び振動子により構成された超音波トランスデューサーを備え、この超音波トランスデューサーが送受信面の面方向に沿ってアレイ状に配置されることで超音波センサーが構成される。このような構成では、例えばバルク型の圧電部材を用いた超音波プローブと比べて薄型化が可能となる。このため、上述したような薄型の筐体に搭載することができ、生体に対してダメージを与えることなく、超音波プローブを生体内に配置することが可能となる。
本発明の一適用例に係る超音波装置は、上述したような超音波プローブと、前記超音波プローブから出力された信号に基づいて画像を形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする。
本適用例では、超音波プローブによる超音波の送信処理及び反射超音波の受信処理により得られた超音波プローブからの信号に基づいて画像形成部により画像を形成する。これにより、画像形成部により形成された画像を確認しながら、施術者が対象に対して施術できる。
本適用例の超音波装置において、前記超音波プローブの姿勢を検出する姿勢検出部を備え、前記画像形成部は、前記超音波プローブの姿勢に応じて前記画像を回転又は反転させることが好ましい。
本適用例では、超音波プローブの姿勢を検出する姿勢検出部を備え、姿勢検出部にて検出された姿勢に応じて画像を回転させたり反転させたりする。
これにより、超音波プローブを配置した際の向きによらず、画像形成部により形成された画像を施術者の確認しやすい向きに修正することができ、効率のよい手術を支援することができる。
本実施形態の超音波装置の概略構成を示すブロック図。 本実施形態の超音波装置における超音波プローブの概略構成を示す斜視図。 （Ａ）は超音波プローブの側面図、（Ｂ）はハンド部の接続部近傍の断面図。 本実施形態の超音波センサーの平面図。 本実施形態の超音波センサーの一部における断面図。 本実施形態の第二ハンド部の概略構成を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を手前とし測定対象に対して上面側に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を手前とし測定対象に対して裏面側に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を手前とし測定対象に対して右側面に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を手前とし測定対象に対して左側面に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を奥側とし測定対象に対して上面側に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を奥側とし測定対象に対して裏面側に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を奥側とし測定対象に対して右側面に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を奥側とし測定対象に対して左側面に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を延長上側とし測定対象に対して奥側に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を延長上側とし測定対象に対して手前側に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を延長上側とし測定対象に対して右側面に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。 （Ａ）は、ハンド部を延長上側とし測定対象に対して左側面に超音波プローブを配置した際の超音波走査面を示す図、（Ｂ）は当該超音波走査面に対して得られる画像を示す図、（Ｃ）は、画像形成部により処理された内部断層画像を示す図。
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する
［超音波装置１の概略構成］
図１は、本実施形態の超音波装置１の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の超音波装置１は、図１に示すように、超音波プローブ２と、超音波プローブ２にケーブル３（図３参照）を介して電気的に接続された制御装置１０と、を備えている。
この超音波装置１は、超音波プローブ２を生体における測定対象の器官（例えば臓器等）の表面に当接させ、超音波プローブ２から生体内に超音波を送出する。また、生体内の器官にて反射された超音波を超音波プローブ２にて受信し、その受信信号に基づいて、例えば生体内の内部断層画像を取得する。この超音波装置１は、主に、医療機関等において、生体内の器官を手術対象として施術者が手術を行う際に、施術者が測定対象（手術対象やその周辺の器官）の内部断層画面を確認するために用いられる。
［超音波プローブ２の構成］
図２は、本実施形態の超音波装置における超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。図３（Ａ）は、超音波プローブの側面図であり、図３（Ｂ）は、ハンド部２４の接続部近傍の断面図である。
超音波プローブ２は、図２及び図３に示すように、筐体２１と、超音波センサー２２と、姿勢検出センサー２３（図１参照）と、ハンド部２４と、を含んで構成されている。
筐体２１は、図２に示すように、薄型箱状に構成され、その厚み寸法は１ｃｍ以下に形成されている。この筐体２１の厚み方向に直交する一面はセンサー面２１Ａ（送受信面）を構成する。このセンサー面２１Ａには、センサー窓２１Ｂが設けられ、センサー窓２１Ｂから超音波センサー２２の一部（音響レンズ４４）が露出している。また、筐体２１のセンサー面２１Ａに隣接する側面２１Ｃは、凸状曲面に構成されており、生体に接触した際の生体へのダメージを抑制する。
また、筐体２１の側面２１Ｃの一部には、ハンド部２４が設けられている。ハンド部２４についての詳細な説明は後述する。
［超音波センサー２２の構成］
超音波センサー２２は、筐体２１の内部においてセンサー面２１Ａ側に設けられている。
図４は、超音波センサー２２の平面図であり、図５は、超音波センサー２２の一部の断面図（図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図）である。
超音波センサー２２は、図５に示すように、素子基板４１と、封止板４２と、音響整合層４３と、音響レンズ４４と、配線基板４５と、を備えている。
素子基板４１は、基板本体部４１１と、基板本体部４１１に積層された支持膜４１２と、支持膜４１２に積層された圧電素子４１３（振動子）と、を備えている。
素子基板４１は、厚み方向から見た平面視において、基板中心部にアレイ領域Ａｒ１が設けられている。このアレイ領域Ａｒ１には、複数の超音波トランスデューサー５１がアレイ状に配置され、超音波トランスデューサーアレイ５０を構成している。また、素子基板４１のアレイ領域Ａｒ１の外側には、端子領域Ａｒ２が設けられており、各超音波トランスデューサー５１に接続された電極線が引き出されている。
基板本体部４１１は、例えばＳｉ等の半導体基板である。この基板本体部４１１のアレイ領域Ａｒ１内には、各々の超音波トランスデューサー５１に対応した開口部４１１Ａが設けられている。また、基板本体部４１１の一方の面には、支持膜４１２が設けられており、この支持膜４１２により、各開口部４１１Ａが閉塞されている。
支持膜４１２は、例えばＳｉＯ２や、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２の積層体等より構成され、上記のように、開口部４１１Ａの一方端を閉塞する。
圧電素子４１３は、各開口部４１１Ａを閉塞する支持膜４１２上に設けられ、それぞれ下部電極４１４、圧電膜４１５、及び上部電極４１６の積層体により構成されている。ここで、支持膜４１２及び圧電素子４１３により、本発明の超音波トランスデューサー５１が構成される。
このような超音波トランスデューサー５１では、下部電極４１４及び上部電極４１６の間に所定周波数の矩形波電圧が印加されることで、開口部４１１Ａの開口領域内の支持膜４１２を振動させて超音波が送出することができる。また、反射超音波により支持膜４１２が振動されると、圧電膜４１５の上下で電位差が発生し、下部電極４１４及び上部電極４１６間に発生する前記電位差を検出することで、受信した超音波を検出することが可能となる。
また、本実施形態では、図４に示すように、上記のような超音波トランスデューサー５１が、素子基板４１のアレイ領域Ａｒ１内に、Ｘ方向（第一方向）、及びＸ方向に直交するＹ方向（第二方向）に沿って複数配置されている。
ここで、下部電極４１４は、Ｘ方向に沿う直線状に形成され、Ｘ方向に沿って並ぶ複数の超音波トランスデューサー５１に跨って設けられている。また、下部電極４１４の端部は、端子領域Ａｒ２まで延出し、端子領域Ａｒ２において、配線基板４５に電気接続されている。
一方、上部電極４１６は、Ｙ方向に沿って並ぶ複数の超音波トランスデューサー５１に跨って設けられた第一上部電極４１６Ａと、第一上部電極４１６Ａの端部同士を連結する第二上部電極４１６Ｂとを備えている。第二上部電極４１６Ｂの端部は、端子領域Ａｒ２まで延出し、端子領域Ａｒ２において、配線基板４５に電気的に接続されている。
上記のような超音波トランスデューサーアレイ５０では、下部電極４１４で連結されたＸ方向に並ぶ超音波トランスデューサー５１により、１つの超音波トランスデューサー群５１Ａが構成され、当該超音波トランスデューサー群５１ＡがＹ方向に沿って複数並ぶ１次元アレイ構造を構成する。
封止板４２は、素子基板４１の強度を補強するために設けられ、例えば４２アロイ等の金属板や、半導体基板等により構成され、素子基板４１に接合されている。封止板４２の材質や厚みは、超音波トランスデューサー５１の周波数特性に影響を及ぼすため、超音波トランスデューサー５１にて送受信する超音波の中心周波数に基づいて設定することが好ましい。
そして、この封止板４２には、平面視において、素子基板４１の各開口部４１１Ａと重なる位置に、それぞれ凹溝４２１が設けられている。この凹溝４２１は、支持膜４１２の振動により発生する超音波の背面波による影響を抑制するために設けられている。すなわち、各凹溝４２１は、１つの超音波トランスデューサー５１で発生した背面波が隣接する他の超音波トランスデューサー５１に入力する不都合（クロストーク）を抑制する。また、凹溝４２１の溝深さは、超音波の波長λの４分の１（λ／４）の奇数倍となるように設定されている。これにより、封止板４２にて反射された背面波が再び超音波トランスデューサー５１に入力された際に、超音波トランスデューサー５１から生体側（封止板４２とは逆側）に放出される超音波との位相ずれが抑制され、超音波の減衰を抑制する。
音響整合層４３は、図５に示すように、素子基板４１の封止板４２とは反対側の面に設けられている。具体的には、音響整合層４３は、素子基板４１の開口部４１１Ａ内に充填され、かつ、基板本体部４１１の表面から所定の厚み寸法で形成される。
音響レンズ４４は、音響整合層４３上に設けられ、図２及び図３に示すように、筐体２１のセンサー窓２１Ｂから外部に露出する。
これらの音響整合層４３や音響レンズ４４は、超音波トランスデューサー５１から送信された超音波を測定対象である生体に効率よく伝搬させ、また、生体内で反射した超音波を効率よく超音波トランスデューサー５１に伝搬させる。このため、音響整合層４３及び音響レンズ４４は、素子基板４１の超音波トランスデューサー５１の音響インピーダンスと、生体の音響インピーダンスとの中間の音響インピーダンスに設定されている。
配線基板４５は、素子基板４１及び封止板４２が固定される基板であり、素子基板４１の端子領域Ａｒ２に引き出された各電極線（下部電極４１４、上部電極４１６）に接続される端子部（図示略）を有する。各電極線と端子部との接続は、例えばＦＰＣ（Flexible printed circuits）や、封止板４２を貫通して設けられた貫通電極等による接続を例示できる。
また、配線基板４５は、超音波トランスデューサーアレイ５０の各超音波トランスデューサー５１を駆動させるためのドライバ回路等が設けられている。具体的には、配線基板４５は、図１に示すように、選択回路４５１、送信回路４５２、受信回路４５３、及び姿勢検出回路４５４等を備えている。
なお、本実施形態では、上部電極４１６は、各超音波トランスデューサー５１に対して共通となる。したがって、本実施形態では、配線基板４５において、上部電極４１６に接続された端子部は、例えばグラウンド回路等に接続され、所定の共通電位（例えば０電位）に設定される。
選択回路４５１は、制御装置１０の制御に基づいて、超音波センサー２２と送信回路４５２とを接続する送信接続、及び超音波センサー２２と受信回路４５３とを接続する受信接続を切り替える。
送信回路４５２は、制御装置１０の制御により送信接続に切り替えられた際に、選択回路４５１を介して超音波センサー２２に超音波を発信させる旨の送信信号を出力する。
受信回路４５３は、制御装置１０の制御により受信接続に切り替えられた際に、選択回路４５１を介して超音波センサー２２から入力された受信信号を制御装置１０に出力する。受信回路４５３は、例えば低雑音増幅回路、電圧制御アッテネーター、プログラマブルゲインアンプ、ローパスフィルター、Ａ／Ｄコンバーター等を含んで構成されており、受信信号のデジタル信号への変換、ノイズ成分の除去、所望信号レベルへの増幅等の各信号処理を実施した後、処理後の受信信号を制御装置１０に出力する。
姿勢検出回路４５４は、姿勢検出センサー２３に接続され、姿勢検出センサー２３の駆動制御、超音波プローブ２の姿勢検出（センサー面２１Ａの位置や方向の検出）を行う。つまり、姿勢検出回路４５４は、姿勢検出センサー２３とともに、本発明の姿勢検出部を構成する。また、姿勢検出回路４５４は検出した超音波プローブ２の姿勢（姿勢検出信号）を制御装置１０に出力する。
［姿勢検出センサー２３の構成］
姿勢検出センサー２３は、筐体２１の内部に設けられ、姿勢検出回路４５４とともに本発明の姿勢検出部を構成する。この姿勢検出センサー２３は、例えばジャイロセンサーや加速度センサーにより構成されており、超音波プローブ２の姿勢（センサー面２１Ａが向けられている方向）を検出する。
また、姿勢検出センサー２３は、配線基板４５の姿勢検出回路４５４に接続され、検出した超音波プローブ２の姿勢（姿勢検出信号）は、姿勢検出回路４５４から制御装置１０に送信される。
［ハンド部２４の構成］
ハンド部２４は、図２や図３に示すように、筐体２１の側面２１Ｃに接続されている。
このハンド部２４は、筐体２１の側面２１Ｃに接続された第一ハンド部２４１と、第一ハンド部２４１に対して連結部２４３を介して連結された第二ハンド部２４２と、を備えている。
第一ハンド部２４１は、筐体２１の超音波の送受信面であるセンサー面２１Ａに対して平行な軸方向を有する軸部材である。この第一ハンド部２４１は、筒状に構成されており、筒状内周面により内部が中空状となる。この筒状内周面により形成された中空軸芯部には、ケーブル３が挿通されている。
より具体的には、筐体２１の側面２１Ｃには、ケーブル３の通過孔２１Ｄ（図３（Ｂ）参照）が設けられており、超音波センサー２２の配線基板４５と制御装置１０とを接続するケーブル３がこの通過孔２１Ｄから引き出されている。なお、通過孔２１Ｄとケーブル３との隙間は、パッキン部材や樹脂等の防水部材２１Ｅが設けられている。そして、この通過孔２１Ｄと同軸上となるように、第一ハンド部２４１が筐体２１の側面２１Ｃに接続されている。
第一ハンド部２４１は、内周円筒状の中空部が、上記通過孔２１Ｄと同軸となるように、側面２１Ｃに着脱自在に設けられている。第一ハンド部２４１の側面２１Ｃへの固定方法としては、特に限定されないが、例えば図３（Ｂ）に示すように、第一ハンド部２４１の一端に設けられた係合爪２４１Ａを、側面２１Ｃに設けられた係止部２１Ｆに係合させる構成等が例示できる。
また、これらの係合爪２４１Ａ及び係止部２１Ｆを、第一ハンド部２４１（通過孔２１Ｄ）と同軸の円環状に設けることで、第一ハンド部２４１を、軸芯を中心に回転可能な構成とすることもできる。
第二ハンド部２４２は、第一ハンド部２４１と同様、内部が中空状（内周筒状）に形成され、連結部２４３を介して第一ハンド部２４１に連結されている。また、第二ハンド部２４２は、連結部２４３に対して着脱自在に設けられていてもよい。
第二ハンド部２４２を着脱する構成としては、例えば、図６に示すような構成を例示できる。図６は、第二ハンド部２４２の概略構成を示す図である。
すなわち、第二ハンド部２４２は、軸方向に沿って長手となる断面Ｕ字状の複数（例えば２つ）の部分ハンド部２４２Ａを備える。これらの部分ハンド部２４２Ａは、外周面に、係合部２４２Ｂ及び係合溝２４２Ｃを備え、これらの係合部２４２Ｂ及び係合溝２４２Ｃを係合させることで結合され、係合を解除することで分解可能となる。なお、係合部２４２Ｂ及び係合溝２４２Ｃの個数は、複数設けられていてもよい。
また、第二ハンド部２４２の着脱構成としてはこれに限定されない。第二ハンド部２４２が連結部２４３に対して着脱自在な構成である場合は、例えば、軸芯上に挿通されたケーブル３に沿って、第二ハンド部２４２を連結部２４３から離れる方向に滑らせて取り外す構成などとしてもよい。
連結部２４３は、例えば可撓性の樹脂等により構成されており、図２に示すように、第一ハンド部２４１と第二ハンド部２４２との角度を変更可能に連結する。この連結部２４３は、第一ハンド部２４１や第二ハンド部２４２と同様に、ケーブル３が挿通される中空状となる。
なお、図２において、連結部２４３として、可撓性のチューブにより構成される例を図示しているが、これに限定されない。例えば、さらにラチェット機構等を設けることで、第一ハンド部２４１に対する第二ハンド部２４２の角度を所定角度に維持可能な構成などとしてもよい。この際、上述のように、第一ハンド部２４１が軸芯を中心に回転可能な構成である場合、第二ハンド部２４２の軸方向を任意の方向に適宜変更させることができる。
また、連結部２４３は、第一ハンド部２４１及び第二ハンド部２４２に対して着脱自在な構成としてもよい。この場合、例えば測定対象等に応じて弾性係数が異なる連結部２４３に付け替える等が可能となり、より効率的に超音波プローブ２の設置が可能となる。
［制御装置１０の構成］
制御装置１０は、図１に示すように、例えば、操作部１１と、表示部１２と、記憶部１３と、演算部１４と、を備えて構成されている。この制御装置１０は、例えば、タブレット端末やスマートフォン、パーソナルコンピューター等の端末装置を用いてもよく、超音波プローブ２を操作するための専用端末装置であってもよい。
操作部１１は、ユーザーが超音波装置１を操作するためのＵＩ（user interface）であり、例えば表示部１２上に設けられたタッチパネルや、操作ボタン、キーボード、マウス等により構成することができる。
表示部１２は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、画像を表示させる。
記憶部１３は、超音波装置１を制御するための各種プログラムや各種データを記憶する。
演算部１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算回路や、メモリー等の記憶回路により構成されている。そして、演算部１４は、記憶部１３に記憶された各種プログラムを読み込み実行することで、超音波制御手段１４１、及び画像形成手段１４２として機能する。
超音波制御手段１４１は、超音波センサー２２を制御して、超音波センサー２２による超音波の送受信制御を行う。具体的には、超音波制御手段１４１は、各超音波トランスデューサー群５１Ａの下部電極４１４に対して駆動信号を出力し、超音波トランスデューサー群５１Ａを駆動させる。この際、各超音波トランスデューサー群５１Ａに入力する駆動信号を遅延させることで、超音波の送信方向を制御することが可能となる。これにより、図２に示すように、超音波センサー２２における超音波トランスデューサー群５１Ａの並び方向（Ｙ方向）を含み、センサー面２１Ａに対して直交する扇型の超音波走査面Ａ内に対して超音波を送信することが可能となる。また、この超音波走査面Ａに存在する測定対象にて反射された超音波が超音波センサー２２にて受信されることで、超音波走査面Ａ内において超音波が反射された位置（音響インピーダンスに差が生じる境界部分）を検出することができる。
画像形成手段１４２は、本発明における画像形成部であり、受信回路４５３で処理された超音波の受信信号に基づいて、超音波走査面Ａ内の画像（生体内の内部断層画像）を形成し、表示部１２に表示させる。
この際、画像形成手段１４２は、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４により検出された超音波プローブ２の姿勢（センサー面２１Ａの向き等に基づいた姿勢検出信号）に基づいて、生成した画像を反転又は回転させる。
［超音波装置１を用いた超音波測定方法］
上述した超音波装置１を用いた、測定対象の測定方法について以下説明する。
上述したように、本実施形態の超音波装置１は、例えば生体内の手術対象に対して手術を行う際に、測定対象（手術対象やその周囲の器官）の内部断層画像を観察するために用いられる。
具体的には、施術者が生体内の測定対象に対して内部断層画像を観察する場合、施術者（又は超音波装置１の作業者）は、ハンド部２４を手に取り、測定対象の側面や裏面に超音波プローブ２を挿入する。そして、施術者又は作業者は、超音波装置１を駆動させる。これにより、超音波制御手段１４１は、超音波センサー２２を用いた超音波の送受信処理を実施する。また、画像形成手段１４２は、受信した超音波に基づいて、内部断層画像の形成し、表示部１２に表示させる。
この際、画像形成手段１４２は、姿勢検出センサー２３にて検出された超音波プローブ２の姿勢に基づいて、形成された画像を処理する。
図７（Ａ）は超音波プローブ２を測定対象に対して上面側から押し当てた際の超音波走査面Ａを示す図、図７（Ｂ）は、超音波プローブ２から得られる画像を示す図である。
本実施形態では、画像形成手段１４２は、図７（Ａ）に示すように、ハンド部２４を施術者側（手前）にして測定対象の上面から超音波プローブ２を押し当てた際に姿勢検出センサー２３にて検出される姿勢を、正方向の姿勢であるとして判定する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波プローブ２にて取得された受信超音波に基づく超音波走査面Ａの画像（内部断層画像）を、反転や回転等させることなく、表示部１２に表示させる。
図８から図１０は、ハンド部２４の位置を施術者側（手前側）とし、側面及び裏面に超音波プローブ２を配置して、図７と同じ断層面（超音波走査面Ａ）の画像を観察した際の超音波プローブの姿勢、取得される画像、及び画像形成手段１４２により処理された画像を示す図である。
図８（Ａ）に示すように、ハンド部２４を手前とし、測定対象の裏面に超音波プローブ２を配置すると、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４が当該超音波プローブ２の姿勢を検出して制御装置１０に出力する。一方、超音波プローブ２からは、図８（Ｂ）に示すような画像に対応した超音波受信信号が入力されている。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図８（Ｂ））に対して、１８０度回転処理（又は、上下左右反転）処理を実施する。これにより、図８（Ｃ）に示すように、測定対象に対し、図７に示すように、超音波プローブ２を上面から押し当てた場合と同じ内部断層画像を表示することが可能となる。
図９及び図１０に示すような場合も同様であって、例えば図９の場合では、ハンド部２４を手前として測定対象の右側に超音波プローブ２が配置されると、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、当該超音波プローブ２の姿勢を検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図９（Ｂ））に対して、９０度時計回り方向に回転処理を実施する。
また、図１０の場合では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を手前として測定対象の左側に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１０（Ｂ））に対して、９０度反時計回り方向に回転処理を実施する。
これにより、図９（Ｃ）及び図１０（Ｃ）に示すように、超音波プローブ２を測定対象の上面から押し当てた場合と同じ内部断層画像（図７（Ｂ））を表示することが可能となる。
また、上記は、ハンド部２４が施術者側（手前側）に配置される例であるが、ハンド部２４を手前側に配置すると、施術者の作業の邪魔になる場合がある。
このような場合では、図１１から図１４に示すように、ハンド部２４を施術者とは反対の奥側に配置すればよい。
ここで、図１１の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を奥側として測定対象の上面に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１１（Ｂ））に対して、左右反転処理を実施する。
図１２の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を奥側として測定対象の裏面に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１２（Ｂ））に対して、１８０度回転処理と左右反転処理とを実施する（又は、上下反転処理を実施する）。
図１３の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を奥側として測定対象の右側に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１３（Ｂ））に対して、９０度半時計回り回転処理と左右反転処理とを実施する（又は、９０度時計回り回転処理と上下反転処理とを実施する）。
図１４の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を奥側として測定対象の左面に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１４（Ｂ））に対して、９０度時計回り回転処理と左右反転処理とを実施する（又は、９０度反時計回り回転処理と上下反転処理とを実施する）。
以上により、図１１（Ｃ）、図１２（Ｃ）、図１３（Ｃ）、及び図１４（Ｃ）に示すように、図７に示すような内部断層画像と同様の画像を表示することが可能となる。
すなわち、施術者の施術の邪魔にならない位置にハンド部２４が位置するように超音波プローブ２を配置することが可能となり、かつ、どこにハンド部２４が位置しても、施術者から見た測定対象の内部断層画像を表示させることが可能となる。
ところで、上記図７から図１４の例は、ハンド部２４が施術者の手前側又は奥側となるように超音波プローブ２を配置することで、例えば略鉛直方向に沿い、施術者に対して対向する測定断面に超音波走査面Ａを設定したが、ハンド部２４の位置を適宜設定することで、任意の超音波走査面Ａでの内部断層画像を得ることができる。例えば、施術者から見てハンド部２４を左側（又は右側）に位置せしめることで、略鉛直方向に沿い、かつ図７から図１４の測定断面に対して直交する面方向に超音波走査面Ａを設定することができる。
また、ハンド部２４が筐体２１の略鉛直上側に位置する場合（例えばハンド部２４を持って鉛直上側から超音波プローブ２を測定対象の側面に挿入した場合）では、測定対象の略水平方向の内部断層画像を得ることができる。
図１５から図１８は、水平方向の内部断層画像を得る場合の超音波プローブ２の配置例である。
図１５（Ａ）は、測定対象を挟んで施術者とは反対側（奥側）に対して超音波プローブ２を配置した際の超音波走査面Ａを示しており、この場合、図１５（Ｂ）に示すように、施術者にとって確認し易い画像が、超音波プローブ２からの受信信号から得られる。つまり、この場合、画像形成手段１４２は、超音波プローブ２にて取得された受信超音波に基づく超音波走査面Ａの画像（内部断層画像）を、反転や回転等させることなく、表示部１２に表示させる。
一方、図１６の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を鉛直上側とし測定対象の奥側に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１６（Ｂ））に対して、１８０度回転処理（又は上下左右反転処理）を実施する。
図１７の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を鉛直上側として測定対象の右側面に超音波プローブ２が配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１７（Ｂ））に対して、９０度時計回り回転処理を実施する。
図１８の例では、姿勢検出センサー２３及び姿勢検出回路４５４は、ハンド部２４を鉛直上側として測定対象の左側面に配置されることを検出して制御装置１０に出力する。この場合、画像形成手段１４２は、超音波受信信号に基づいて生成される画像（図１８（Ｂ））に対して、９０度半時計回り回転処理を実施する。
以上により、図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）、及び図１８（Ｃ）に示すように、図１５（Ｂ）に示すような内部断層画像と同様の画像を表示することが可能となる。
すなわち、施術者の施術の邪魔にならない位置にハンド部２４が位置するように超音波プローブ２を配置することが可能となり、かつ、どこにハンド部２４が位置しても、施術者から見た測定対象の内部断層画像を表示させることが可能となる。
また、本実施形態の超音波装置１では、上記の超音波プローブ２の配置、及び測定対象の内部断層画像の表示の後、施術者又は作業者は、超音波プローブ２を外す必要がない。つまり、本実施形態では、超音波プローブ２の筐体２１が測定対象の裏面は側面に配置されているので、筐体２１が施術の邪魔とならない。また、ハンド部２４も、施術の邪魔にならない方向に移動させることができる。したがって、施術者が手術対象への施術を行っている間も超音波プローブ２をそのまま配置したままでよく、これにより、施術中においても超音波装置１を用いた測定対象の内部断層画像の確認を行うことができる。
また、施術中において、例えば、ハンド部２４を操作して、超音波プローブ２の位置を微調整することも可能となり、効率のよい手術を行うことが可能となる。
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の超音波装置１では、超音波プローブ２は、超音波センサー２２が組み込まれた薄板型の筐体２１と、筐体２１のセンサー面２１Ａに対して交差する側面２１Ｃに接続されたハンド部２４とを備えている。
このため、作業者がハンド部２４を手に取って、測定対象の側面や裏面に超音波プローブ２を挿入した状態で、測定対象に対する超音波測定（内部断層画面の確認）を行うことができる。これにより、例えば生体手術において、施術者が施術中に測定対象の内部断層画像を確認する際、施術を中断して超音波プローブを測定対象に当接させる等の作業が不要となり、容易に、測定対象の内部断層画像を確認することができる。特に、肝臓腫瘍等の切除手術等では、動脈血管を切断しない様に細心の注意が必要であり、従来では、超音波プローブによる確認と施術とを交互に行う等により、手術の効率が悪化していた。これに対して、本実施形態では、超音波プローブ２を肝臓の裏面や側面に配置しておくことで、施術中においていつでも超音波により肝臓の内部断層画面を確認できるため、手術の効率性を飛躍的に向上させることができる。
本実施形態の超音波プローブ２は、筐体２１の側面２１Ｃからセンサー面２１Ａの面方向と平行な方向にハンド部２４の軸方向が伸びている。このため、超音波プローブ２を測定対象の裏面や側面に挿し込んだ際に、ハンド部２４が測定対象の臓器等の器官や、その周辺部を圧迫する等の不都合がなく、安全に超音波プローブ２を所望の位置に配置することができる。
本実施形態のハンド部２４は、第一ハンド部２４１及び第二ハンド部２４２を備え、第一ハンド部２４１は、筐体２１に対して着脱自在に設けられている。
このため、超音波プローブ２を測定対象の側面や裏面に挿し込んだ後、ハンド部２４が施術の邪魔になる場合では第一ハンド部２４１を筐体２１から取り外すことができ、これにより、施術の効率化を図れる。
第一ハンド部２４１が筐体２１に対して着脱自在であるため、手術対象に応じて、軸長さが異なる第一ハンド部２４１に適宜取り替えることができる。さらに、第一ハンド部２４１と筐体２１との隙間の洗浄も適切に行うことができる。
さらに、本実施形態では、第二ハンド部２４２が第一ハンド部２４１に対して角度を変更可能となっているので、例えば超音波プローブ２を測定対象の裏面に配置する場合等において、超音波プローブ２の挿入作業の効率性が向上する。また、超音波プローブ２を接地した後、第二ハンド部２４２の第一ハンド部２４１に対する角度を変更して、施術の邪魔にならず、かつ他の臓器等の器官を圧迫しない位置に第二ハンド部２４２を逃がすことができる。
さらに、第二ハンド部２４２が、第一ハンド部２４１及び第二ハンド部２４２を連結する連結部２４３に対して着脱自在であるため、第二ハンド部２４２が邪魔になる場合には、第二ハンド部２４２を取り外すことができる。
また、一対の部分ハンド部２４２Ａの係合部２４２Ｂ及び係合溝２４２Ｃ同士を係合させることで第二ハンド部２４２が構成されているので、当該係合状態を解除することで容易に第二ハンド部２４２を取り外すことができる。また、超音波プローブ２を移動させる際でも、係合部２４２Ｂ及び係合溝２４２Ｃ同士を係合させることで、容易に取り付けることができる。
また、第一ハンド部２４１が筐体２１に対して回転自在に設けられていてもよい。この場合、第一ハンド部２４１及び第二ハンド部２４２の連結部２４３にラチェット機構等が設けられており、所定の面内での角度変更しかできない場合でも、第一ハンド部２４１を回転させることで第二ハンド部２４２の軸方向を所望の方向に移動させることができる。
本実施形態では、第一ハンド部２４１、第二ハンド部２４２、及び連結部２４３がそれぞれ内面筒状に形成され、軸芯部が中空となっており、軸芯に沿ってケーブル３が挿通されている。このため、筐体２１からケーブル３を別途引き出す必要がない。つまり、筐体２１からケーブル３を別途引き出す構成とする場合、当該ケーブル３が施術の妨げとなる可能性もあるが、本実施形態では、ハンド部２４の中心軸を通って外に引き出されるので、ケーブル３が施術の邪魔となることがない。
本実施形態の超音波プローブ２では、筐体２１の側面２１Ｃが凸状曲面となっている。このため、超音波プローブ２を生体内に挿入する際や、挿入後において、筐体２１の角部により、生体内の器官が傷付けられるリスクを回避でき、安全に超音波プローブ２を設置することができる。
さらに、筐体２１は、厚み寸法が１ｃｍ以下となるため、生体内に超音波プローブ２を挿入しても、当該超音波プローブ２により、生体内の臓器を圧迫することがない。よって、安全に超音波プローブ２を生体内に挿し込むことができる。
本実施形態の超音波プローブ２は、筐体２１に組み込まれる超音波センサー２２として、支持膜４１２と、支持膜４１２上に積層された膜状の圧電素子４１３とにより構成された超音波トランスデューサー５１を備え、複数の超音波トランスデューサー５１がアレイ状に配置されることで、超音波トランスデューサーアレイ５０を構成している。
このように、超音波トランスデューサー５１は、膜状の支持膜４１２と膜状の圧電素子４１３により薄板型の超音波センサー２２を構成できる。従来用いられているバルク型の圧電部材を用いた超音波プローブでは、圧電部材の背面側に例えば厚み方向が１０〜２０ｃｍとなるバックプレートが必要となり、生体内に埋め込むにはサイズが大きく、他の臓器等を圧迫して危険となることから、本実施形態のように、測定対象の裏面や側面に挿し込むことが困難であった。これに対して、本実施形態では、上記のように、膜状の超音波トランスデューサー５１をアレイ状に配置した超音波センサー２２を用いるので、上記のように、容易、かつ安全に超音波プローブ２を生体内の必要な個所に挿し込むことができる。
本実施形態の超音波装置１は、画像形成手段１４２を備え、超音波プローブ２による超音波の送受信処理に基づいて測定対象の内部断層画像を形成して表示部１２により表示させることができる。このため、生体に対する手術等において、施術者が施術中に手術対象やその周辺部位の内部断層画像をいつでも確認することができ、手術の効率性を向上させることができる。
そして、本実施形態の超音波プローブ２は、加速度センサーやジャイロセンサー等により構成される姿勢検出センサー２３と、姿勢検出回路４５４とを備え、超音波プローブ２における姿勢を検出する。つまり、ハンド部２４が筐体２１に対してどの方向に延出するか、センサー面２１Ａがどの方向に向かっているか等を検出する。そして、画像形成手段１４２は、この姿勢検出信号に基づいて、超音波受信信号に基づいて生成される画像を、施術者が見やすい画像となるように、回転処理や左右反転処理、上下反転処理等により加工し、表示部１２に表示させる。
このため、ハンド部２４の位置や、センサー面２１Ａが向かう方向によらず、施術者から見た測定対象の内部断層画像を表示部１２にて表示させることができる。したがって、施術者は、容易かつ適切に測定対象の内部構造を確認することができ、手術の効率性をより向上させることができる。
［変形例］
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、ハンド部２４が第一ハンド部２４１及び第二ハンド部２４２を備える構成としたが、例えば、第二ハンド部２４２が設けられず、第一ハンド部２４１のみでハンド部２４が構成されていてもよい。
第一ハンド部２４１、第二ハンド部２４２、及び連結部２４３がそれぞれ着脱自在に連結される構成を例示したが、これに限定されない。例えば、第一ハンド部２４１、第二ハンド部２４２、及び連結部２４３を一体構成としてもよい。具体的には、長手筒状の軸部材の一部を蛇腹等により構成し、当該蛇腹部を挟んで筐体側を第一ハンド部、反対側（制御装置側）を第二ハンド部とする。この場合、蛇腹部において、第一ハンド部及び第二ハンド部の角度を任意の角度に変更することが可能となる。
上記実施形態において、ハンド部２４の中心軸状にケーブル３が挿通される構成を例示したがこれに限定されない。
例えば、筐体の一部に、ケーブル３の挿通口が設けられ、当該挿通口からケーブル３が引き出される構成などとしてもよい。この場合、ケーブル３の挿通口として、ハンド部２４と同様、筐体２１の側面２１Ｃとすることが好ましい。
ハンド部２４（第一ハンド部２４１）が、センサー面２１Ａと平行な軸方向を有する例を示したがこれに限定されない。
例えば、第一ハンド部２４１が、センサー面２１Ａに対して交差する角度に設けられていてもよい。また、側面２１Ｃに対する第一ハンド部２４１の設置角度を適宜変更可能な構成としてもよい。
画像形成手段１４２は、この姿勢検出信号に基づいて、超音波受信信号に基づいて生成される画像を回転処理や左右反転処理、上下反転処理等により加工して表示部１２に表示させる例を示したが、この際、基準となる画像を指定可能な構成としてもよい。例えば、上記実施形態における図７から図１４に示した超音波走査面Ａに対する内部断層画像として、図７に示す超音波プローブ２の配置を基準とし、超音波プローブ２の姿勢が変更されても、図７に示すような画像が表示されるように画像処理を行った。これに対して、図１１に示すような、ハンド部２４を奥側に配置した際に超音波受信信号に基づいて生成される画像が基準となるよう設定可能な構成としてもよい。
また、例えば、画像形成手段１４２による画像処理を行わず、超音波プローブ２の設置方向に応じた画像が表示部１２に表示される構成としてもよい。
超音波センサー２２として、１次元アレイ構造の超音波トランスデューサーアレイ５０が設けられる例を示したが、例えば２次元アレイ構造の超音波トランスデューサーアレイが設けられる構成としてもよい。この場合、各超音波トランスデューサー５１における下部電極４１４をそれぞれ独立して端子領域Ａｒ２まで引き出し、各超音波トランスデューサー５１に対して異なる信号を入力可能な構成とすればよい。このような２次元アレイ構造の超音波トランスデューサーを用いることで、生体内部の三次元画像を取得することもできる。また、このような２次元アレイ構造であっても、上記実施形態に示すようなハンド部２４を設け、同様の操作により超音波プローブの姿勢を変更することで、様々な角度からの三次元画像を容易に取得することができる。
上記実施形態では、図５に示すように、開口部４１１Ａ側に音響整合層４４及び音響レンズ４５に設けられる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、開口部４１１Ａが封止板４２側（背面４１Ａ側）に位置し、各圧電素子４１３が素子基板４１の作動面４１Ｂ側に設けられる構成としてもよい。この場合、素子基板４１の作動面４１Ｂ側に、各圧電素子４１３を覆うように、音響整合層４３を形成し、その表面に音響レンズ４４を形成する。
また、超音波トランスデューサー５１として、開口部４１１Ａを閉塞する支持膜４１２と、支持膜４１２上に設けられた圧電素子４１３とにより構成される例を示したが、これに限定されない。例えば、基板上に設けられた第一電極と、基板に対してギャップを介して設けられた振動膜と、振動膜に設けられ第一電極に対向する第二電極とを備えた構成としてもよい。本構成では、第一電極及び第二電極間に矩形パルス波を印加することで、電極間に静電引力を発生させ振動膜を振動させる。
上記実施形態において、筐体２１の厚み寸法が１ｃｍ以下である例を示したが、例えば、１ｃｍより大きい厚み寸法を有していてもよい。例えば、腕や脚の手術を行う場合等、周囲に他の器官が存在しない場合は、筐体２１の厚み寸法をより大きくしてもよい。
また、本実施形態では、生体内の器官を測定対象とする例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、コンクリート建築物等における内部構造を測定する際の超音波装置として本発明を適用してもよい。このような場合でも、構造物の隙間等に超音波プローブ２を挿し込んだり、高所等において作業員の手が届かない位置にハンド部２４を用いて超音波プローブ２を当接させたりすることができる。このような場合では、構造物サイズ等に応じて筐体２１の厚み寸法を設定すればよい。また、このような構造物を対象とする場合では、筐体２１の側面２１Ｃを凸状曲面に形成しなくてもよく、例えば、センサー面２１Ａに対して直交する側面２１Ｃが設けられていてもよい。
第二ハンド部２４２の構成例として図６に示すような複数の部分ハンド部２４２Ａにより構成される例を示したが、上述したように、当該構成に限定されない。例えば、第二ハンド部２４２をケーブル３に沿って軸方向に移動させることで、着脱可能な構成としてもよい。
また、第一ハンド部２４１において、係合爪２４１Ａを筐体２１の係止部２１Ｆに係合させることで、第一ハンド部２４１を筐体２１に対して着脱可能としたがこれに限定されない。例えば、筐体２１に設けられた雌ねじ部に、第一ハンド部２４１の先端に設けられた雄ネジ部を螺合させることで着脱可能な構成としてもよい。
第一ハンド部２４１及び連結部２４３の着脱構成、第二ハンド部２４２及び連結部２４３の着脱構成としても、上述したような各種構成例を用いることができる。例えば、連結部２４３に設けられた雌ねじ部に対して、第一ハンド部２４１や第二ハンド部２４２の先端に設けられた雄ネジ部を螺合させる構成としてもよく、連結部２４３に設けられた係止溝に対して、第一ハンド部２４１や第二ハンド部２４２に設けられた係止爪を係合させる構成としてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。
１…超音波装置、２…超音波プローブ、３…ケーブル、１０…制御装置、１２…表示部、１４…演算部、２１…筐体、２１Ａ…センサー面、２１Ｂ…センサー窓、２１Ｃ…側面、２１Ｄ…通過孔、２１Ｆ…係止部、２２…超音波センサー、２３…姿勢検出センサー、２４…ハンド部、４１…素子基板、４２…封止板、５０…超音波トランスデューサーアレイ、５１…超音波トランスデューサー、５１Ａ…超音波トランスデューサー群、１４１…超音波制御手段、１４２…画像形成手段、２４１…第一ハンド部、２４１Ａ…係合爪、２４２…第二ハンド部、２４２Ａ…部分ハンド部、２４２Ｂ…係合部、２４２Ｃ…係合溝、２４３…連結部、４１１…基板本体部、４１２…支持膜、４１３…圧電素子、４１４…下部電極、４１５…圧電膜、４１６…上部電極、４５２…送信回路、４５３…受信回路、４５４…姿勢検出回路、Ａ…超音波走査面、Ａｒ１…アレイ領域、Ａｒ２…端子領域。

Claims (10)

  1. 超音波の送受信面を有する薄板型の筐体と、
    軸方向を有し、前記軸方向における一端側が、前記筐体の前記送受信面に対して交差する側面に接続されたハンド部と、
    を備えたことを特徴とする超音波プローブ。
  2. 請求項１に記載の超音波プローブにおいて、
    前記ハンド部は、前記送受信面の面方向と平行な方向に延出する
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の超音波プローブにおいて、
    前記ハンド部は、前記筐体に対して着脱自在に設けられている
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超音波プローブにおいて、
    前記ハンド部は、前記筐体に接続される第一ハンド部と、前記第一ハンド部に連結され、かつ前記第一ハンド部に対する角度を変更可能な第二ハンド部とを備えている
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波プローブにおいて、
    前記ハンド部は、前記軸方向に沿った筒状内周面を備え、前記筒状内周面により構成された中空部に、前記筐体内に設けられた超音波センサーに接続されるケーブルが配置されている
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超音波プローブにおいて、
    前記筐体の前記側面は、凸状曲面である
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の超音波プローブにおいて、
    前記筐体の前記送受信面の法線に沿った厚み寸法は１ｃｍ以下である
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の超音波プローブにおいて、
    支持膜と、前記支持膜を振動させる膜状の振動子とを含む超音波トランスデューサーを備え、
    前記超音波トランスデューサーは、前記送受信面の面方向に沿ってアレイ状に配置されている
    ことを特徴とする超音波プローブ。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の超音波プローブと、
    前記超音波プローブから出力された信号に基づいて画像を形成する画像形成部と、
    を備えたことを特徴とする超音波装置。
  10. 請求項９に記載の超音波装置において、
    前記超音波プローブの姿勢を検出する姿勢検出部を備え、
    前記画像形成部は、前記超音波プローブの姿勢に応じて前記画像を回転又は反転させる
    ことを特徴とする超音波装置。
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