JP2019107377A - 超音波プローブ、及び超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
Description
超音波診断装置の超音波プローブであって、
超音波と電気信号との相互変換を行う複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子のうち、送受信回路と電気的に接続する接続対象の超音波振動子を選択的に切り替えるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の前段又は後段において、前記スイッチング回路と直結する位置に接続され、前記スイッチング回路と当該スイッチング回路と前段又は後段の回路との間におけるインピーダンスマッチングを行う整合回路と、
を備える超音波プローブである。
上記超音波プローブを備えた超音波診断装置である。
[超音波診断装置の全体構成]
以下、図1〜図2を参照して、本実施形態に係る超音波診断装置1の全体構成の一例について説明する。
以下、図3〜図7を参照して、本実施形態に係る超音波プローブ20の構成の一例について説明する。
超音波振動子21は、超音波と電気信号との相互変換を行う圧電素子である。超音波振動子21は、送受信回路12からの送信信号を超音波に変換して被検体内に送信し、被検体内で反射される超音波エコーを電気信号に変換して送受信回路12側に送出する。超音波振動子21は、例えば、セラミック圧電材、高分子圧電材又は圧電単結晶材料等の圧電体 当該圧電体の一方側の面に配した信号電極、及び、当該圧電体の他方側の面に配した接地電極を含んで構成されている。そして、超音波振動子21の信号電極には、信号線Laが接続されており、接地電極には、接地線が接続されている。
スイッチング回路22は、複数の超音波振動子21のうち、送受信回路12と接続する接続対象の超音波振動子21を選択的に切り替える切り替え回路である。スイッチング回路22は、典型的には、複数のマルチプレクサIC(図3の22−M001〜22−M192それぞれが個別のマルチプレクサICに相当する。以下、「マルチプレクサ22」又「MUX22」とも称する)によって構成されている。各マルチプレクサ22には、制御部11(切替制御部11b)からの制御信号が入力される制御線(図示せず)が接続されており、各マルチプレクサ22は、当該制御信号に基づいて、複数の超音波振動子21のうち、駆動対象の超音波振動子21を選択的に切り替える。
整合回路23は、マルチプレクサ22と直結する位置に接続され、マルチプレクサ22と当該マルチプレクサ22と接続される回路間におけるインピーダンスマッチングを行う。換言すると、整合回路23は、マルチプレクサ22を挿入することに伴って生じる回路間の特性インピーダンスの不整合を補償し、これによって信号劣化を抑制する。
図8は、本実施形態に係る超音波プローブ20の回路部品の実装構造を示す図である。図8Aは、実装構造の平面図であり、図8Bは、実装構造の側面図である。尚、図8Bは、図8Aの実装構造2つ分を一対にして、実装した状態を示している。
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置1の超音波プローブ20によれば、マルチプレクサ22(スイッチング回路に相当)と直結する位置の送受信回路12側に、マルチプレクサ22と当該マルチプレクサ22と接続される後段側の回路間におけるインピーダンスマッチングを行う整合回路23を接続する。
次に、図10を参照して、第2の実施形態に係る超音波プローブ20の構成の一例について説明する。
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
10 本体
10C コネクタ
11 制御部
11a 送受信制御部
11b 切替制御部
12 送受信部
13 画像生成部
14 表示部
15 記憶部
16 操作部
20 プローブ
20C コネクタ
21 超音波振動子
22 スイッチング回路
23 整合回路
24 第2の整合回路
La 信号線
Lb 信号線
C ケーブル
Claims (12)
- 超音波診断装置の超音波プローブであって、
超音波と電気信号との相互変換を行う複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子のうち、送受信回路と電気的に接続する接続対象の超音波振動子を選択的に切り替えるスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の前段又は後段において、前記スイッチング回路と直結する位置に接続され、前記スイッチング回路と当該スイッチング回路と前段又は後段の回路との間におけるインピーダンスマッチングを行う整合回路と、
を備える超音波プローブ。 - 前記整合回路は、前記スイッチング回路の後段側において、前記スイッチング回路と直結する位置に接続されている
請求項1に記載の超音波プローブ。 - 前記整合回路は、前記スイッチング回路の前段及び後段の両側に接続されている
請求項1又は2に記載の超音波プローブ。 - 前記スイッチング回路は、前記送受信回路が有する複数のシステムチャンネルそれぞれに対応するように設けられた複数のマルチプレクサである
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 前記整合回路は、前記スイッチング回路の後段側において、複数の前記マルチプレクサそれぞれと直結するように、複数の前記システムチャンネルの信号線毎に配設されている
請求項4に記載の超音波プローブ。 - 前記整合回路は、複数の前記システムチャンネルの信号線毎に直列接続するインダクタ素子を含んで構成される
請求項5に記載の超音波プローブ。 - 前記整合回路の回路定数は、前記マルチプレクサのリアクタンス成分がゼロとなるように設定される
請求項5又は6に記載の超音波プローブ。 - 電子走査の際、各タイミングにおいて、前記マルチプレクサが前記送受信回路に対して電気的に接続する前記接続対象の超音波振動子の個数は、一定数に保持される
請求項4乃至7のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 前記送受信回路は、前記超音波診断装置の本体内に配設されている
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 前記スイッチング回路は、第1の回路基板内に実装され、
前記整合回路は、第2の回路基板内に実装され、
前記第1の回路基板の配線部と前記第2の回路基板の配線部とは、フレキシブル配線基板を介して接続される
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 前記フレキシブル配線基板の配線部は、異方性導電膜を含んで構成される
請求項10に記載の超音波プローブ。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の超音波プローブを有する超音波診断装置。
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