JP2023122302A - 超音波探触子および超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化等への対応が容易な、より簡易な構成で、ノイズの発生を抑制することができる超音波探触子、およびこれを用いた超音波診断装置を提供すること。【解決手段】上記超音波探触子は、超音波を送受信するための超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサを収納する筐体と、前記筐体内に充填され、電気的に接地された充填材と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波探触子および超音波診断装置に関する。

超音波探触子は、超音波診断装置に接続され、または超音波診断装置と通信可能に構成されたものを、体表に当てるか、または、体内へ挿入するという簡単な操作で、生体組織の形状および動きなどを診断画像として得るために用いられる。

上記診断画像は、超音波探触子から生体に超音波を照射し、生体から反射される超音波を受信することで得ることができる。具体的には、超音波探触子に含まれる超音波トランスデューサが、超音波診断装置からの電気信号を超音波に変換して生体に超音波を照射し、生体から反射された超音波を電気信号に変換する。そして、変換された電気信号が超音波診断装置に入力されて処理されることで上記診断画像が得られる。

上記のように用いられる超音波探触子は、外部からの衝撃が筐体内の超音波トランスデューサ、およびケーブル等に伝わり、破損してしまうことがある。これらの問題を生じにくくするため、筐体内に充填材を充填させることが知られている。

例えば、特許文献１には、ハウジング（筐体）内に圧電振動部を収納し、上記ハウジング内に充填材としてポリウレタン樹脂等の発泡材が充填された超音波探触子が開示されている。

ところで、超音波トランスデューサと超音波診断装置とが、電気信号を送受信する際、電気信号どうしの電磁的な干渉の影響を受け、または外部からの不要な信号の影響を受けて、ノイズが発生する問題があった。

具体的には、超音波トランスデューサと、超音波診断装置（または超音波診断装置と無線通信するための通信素子）との間で電気信号を通過させる、複数のケーブル内に、隣接するケーブルから漏れた電磁波が透過して電気信号が乱れ、ノイズが発生してしまう。または、外部からの電磁波が上記ケーブル内に透過して電気信号が乱れ、ノイズが発生してしまう。これらにより診断画像の精度が低下してしまう問題があった。

診断画像の精度を確保するため、上記ノイズの発生を抑制することが望ましい。例えば、特許文献２では、ノイズの発生を抑制するための、銅やアルミ等を用いたシールド板を有する超音波探触子が記載されている。なお、特許文献２では、ケース内に充填したモールド材（充填材）として、熱伝導率を向上させるための金属材を混入させたエポキシ樹脂や発泡ウレタン樹脂を用いている。この金属材としては、密度を低下させるために、中空のものを用いている。そして、上記シールド板は、モールド材の熱をケーブルのシールド線に逃がす役割も備えている、とされている。

特開２０１６－１２３５３６号公報 特開２００６－２０４６２２号公報

しかしながら、特許文献２に記載の超音波探触子は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と略同形状のシールド板を用いるため、超音波探触子のプローブ径を小さくすることが困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化等への対応が容易な、より簡易な構成で、ノイズの発生を抑制することができる超音波探触子、およびこれを用いた超音波診断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の一実施形態に係る超音波探触子は、超音波を送受信するための超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサを収納する筐体と、前記筐体内に充填され、電気的に接地された充填材と、を有する。

上記課題を解決するための、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置は、上記超音波探触子を有する。

本発明により、ノイズの発生を抑制することができる超音波探触子、およびこれを用いた超音波診断装置が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。 図３は、上記超音波探触子に含まれる超音波トランスデューサの構成を示す断面図である。 図４は、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。 図５は、本発明の一実施形態の変形例１に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。 図６は、本発明の一実施形態の変形例１に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。 図７は、本発明の一実施形態の変形例２に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。 図８は、本発明の一実施形態の変形例３に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

１．超音波探触子
図１、図２は、本発明の一実施形態に係る超音波探触子１００の全体構造の一例を示す断面図である。

図１に示されるように、超音波探触子１００は、超音波トランスデューサ１１０と、筐体１２０と、充填材１３０と、ケーブル１４０と、を有する。本実施形態において、超音波探触子１００は、通信基板１５０をさらに有し、超音波診断装置と超音波トランスデューサとが、ワイヤレス通信できるような構成であってもよい。

１－１．超音波トランスデューサ
図３は、超音波トランスデューサ１１０の構成を示す断面図である。なお、本実施形態において、図１、２、５～９に示される超音波トランスデューサ１１０は、複数個の超音波トランスデューサを含んでおり、図３に示される超音波トランスデューサ１１０は、複数個のうちの１個について示したものである。

超音波トランスデューサ１１０は、超音波を送受信するための部材である。図３に示されるように、超音波トランスデューサ１１０は、バッキング材１１１と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と、圧電材１１３と、音響整合層１１４と、音響レンズ１１５と、を有する。

（バッキング材）
バッキング材１１１は、超音波を減衰させるための部材である。後述する圧電材１１３は、体積振動することにより、超音波を送信する方向に超音波を発振するほか、超音波を送信する方向とは、逆向きの方向に対しても、わずかに超音波を発振する。バッキング材１１１は、圧電材１１３から発せられた、上記逆向きの方向の超音波を減衰させるための部材である。

なお、本明細書において、「超音波を送信する方向」とは、圧電材１１３から音響レンズ１１５に向かう方向（図２におけるＺ方向）のことを指す。

本実施形態では、バッキング材１１１が一層で構成されているが、バッキング材１１１は、複数の層の積層体であってもよい。

バッキング材１１１の材料は、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂である。バッキング材１１１は、超音波を減衰させる機能を調整するために、シリコーンゴム粒子などの有機粒子を含んでもよい。

（フレキシブルプリント基板）
フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと称する。）１１２は、後述する圧電材１１３に信号電極１１６ａ、１１６ｂを介して信号を伝えたり、圧電材１１３から信号電極１１６ａ、１１６ｂを介して信号を受信したりするための部材である。本実施形態では、フレキシブルプリント基板１１２は、バッキング材１１１と、圧電材１１３との間に配置され、外部の電源や超音波診断装置等とケーブル１４０を介して電気的に接続される。なお、フレキシブルプリント基板の代わりに硬質基板を用いても良い。

（圧電材）
圧電材１１３は、ＦＰＣ１１２と電気的に接続されるように配置された、超音波を送受信するための部材である。

上記圧電材料１１３ａの例には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系等の圧電セラミック；マグネシウム酸ニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体（ＰＭＮ－ＰＴ）、亜鉛酸ニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体（ＰＺＮ－ＰＴ）等の圧電単結晶；およびこれらの材料と高分子材料を複合した複合圧電材；などが含まれる。

また、圧電材１１３の両面に配置される複数の信号電極１１６ａおよび１１６ｂは、圧電材１１３に電圧を印加するための電極である。信号電極１１６ａおよび１１６ｂは、上述のＦＰＣ１１２と電気的に接続され、かつ十分に圧電材１１３との間で信号を授受可能であれば特に限定されず、例えば、金や銀、銅等からなる層とすることができる。

（音響整合層）
音響整合層１１４は、圧電材１１３と音響レンズ１１５との間の音響インピーダンスを調整するための部材である。本実施形態では、音響整合層１１４は、圧電材１１３と音響レンズ１１５との間に配置されている。音響整合層１１４は、一層で構成されていてもよいし、音響インピーダンスが異なる複数層から構成されていてもよい。

音響整合層１１４は、樹脂を含むことが好ましい。これにより、音響整合層１１４の密度を調整しやすくして、音響インピーダンスを調整しやすくすることができる。音響整合層１１４に含まれる樹脂の例には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂などが含まれる。また、音響整合層１１４は、これらの樹脂を硬化させる硬化剤を含んでもよい。

音響整合層１１４の音響インピーダンスは、各層を構成する成分の種類や量を変更することで、適宜調整できる。

（音響レンズ）
音響レンズ１１５は、圧電材１１３から送波された超音波を集束させるための部材である。図３に示されるように、本実施形態では、音響レンズ１１５は、図２のＺ方向に突出するシリンドリカル型の音響レンズである。また、当該音響レンズ１１５では、圧電材１１３が発振する超音波をＺ方向に集束させて超音波トランスデューサ１１０の外部に出射させる。

音響レンズ１１５は、被検査対象、例えば生体に適した音響特性を有する材料で構成されている。例えば、音響レンズ１１５は、シリコーンゴム等、被検査対象に比較的近い音響インピーダンスを有する材料で構成されることが好ましい。

１－２．筐体
筐体１２０は、超音波トランスデューサ１１０と、充填材１３０とを収納する部材である。

筐体１２０は、超音波を送信する方向の端部に、超音波トランスデューサ１１０の音響レンズ１１５を露出させるための開口部１２１を有する。また、超音波探触子１００がケーブル１４０を有するとき、筐体１２０は、上記方向とは逆方向の端部に、ケーブル１４０を挿入するための挿通孔１２２を有してもよい。本実施形態では、筐体１２０は、挿通孔１２２に挿入されたケーブル１４０の一部を収納している。

筐体１２０の形状は、超音波トランスデューサ１１０と、充填材１３０とを収納することができれば特に限定されない。また、筐体１２０の大きさは、超音波探触子の大きさに応じて適宜設定される。

筐体１２０の材料は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートである。これらのうち、耐薬品性の観点から、ポリフェニレンエーテルやポリブチレンテレフタレートが好ましい。

１－３．充填材
充填材１３０は、筐体１２０内に充填され、電気的に接地されている。

上述のように、特許文献２に記載の超音波探触子は、超音波探触子のプローブ径を小さくすることが困難であった。

そこで本発明者は、超音波探触子の小型化に対応できるように、特許文献２のようにシールド板を用いずにノイズの発生を抑制する方法を検討した。また、本発明者は、ノイズの発生を抑制するために、ケーブル内の電気信号を乱す電磁波をケーブルの周囲から取り除く必要があると考えた。

本発明者は検討の末、筐体内に充填される充填材を介して、電気信号を乱す電磁波を外部へ逃がすことで、超音波探触子の小型化への対応が容易で、かつ、ノイズの発生を抑制することができると考えた。そして、本発明者は、充填材を電気的に接地することで、充填材を介して上記電磁波を外部へ逃がしてノイズの発生を抑制できることを見出した。

充填材を介して、上記電磁波を外部へ逃がすことで、特許文献２のようなシールド板を用いずにノイズ発生を抑制することができる。これにより、筐体内に充填材を充填して、充填材を電気的に接地するだけでノイズの発生を抑制できるため、超音波探触子の小型化に対応でき、より簡易な構成とすることができる。

また、充填材は、筐体内に充填されてケーブルの周りを覆っているため、外部からの電磁波を、ケーブル周囲に存在する充填材を介して探触子の外部へ逃がし、上記電磁波によってケーブル内の電気信号が乱れることを抑制してノイズ発生を抑制することができる。

接地の方法は特に限定されない。例えば、外部の接地線と接続するシールド線を設けて、充填材とシールド線とを電気的に接続することで、電気信号を乱す電磁波を充填材から接地線へと逃がすことができる。これによりノイズの発生を抑制することができる。また、超音波探触子と、超音波診断装置とを接続するケーブルを用いずに、ワイヤレス通信により電気信号を送受する超音波探触子においても、充填材を電気的に接地することで、上記電磁波を外部へ逃がして上記ノイズの発生を抑制することができる。

接地によるノイズの発生をより抑制する観点からは、充填材１３０は、導電性を有することが好ましい。本明細書において、「導電性を有する」とは、充填材１３０の電気抵抗率が１０００μΩ・ｍ以下であることをいう。

充填材１３０の電気抵抗率は、１０００μΩ・ｍ以下であることが好ましく、１００μΩ・ｍ以下であることがより好ましい。上記電気抵抗率が、１０００μΩ・ｍ以下であると、充填材１３０の導電性をより高めて、上記電気信号を乱す電磁波をケーブルの周囲から超音波探触子１００の外部に逃がしやすくして、ノイズの発生をより抑制することができる。上記電気抵抗率の下限値は、特に限定されないが、０．０１μΩ・ｍ以上であることが好ましい。上記電気抵抗率は、例えば、ＪＩＳ Ｒ ７６０９：２００７に準じた方法によって測定することができる。

充填材１３０は、圧縮強度が０．１ＭＰａ以上であることが好ましく、２０ＭＰａ以上であることがより好ましい。上記圧縮強度が０．１ＭＰａ以上であると、充填材１３０の機械的強度をより向上させて、超音波探触子１００の外部からの衝撃による耐衝撃性をより向上させることができる。上記圧縮強度の上限値は、特に限定されないが、２００ＭＰａ以下であることが好ましい。上記圧縮強度は、ＪＩＳ Ｋ ７０７６：１９９１に準じた方法よって測定することができる。

充填材１３０の密度は、４．５ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ^３以下であることがより好ましい。また、４．５ｇ／ｃｍ^３以下であると、超音波探触子１００をより軽量化させることができ、超音波探触子１００の操作性をより向上させることができる。上記密度の下限値は、特に限定されないが、０．１ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。上記密度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０７：２０１２によって測定することができる。

ノイズの発生をより抑制し、超音波探触子１００の耐衝撃性を高め、かつ超音波探触子１００をより軽量化する観点から、充填材１３０は、多孔質黒鉛、または発泡炭素を含むことが好ましい。これらは、いずれか単独で充填材１３０に含まれてもよいし、これらが組み合わされて充填材１３０に含まれてもよい。ノイズの発生をさらに抑制する観点から、充填材１３０は、多孔質黒鉛を含むことがより好ましい。

上記多孔質黒鉛は、固体状の黒鉛（炭素）が賦活化処理されることで製造される。具体的には、固体状の黒鉛（炭素）と、二酸化炭素または水蒸気とが反応し、固体炭素がガス化することで、炭素表面が虫食いされるようにして細孔が形成されて、製造される。

一方で、発泡炭素は、黒鉛を練り込んだ樹脂を発泡させた導電性発泡体、もしくは、フェノール樹脂またはポリウレタン樹脂の発泡体を、空気（酸素）を遮断した環境下で焼成したものである。

上記黒鉛を練り込んだ樹脂の例には、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ウレタン樹脂などが含まれる。

充填材１３０に多孔質黒鉛が含まれる場合、多孔質黒鉛の空孔率は、３０％以上９０％以下であることが好ましく、７０％以上９０％以下であることがより好ましい。上記空孔率が、３０％以上であると、充填材１３０の密度をより低くして、超音波探触子１００をより軽量化させることができる。また、９０％以下であると、充填材１３０の圧縮強度が過剰に低下することを抑制して、超音波探触子１００の耐衝撃性をより高めることができる。上記空孔率は、例えば、下記式（１）によって求めることができる。式（１）において、ρ_ｂｕｌｋは多孔質黒鉛の密度を表し、ρ_{ｐａｒｔｉｃｌｅ}は、空隙を有さないと仮定したときの同じ体積の黒鉛の密度を表す。
（１－ρ_ｂｕｌｋ／ρ_{ｐａｒｔｉｃｌｅ}）×１００ （１）

多孔質黒鉛の平均空孔径は、０．３μｍ以上４．０μｍ以下であることが好ましい。上記平均空孔径が０．３μｍ以上であると、充填材１３０の空孔率を高めて超音波探触子１００を軽量化しやすくすることができる。また、４．０μｍ以下であると、空孔率が高まりすぎずに、超音波探触子１００の耐衝撃性をより高めることができる。上記平均空孔径は、顕微鏡を用いて、１００μｍ×１００μｍの観察範囲に存在する空孔の径を空孔の数で平均することで求めることができる。

本実施形態において、多孔質黒鉛は、粒子の状態で充填されていてもよいし、充填材１３０が充填される領域の形状に成型されたバルクの状態で充填されていてもよい。ノイズの発生をより抑制する観点から、充填材１３０は、バルクの状態で充填されていることが好ましい。

多孔質黒鉛が粒子の状態で充填される場合、粒子の粒径は、４００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。４００μｍ以下であることで、筐体１２０内により多くの多孔質黒鉛を充填して、超音波探触子１００の耐衝撃性をより高めることができる。上記粒径の好ましい下限値は、特に限定されないが、１μｍ以上であることが好ましい。

多孔質黒鉛の市販品の例には、Ｐｏｒｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ（低透過）、Ｐｏｒｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ（高透過）（いずれも株式会社タンケンシールセーコウ製）、カーボン多孔体（三菱鉛筆株式会社製）などが含まれる。

充填材１３０として発泡炭素を用いる場合、発泡炭素の空孔率は、３０％以上９０％以下であることが好ましく、７０％以上９０％以下であることがより好ましい。上記空孔率が、３０％以上であると、充填材１３０の密度をより低くして、超音波探触子１００をより軽量化させることができる。また、９０％以下であると、充填材１３０の圧縮強度が過剰に低下することを抑制して、超音波探触子１００の耐衝撃性をより高めることができる。上記空孔率は、多孔質黒鉛の空孔率と同様にして求めることができる。

発泡炭素の市販品の例には、Ｇｒａｆｏａｍ ＦＰＡ－３０（グラフテック社製）が含まれる。

本実施形態では、充填材１３０は、後述するケーブル１４０に含まれるシールド線１４３を介して、超音波診断機の接地線に接続され、電気的に接地されている。超音波探触子１００がケーブル１４０を有さず、超音波診断機と後述する通信基板１５０との間でワイヤレス通信を行う場合、通信基板１５０のグランド部（後述）と充填材１３０とを電気的に接続し、上記グランド部と接地線とを接続して、接地することができる。

なお、充填材１３０は超音波トランスデューサ１１０のグランド部（不図示）と電気的に接続されていてもよい。

１－４．ケーブル
本実施形態において、超音波探触子１００は、超音波トランスデューサ１１０と、外部の装置（超音波診断装置）とを接続するためのケーブル１４０を有してもよい。

ケーブル１４０は、超音波トランスデューサと電気的に接続されており、超音波診断機からの信号を超音波トランスデューサに対して電気信号を送信したり、超音波トランスデューサからの信号を超音波診断機に対して送信したりするための部材である。本実施形態では、ケーブル１４０は、筐体１２０の挿通孔１２２に挿入され、その一部が筐体１２０内に収納されている。また、本実施形態では、ケーブル１４０は、その一端が超音波トランスデューサ１１０と接続されており、他端が外部の超音波診断装置に接続されている。

図４は、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。図４に示されるように、ケーブル１４０は、複数の信号線１４１と、信号線１４１の周囲を覆う樹脂材１４２と、樹脂材１４２の外周を覆うシールド線１４３と、被覆材１４４とを有する。

信号線１４１は、超音波トランスデューサ１１０に対して電気信号を送受するための配線である。樹脂材１４２は、複数の信号線１４１を、それぞれ電気的に分離するための部材である。

シールド線１４３は、導電性を有する充填材１３０と電気的に接続されるとともに、超音波診断装置の接地線に接続されている。これにより、電気信号を乱す電磁波を超音波探触子１００の外部に逃がして、ノイズの発生を抑制することができる。シールド線１４３の材料は、例えば、銅、アルミなどである。

シールド線は、上記のような電磁波から、信号線を保護するために用いられることが知られているが、本発明者の検討によると、シールド線を用いただけでは、十分にノイズの発生を抑制できなかった。

本実施形態では、充填材１３０を用いて、シールド線１４３と電気的に接続して接地することで、電気信号を乱す電磁波を超音波探触子１００の外部に逃がしやすくすることができる。

被覆材１４４は、シールド線１４３を保護するための部材である。被覆材１４４の材料は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンなどである。

１－５．通信基板
図２に示されるように、超音波探触子１００は、外部の超音波診断装置とワイヤレス通信を行うための通信基板１５０を有してもよい。

通信基板１５０は、外部の超音波診断装置からの電気信号を受信し、超音波トランスデューサからの電気信号を、外部の超音波診断装置へ送信する通信素子（不図示）を含む。

本実施形態において、通信基板１５０は、接続ケーブル１５１を介して超音波トランスデューサ１１０と接続されている。これにより、超音波診断装置から受信した電気信号を超音波トランスデューサ１１０に伝達することができ、超音波トランスデューサ１１０からの電気信号を通信素子に伝達することができる。接続ケーブル１５１の構成は、ケーブル１４０と同様のものとすることができる。

通信基板１５０は、グランド部（不図示）を含む。グランド部は、通信基板１５０内の電流が流れる回路において、基準となる電位を有する部分であり、導電性を有する。

図２に示された構成において、充填材１３０は、上記グランド部と電気的に接続される。そして、上記グランド部が接地線に接続されることで、充填材１３０は電気的に接地される。これにより、電気信号を乱す電磁波を外部へ逃がしてノイズの発生を抑制することができる。

１－６．超音波探触子の大きさ
超音波探触子１００のプローブ径（図１における矢印Ａ）は、超音波探触子をより小型化する観点から、３０ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以下であることがより好ましい。プローブ径が３０ｍｍ以下であることで、超音波探触子１００を体内に挿入させやすくすることができる。上記プローブ径の下限値は特に限定されないが、１ｍｍ以上であることが好ましい。本明細書において、「超音波探触子のプローブ径」とは、超音波探触子の、超音波を送信する方向における最下流側の表面における最大幅のことをいう。

［変形例１］
図５、図６は、本実施形態の変形例１に係る超音波探触子１００の全体構造の一例を示す断面図である。

図５、図６に示されるように、本実施形態において、超音波探触子１００は、充填材１３０と筐体１２０の内壁との間に配置された第１補強部材１７０を有してもよい。これにより、超音波探触子の機械的強度をさらに向上させ、耐衝撃性をより高めることができる。

第１補強部材１７０は、図５のように、筐体１２０の内側面全体に沿うように配置されていてもよいし、図６のように、内壁面の一部に沿うように配置されていてもよい。また、第１補強部材１７０は、筐体１２０の内壁との間に充填材１３０がさらに存在するように配置されてもよい。

第１補強部材１７０の材料は、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、および銅、アルミなどの金属である。これらのうち、超音波探触子１００の機械的強度をより向上させる観点から、上記材料は、銅、アルミなどの金属であることが好ましい。

従来は、超音波探触子の機械的強度を向上させるために、金属などの導電体の補強部材を筐体内に配置させると、補強部材自身が外部からの不要な電磁波を受信してノイズが発生してしまうため、上記補強部材に絶縁処理を施して上記電磁波の受信を抑制するか、または上記補強部材を電気的に接地させて上記電磁波を外部に逃がす必要があった。

一方で、本実施形態では、第１補強部材１７０が導電体であっても、第１補強部材１７０は導電性を有する充填材１３０と電気的に接続することができる。そして、充填材１３０は電気的に接地されているため、外部からの電磁波を、充填材１３０を介して超音波探触子１００の外部へ逃がして、ノイズの発生を抑制することができる。

第１補強部材１７０の形状および大きさは、超音波探触子１００の形状、大きさに応じて適宜調整することができる。

［変形例２］
図７は、本実施形態の変形例２に係る超音波探触子１００の全体構造の一例を示す断面図である。

超音波探触子１００は、超音波トランスデューサ１１０の、筐体１２０内に収納された表面に配置された第２補強部材１８０を有してもよい。

第２補強部材１８０は、超音波トランスデューサ１１０の耐久性を向上させるために部材である。

第２補強部材１８０の材料は、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、および銅、アルミなどの金属である。これらのうち、超音波トランスデューサ１１０の機械的強度をより向上させる観点から、上記材料は、銅、アルミなどの金属であることが好ましい。

上述のように、金属などの導電体の補強部材を筐体内部に配置させると、補強部材自身が外部からの不要な電磁波を受信してしまうため、上記補強部材に絶縁処理を施すか、または上記補強部材を電気的に接地する必要がある。

一方で、本実施形態では、充填材１３０が電気的に接地されているため、第２補強部材１８０が導電体であっても、これと電気的に接続された充填材１３０により、上記電磁波を超音波探触子１００の外部へ逃がして、ノイズの発生を抑制することができる。

第２補強部材１８０は、超音波トランスデューサ１１０の、筐体１２０内に収納された表面に配置される限りにおいて、特に限定されない。本実施形態では、第２補強部材１８０は、超音波トランスデューサ１１０の、ケーブル１４０が配置されている側の表面に配置されている。

第２補強部材１８０の形状および大きさは、超音波探触子１００の形状、大きさに応じて適宜調整することができる。

［変形例３］
図８は、本実施形態の変形例３に係る超音波探触子１００の全体構造の一例を示す断面図である。

超音波探触子１００は、超音波トランスデューサ１１０と、ケーブル１４０との間に配置され、超音波トランスデューサ１１０と、ケーブル１４０とを電気的に接続するための接続基板１９０を有してもよい。

接続基板１９０は、ケーブル１４０（または接続ケーブル１５１）の信号線１４１を接続させるための端子（不図示）、およびフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１１２に接続するための配線（不図示）を有する。これにより、超音波トランスデューサ１１０と、ケーブル１４０とを電気的に接続することができる。

また、接続基板１９０はグランド部（ＧＮＤ）を有する（不図示）。グランド部は、電流が流れる回路において、基準となる電位を有する部分であり、導電性を有する。これにより、上記グランド部（ＧＮＤ）と、電気的に接地されている充填材１３０と、を電気的に接続させることができ、ケーブル内の電気信号を乱す電磁波を超音波探触子１００の外部へ逃がして、ノイズの発生をより抑制することができる。

接続基板１９０の形状および大きさは、超音波探触子１００の形状、大きさに応じて適宜調整することができる。

２．超音波診断装置
図９は、本実施形態に係る超音波診断装置２００の構成を示す図である。

図９に示されるように、超音波診断装置２００は、超音波探触子１００と、本体部２１０と、コネクタ部２２０と。ディスプレイ２３０と、を備え、超音波探触子１００と本体部２１０とが、ケーブル１４０およびコネクタ部２２０を介して接続されている。図８における超音波探触子１００は、説明の便宜上、図１、２、図５～８の超音波探触子１００とは縮尺を変更して示している。

超音波診断装置２００は、超音波探触子１００を含んでいればよく、ケーブル１４０によって、超音波探触子１００と接続されずに、超音波探触子１００の超音波トランスデューサ１１０とワイヤレス通信可能な構成であってもよい。

本体部２１０からの電気信号（送信信号）は、ケーブル１４０を通じて超音波探触子１００の圧電材に送信される。この送信信号は、圧電材によって超音波に変換され、被検査対象内に送波される。送波された超音波は被検査対象内で反射される。そして、当該反射波の一部が圧電材によって受波され、電気信号（受信信号）に変換され、本体部２１０に送信される。受信信号は、超音波診断装置２００の本体部２１０において画像データに変換されディスプレイ２３０に表示される。

本実施形態では、超音波診断装置２００は、接地線（不図示）を有しており、上記接地線は、ケーブル１４０のシールド線１４３を介して、超音波探触子１００の充填材１３０と電気的に接続されている。これにより、電気信号を乱す電磁波を超音波探触子１００の外部へ逃がし、ノイズの発生を抑制することができるため、超音波診断装置２００を用いて、より正確な診断を行うことが可能となる。

本発明に係る超音波探触子は、小型化に対応でき、より簡易な構成で、ノイズの発生を抑制することができる。そのため、超音波診断の分野などにおいて、より多様かつ正確な診断を行うのに有用である。

１００ 超音波探触子
１１０ 超音波トランスデューサ
１１１ バッキング材
１１２ フレキシブルプリント基板
１１３ 圧電材
１１４ 音響整合層
１１４ａ 第１の音響整合層
１１４ｂ 第２の音響整合層
１１４ｃ 第３の音響整合層
１１４ｄ 第４の音響整合層
１１５ 音響レンズ
１１６ａ、１１６ｂ 信号電極
１２０ 筐体
１３０ 充填材
１４０ ケーブル
２００ 超音波診断装置
２１０ 本体部
２２０ コネクタ部
２３０ ディスプレイ

Claims (9)

1. 超音波を送受信するための超音波トランスデューサと、
   前記超音波トランスデューサを収納する筐体と、
   前記筐体内に充填され、電気的に接地された充填材と、
   を有する、超音波探触子。
2. 前記充填材は、多孔質黒鉛を含む、請求項１に記載の超音波探触子。
3. 前記充填材は、発泡炭素を含む、請求項１または２に記載の超音波探触子。
4. 前記充填材と、前記筐体の内壁との間に配置された第１補強部材をさらに有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波探触子。
5. 前記第１補強部材は導電体であり、前記充填材と電気的に接続される、請求項４に記載の超音波探触子。
6. 前記超音波トランスデューサの、前記筐体内に収納された表面に配置された第２補強部材をさらに有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の超音波探触子。
7. 前記超音波トランスデューサと、外部の装置とを接続するためのケーブルをさらに有する、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の超音波探触子。
8. 前記超音波トランスデューサと、前記ケーブルとの間に配置され、前記超音波トランスデューサと、前記ケーブルとを電気的に接続するための接続基板をさらに有する、請求項７に記載の超音波探触子。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の超音波探触子を有する、超音波診断装置。