JP5996343B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
図1から図6を用いて、第1の実施形態に係る超音波診断装置を説明する。第1の実施形態では、例えば、振動素子ごとに予めバイアス電圧が設定された超音波診断装置を例とする。
図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置100の機能構成を示すブロック図である。図1に示すように、超音波診断装置100は、超音波プローブ110と、装置本体120とを有する。
次に、図2Aを用いて、振動素子群111の構成について説明する。図2Aは、振動素子群111の実装デザインの一例を示す図である。振動素子群111は、図2A中の太線で示したものを1単位とする振動素子200を複数有する。
次に、図3を用いて、素子200の構成について説明する。図3は、素子200の構成の一例を示す図である。ここで、図3は、素子200において、第1の電極204、第2の電極205a及び205cを通る断面を示している。図3に示すように、素子200は、基盤201と、絶縁リム202と、絶縁膜203と、電極パッド214とを有する。基盤201には、第3の電極206が蒸着されている。絶縁膜203には、第1の電極204と、第2の電極205aと、第2の電極205cとが蒸着されている。なお、ここでは、第2の電極205a及び205cを例にあげて説明するが、第2の電極205b及び205dも、第2の電極205a及び205cと同様に配置される。
次に、図4を用いて、バイアス電圧制御部123cの構成について説明する。図4に示すように、バイアス電圧制御部123cは、電圧管理テーブル記憶部301と、第1の印加部302と、第2の印加部303とを有する。
次に、図5A及び図5Bを用いて、電圧管理テーブル301a(301b)のデータ構造について説明する。ここでは、図5Aを用いて、送信用の電圧管理テーブル301aのデータ構造の一例を説明し、図5Bを用いて、受信用の電圧管理テーブル301bのデータ構造の一例を説明する。
図6は、第1の実施形態に係る超音波診断装置100による送受信時の処理の処理手順を示すフローチャートである。図6に示すように、第1の印加部302は、素子200ごとの第2の電極205a〜205dに、あらかじめ記憶したバイアス電圧を印加する(ステップS101)。そして、第2の印加部303は、超音波信号の受信時に、素子200ごとの第2の電極205a〜205dにあらかじめ記憶したバイアス電圧を印加する(ステップS102)。
第1の実施形態に係る超音波診断装置100は、絶縁膜203上に第1の電極204と第2の電極205a〜205dとを有し、第2の電極205a〜205dにバイアス電圧を付加する。また、第1の実施形態に係る超音波診断装置100は、各素子200に付加するバイアス電圧を送信時と受信時で独立して設定する。これにより、例えば、送信時には、絶縁膜203が最大に振れるように調整し、送信音圧を大きくすることができる。また、受信時には、第1の電極204と基盤201とのギャップの差を小さくするように調整し、受信感度を向上することができる。
第1の実施形態では、振動素子ごとに予めバイアス電圧が設定された超音波診断装置を説明した。ところで、超音波診断装置において、素子の中には正常な素子に比べて補正電圧の差が大きい不良品が含まれる場合がある。このような不良品の素子が振動素子群に含まれた場合、送信音圧及び受信感度が低下する。そこで、第2の実施形態では、超音波診断装置において、補正電圧に閾値を設け、この閾値の範囲外である素子を不良品として動作させない例を説明する。
第2の実施形態に係る超音波診断装置400はバイアス電圧制御部の機能が一部異なる点を除いて、図1に示した第1の実施形態に係る超音波診断装置100の構成と同様である。このため第2の実施形態では、図1に示した装置本体120を装置本体420、送受信部123を送受信部423、バイアス電圧制御部123cをバイアス電圧制御部423cとして説明する。なお、ここでは、図1に示した各部と同様の役割を果たす機能部については、同一符号を付すことにしてその詳細な説明を省略する。
次に、図7を用いて、バイアス電圧制御部423cの構成について説明する。図7に示すように、バイアス電圧制御部423cは、電圧管理テーブル記憶部301と、第1の印加部302と、第2の印加部303と、調整部501と、記憶制御部502と、動作制御部503とを有する。なお、ここでは、図4に示した各部と同様の役割を果たす機能部については、同一符号を付すことにしてその詳細な説明を省略する。
次に、図8A及び図8Bを用いて、素子200の特性のばらつきを検査する動作について説明する。図8Aは、素子のばらつき検査に用いられる機能部の一例を示す図である。
図9は、第2の実施形態に係る超音波診断装置400による素子のばらつき検査処理の処理手順を示すフローチャートである。図9に示すように、電気特性検査部601及び音響的特性検査部60は、任意の電圧を印加した時の、ギャップを測定する(ステップS201)。
第2の実施形態に係る超音波診断装置400は、受信感度やダイナミックレンジの調整が不可能な素子は排除し、受信感度が均一になるようにあらかじめ搭載しておいた代替え素子を有効にする。このように、第2の実施形態によれば、素子間または素子ユニットごとに感度ばらつきの少ないプローブを提供することができ、高精細または均一な画質を得ることができる。
110 超音波プローブ
123a 送信回路
123b 受信回路
302 第1の印加部
303 第2の印加部
Claims (5)
- 基盤と、該基盤との間でギャップを形成する絶縁膜と、該絶縁膜の中央部に設けられた第1の電極と、該絶縁膜の両端部それぞれに設けられた第2の電極とを備えた複数の容量性超音波振動子を有するプローブと、
超音波を送信する場合に、前記第1の電極に送信用の駆動パルスを供給する送信部と、
超音波を受信する場合に、前記第1の電極から受信した超音波信号にゲイン処理を行う受信部と、
前記容量性超音波振動子ごとに第1の補正電圧及び第2の補正電圧を記憶した電圧情報を記憶する記憶部と、
超音波を送信する場合に、前記電圧情報に含まれる第1の補正電圧に基づいて、前記容量性超音波振動子ごとに決められたバイアス電圧を前記第2の電極に印加する第1の印加部と、
超音波を受信する場合に、前記電圧情報に含まれる第2の補正電圧に基づいて、前記容量性超音波振動子ごとに決められたバイアス電圧を前記第2の電極に印加する第2の印加部と
を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記第2の印加部が前記第2の電極に印加するバイアス電圧は、前記第1の印加部が前記第2の電極に印加するバイアス電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記第1の印加部は、前記基盤に対して前記絶縁膜の振れが最大となるように、前記容量性超音波振動子ごとに決められたバイアス電圧を前記第2の電極に印加し、
前記第2の印加部は、前記ギャップが最小となるように、前記容量性超音波振動子ごとに決められたバイアス電圧を前記第2の電極に印加する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。 - 前記容量性超音波振動子ごとに、バイアス電圧を印加した場合に計測されたギャップが前記容量性超音波振動子ごとに均一となるように、前記第1の補正電圧及び前記第2の補正電圧を調整する調整部と、
前記調整部により調整された前記第1の補正電圧及び前記第2の補正電圧を、前記電圧情報として前記記憶部に記憶させる記憶制御部と
を更に有することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 代替え用の容量性超音波振動子と、
前記容量性超音波振動子の前記第1の補正電圧又は前記第2の補正電圧が所定の閾値の範囲外となる場合に、該容量性超音波振動子を動作させずに、前記第1の補正電圧及び前記第2の補正電圧が所定の閾値の範囲内となる前記代替え用の容量性超音波振動子を動作させる動作制御部と
を更に有することを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。
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