JP6769358B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

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Description

本開示は、超音波診断装置の超音波プローブに関する。 The present disclosure relates to an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus.

モータなどの駆動装置を用いて、超音波振動子を揺動可能に構成した超音波診断装置の超音波プローブが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 There is known an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus in which an ultrasonic transducer can be swung by using a driving device such as a motor (see, for example, Patent Document 1).

超音波診断装置は、一般に、超音波プローブと超音波診断装置の本体とを有し、超音波プローブに配設された超音波振動子から被検体に対して超音波ビームを送信し、超音波エコーたる受信信号(以下、「超音波信号」と称する)に基づいて超音波画像を形成する。そして、上記のように、モータなどの駆動装置を用いて超音波振動子を揺動することによって、3次元の超音波画像を生成したり、種々の角度や位置で2次元の超音波画像を生成することが可能となる。 An ultrasonic diagnostic apparatus generally has an ultrasonic probe and a main body of the ultrasonic diagnostic apparatus, and transmits an ultrasonic beam to a subject from an ultrasonic transducer arranged in the ultrasonic probe to obtain ultrasonic waves. An ultrasonic image is formed based on a received signal that is an echo (hereinafter referred to as an "ultrasonic signal"). Then, as described above, by swinging the ultrasonic vibrator using a driving device such as a motor, a three-dimensional ultrasonic image can be generated, or a two-dimensional ultrasonic image can be generated at various angles and positions. It becomes possible to generate.

特開2003−339697号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-339697

ところで、かかる超音波プローブにおいては、モータ部及びモータ駆動部の動作に起因して電磁ノイズ、スイッチングノイズのノイズ要因(以下、「ノイズ」と略称する)が発生する場合が考えられる。特に、モータ駆動部(例えば、PWM駆動回路)内のスイッチング部及びモータ駆動電流を通流させる電力線は、電磁ノイズ、スイッチングノイズの伝達部となりやすく、かかる位置で発生したノイズが、超音波振動子からの超音波信号の信号線に電磁的または電気的に干渉して、超音波信号に重畳することがある。 By the way, in such an ultrasonic probe, it is conceivable that noise factors (hereinafter, abbreviated as "noise") of electromagnetic noise and switching noise are generated due to the operation of the motor unit and the motor drive unit. In particular, the switching unit in the motor drive unit (for example, PWM drive circuit) and the power line through which the motor drive current passes are likely to be transmission units for electromagnetic noise and switching noise, and the noise generated at such positions is generated by the ultrasonic transducer. It may electromagnetically or electrically interfere with the signal line of the ultrasonic signal from and superimpose on the ultrasonic signal.

特に、近年の超音波プローブにおいては、小型化要請から、超音波振動子からの超音波信号の信号線とノイズ源とが近接して配設される場合が多く、上記のようなノイズの問題が表出しやすくなっている。 In particular, in recent ultrasonic probes, due to the demand for miniaturization, the signal line of the ultrasonic signal from the ultrasonic transducer and the noise source are often arranged in close proximity, and the above-mentioned noise problem Is easier to express.

本開示は、上記問題点に鑑みなされたもので、モータ部及びモータ駆動部の動作に起因して生ずるノイズ(伝導ノイズ、電磁ノイズを含む。以下同じ)が、超音波信号に悪影響を及ぼすことを抑制し得る超音波診断装置の超音波プローブを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and noise (including conduction noise and electromagnetic noise; the same applies hereinafter) generated by the operation of the motor unit and the motor drive unit adversely affects the ultrasonic signal. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus capable of suppressing the noise.

前述した課題を解決する主たる本開示は、超音波診断装置に適用される超音波プローブであって、超音波を送受信する超音波振動子を有する振動子ユニットと、一端が前記超音波振動子に接続され、他端が前記超音波診断装置の本体側に引き出される信号線と、前記振動子ユニットを揺動させるモータ部及び前記モータ部に隣接して配設されたモータ駆動部とモータ制御部を有する駆動ユニットと、前記駆動ユニットの周囲の少なくとも前記信号線に対向する側において、前記振動子ユニット及び前記信号線との間に介在するように配設されたシールド部材と、前記振動子ユニット、前記駆動ユニット、前記信号線、及び前記シールド部材を収納する筐体と、を備える、超音波プローブである。 The main disclosure of the present disclosure that solves the above-mentioned problems is an ultrasonic probe applied to an ultrasonic diagnostic apparatus, which is an ultrasonic transducer unit having an ultrasonic vibrator that transmits and receives ultrasonic waves, and one end of which is the ultrasonic vibrator. A signal line that is connected and the other end is drawn out to the main body side of the ultrasonic diagnostic apparatus, a motor unit that swings the vibrator unit, and a motor drive unit and a motor control unit that are arranged adjacent to the motor unit. A shield member arranged so as to intervene between the vibrator unit and the signal line, at least on the side facing the signal line around the drive unit, and the vibrator unit. An ultrasonic probe comprising the drive unit, the signal line, and a housing for accommodating the shield member.

本開示に係る超音波診断装置の超音波プローブによれば、モータ部及びモータ駆動部の動作に起因して生ずるノイズが超音波信号に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。 According to the ultrasonic probe of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure, it is possible to suppress the adverse effect of noise generated by the operation of the motor unit and the motor drive unit on the ultrasonic signal.

実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図The figure which shows the appearance of the ultrasonic diagnostic apparatus which concerns on embodiment 実施形態に係る超音波診断装置の全体構成の一例を示すブロック図Block diagram showing an example of the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment 実施形態に係る超音波プローブの構成の一例を示す断面図Sectional drawing which shows an example of the structure of the ultrasonic probe which concerns on embodiment 比較例に係る超音波プローブの構成の一例を示す断面図Cross-sectional view showing an example of the configuration of the ultrasonic probe according to the comparative example. その他の実施形態に係る超音波プローブの構成の一例を示す図The figure which shows an example of the structure of the ultrasonic probe which concerns on other embodiment

(第1の実施形態)
以下、図1〜図4を参照して、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置Uの構成について説明する。
(First Embodiment)
Hereinafter, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus U according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図1は、本実施形態に係る超音波診断装置Uの外観を示す図である。図2は、本実施形態に係る超音波診断装置Uの全体構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a diagram showing the appearance of the ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present embodiment.

本実施形態に係る超音波診断装置Uは、超音波診断装置Uの本体2に超音波プローブ1が取り付けられて構成されている。尚、本体2と超音波プローブ1とは、ケーブルCを介して電気的に接続されている。 The ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present embodiment is configured by attaching the ultrasonic probe 1 to the main body 2 of the ultrasonic diagnostic apparatus U. The main body 2 and the ultrasonic probe 1 are electrically connected via a cable C.

超音波診断装置Uの本体2は、制御部21、送信駆動部22、受信処理部23、画像生成部24、操作入力部25及び表示部26等を備えている。 The main body 2 of the ultrasonic diagnostic apparatus U includes a control unit 21, a transmission drive unit 22, a reception processing unit 23, an image generation unit 24, an operation input unit 25, a display unit 26, and the like.

制御部21は、超音波診断装置Uの各部と通信して、各部を統括制御する。制御部21は、例えば、送信駆動部22を制御して、超音波プローブ1の振動子ユニット11から超音波ビームを出力させたり、受信処理部23を制御して、振動子ユニット11で生成された超音波信号の受信処理を行わせる。又、制御部21は、超音波プローブ1内の駆動ユニット12に対して、モータの駆動開始指令等を送信して、駆動ユニット12を動作させる。尚、制御部21は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を含んで構成され、プログラム制御によって各処理を実行する。 The control unit 21 communicates with each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus U and controls each unit in an integrated manner. For example, the control unit 21 controls the transmission drive unit 22 to output an ultrasonic beam from the oscillator unit 11 of the ultrasonic probe 1, or controls the reception processing unit 23 to generate the ultrasonic beam in the oscillator unit 11. The reception processing of the ultrasonic signal is performed. Further, the control unit 21 transmits a motor drive start command or the like to the drive unit 12 in the ultrasonic probe 1 to operate the drive unit 12. The control unit 21 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and executes each process by program control.

送信駆動部22は、振動子ユニット11に対して、駆動信号たる電圧パルスを送出する送信器である。送信駆動部22は、例えば、高周波パルス発振器、及びパルス設定部等を含んで構成される。 The transmission drive unit 22 is a transmitter that transmits a voltage pulse, which is a drive signal, to the oscillator unit 11. The transmission drive unit 22 includes, for example, a high-frequency pulse oscillator, a pulse setting unit, and the like.

受信処理部23は、振動子ユニット11で生成された超音波エコーに係る電気信号を受信処理する超音波受信器である。受信処理部23は、例えば、プリアンプ、AD変換部、受信ビームフォーマ、信号処理部(対数圧縮部、検波部、FFT解析部等)を含んで構成される。 The reception processing unit 23 is an ultrasonic receiver that receives and processes an electric signal related to the ultrasonic echo generated by the vibrator unit 11. The reception processing unit 23 includes, for example, a preamplifier, an AD conversion unit, a reception beam former, and a signal processing unit (logarithmic compression unit, detection unit, FFT analysis unit, etc.).

画像生成部24は、受信処理部23から取得した超音波信号に基づいて、診断用画像を生成する。 The image generation unit 24 generates a diagnostic image based on the ultrasonic signal acquired from the reception processing unit 23.

尚、本実施形態に係る超音波診断装置Uは、Bモード画像、カラードプラ画像、三次元超音波画像、又はMモード画像等の任意の超音波画像を生成するものであってよい。超音波画像を生成する際の処理の内容は、公知であるため、ここでの説明は省略する。 The ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present embodiment may generate an arbitrary ultrasonic image such as a B-mode image, a color Doppler image, a three-dimensional ultrasonic image, or an M-mode image. Since the content of the process for generating the ultrasonic image is known, the description thereof is omitted here.

操作入力部25は、例えば、キーボード又はマウス等であって、操作者が入力した操作信号を取得する。表示部26は、例えば、液晶ディスプレイ等であって、画像生成部24が生成した診断用画像を表示する。電源部27は、バッテリ等の電力源であり、超音波診断装置Uの各部に対して直流源力を供給する。 The operation input unit 25 is, for example, a keyboard or a mouse, and acquires an operation signal input by the operator. The display unit 26 is, for example, a liquid crystal display or the like, and displays a diagnostic image generated by the image generation unit 24. The power supply unit 27 is a power source such as a battery, and supplies a DC source power to each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus U.

尚、超音波診断装置Uの本体2と超音波プローブ1とは、各種配線(信号線15、電源線16等)を内蔵するケーブルCを介して接続されている。 The main body 2 of the ultrasonic diagnostic apparatus U and the ultrasonic probe 1 are connected via a cable C containing various wirings (signal line 15, power supply line 16, etc.).

図3は、本実施形態に係る超音波プローブ1の構成の一例を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment.

本実施形態では、一例として、体腔内用の振動子ユニット11を円弧状に揺動させる方式の超音波プローブ1について説明する。但し、本発明は、体表用のものや、リニア揺動方式(振動子ユニットを直線的に平行に揺動させる方式)等、他の揺動方式の超音波プローブにも適用し得るのは勿論である。 In the present embodiment, as an example, the ultrasonic probe 1 of a type in which the vibrator unit 11 for the inside of the body cavity is swung in an arc shape will be described. However, the present invention can be applied to ultrasonic probes of other swing type such as those for body surface and linear swing type (method of swinging the oscillator unit linearly in parallel). Of course.

超音波プローブ1は、振動子ユニット11、駆動ユニット12、駆動機構13、シールド部材14、シール部材17及び各種配線15、16等を備え、これらを筐体10内に収納する。 The ultrasonic probe 1 includes an oscillator unit 11, a drive unit 12, a drive mechanism 13, a shield member 14, a seal member 17, various wirings 15, 16 and the like, and these are housed in a housing 10.

筐体10は、挿入部に超音波の送受信を行う振動子ユニット11を収納し、操作者が把持するグリップ部に振動子ユニット11を揺動させる駆動ユニット12を収納する。 The housing 10 houses the vibrator unit 11 that transmits and receives ultrasonic waves in the insertion portion, and houses the drive unit 12 that swings the vibrator unit 11 in the grip portion gripped by the operator.

又、筐体10は、前面に超音波を透過する音響ウィンドウ部10aを有すると共に、収納空間内を仕切る内部フレーム10bを有している。尚、内部フレーム10bは、筐体10の収納空間の前部に、音響伝達媒体であるカップリング液を液密状態で保持するカップリング液保持部Tを形成している。 Further, the housing 10 has an acoustic window portion 10a that transmits ultrasonic waves on the front surface, and also has an internal frame 10b that partitions the inside of the storage space. The inner frame 10b forms a coupling liquid holding portion T that holds the coupling liquid, which is an acoustic transmission medium, in a liquid-tight state in the front portion of the storage space of the housing 10.

カップリング液保持部Tの内部には、振動子ユニット11がカップリング液に浸漬された状態で配設されている。一方、駆動ユニット12は、カップリング液の浸漬による電子部品の腐食や劣化やショートを防止するため、カップリング液保持部Tの外部に配設されている。そして、カップリング液保持部Tは、カップリング液が収納空間の後部に漏れ出ないように、駆動ユニット12のモータ部12aの出力軸等に、シール部材17(例えば、オイルシールやOリング)を配設した構造となっている。 The vibrator unit 11 is arranged inside the coupling liquid holding portion T in a state of being immersed in the coupling liquid. On the other hand, the drive unit 12 is arranged outside the coupling liquid holding portion T in order to prevent corrosion, deterioration, and short circuit of electronic components due to immersion of the coupling liquid. Then, the coupling liquid holding portion T has a sealing member 17 (for example, an oil seal or an O-ring) on the output shaft or the like of the motor portion 12a of the drive unit 12 so that the coupling liquid does not leak to the rear portion of the storage space. It has a structure in which

振動子ユニット11は、超音波振動子11aと、当該超音波振動子11aが上面に配設された回転体11bとを含んで構成される。 The vibrator unit 11 includes an ultrasonic vibrator 11a and a rotating body 11b on which the ultrasonic vibrator 11a is arranged on the upper surface.

超音波振動子11aは、単振動子又は振動子アレイであって、例えば、一又は複数の圧電素子が用いられる。超音波振動子11aは、電圧パルスを超音波ビームに変換して被検体内へ送出すると共に、被検体内で反射した超音波エコーを取得して電気信号に変換する。 The ultrasonic oscillator 11a is a single oscillator or an oscillator array, and for example, one or more piezoelectric elements are used. The ultrasonic vibrator 11a converts a voltage pulse into an ultrasonic beam and sends it into a subject, and at the same time, acquires an ultrasonic echo reflected in the subject and converts it into an electric signal.

超音波振動子11aには、信号線15が接続されており、超音波振動子11aは、当該信号線15を介して、本体2(受信処理部23及び送信駆動部22)との間で電気信号の授受を行う。換言すると、信号線15には、超音波振動子11aから超音波ビームを送出するための送信信号と、超音波振動子11aで取得した超音波エコーに係る受信信号(超音波信号)が通流する。尚、超音波振動子11aに接続された信号線15は、ケーブルCを介して本体2まで引き出されている。 A signal line 15 is connected to the ultrasonic oscillator 11a, and the ultrasonic oscillator 11a is electrically connected to and from the main body 2 (reception processing unit 23 and transmission drive unit 22) via the signal line 15. Send and receive signals. In other words, a transmission signal for transmitting an ultrasonic beam from the ultrasonic vibrator 11a and a reception signal (ultrasonic signal) related to the ultrasonic echo acquired by the ultrasonic vibrator 11a pass through the signal line 15. To do. The signal line 15 connected to the ultrasonic oscillator 11a is led out to the main body 2 via the cable C.

回転体11bは、軸支部13fにより揺動自在に支持されるとともに、モータ部12aから駆動機構13を介して伝達される動力によって回動する。そして、超音波振動子11aが超音波を送受信する方向の変更は、回転体11bが回動することによって行われる。 The rotating body 11b is swingably supported by the shaft support portion 13f, and is rotated by the power transmitted from the motor portion 12a via the drive mechanism 13. The direction in which the ultrasonic vibrator 11a transmits and receives ultrasonic waves is changed by the rotation of the rotating body 11b.

駆動ユニット12は、モータ部12a、モータ駆動部12b、及びモータ制御部12cを含んで構成される。また、モータ制御部12cには、ノイズ除去フィルタ12dが設置されている(図示は省略)。なお、モータ駆動部12b、及びモータ制御部12cは、一体構成になっていても構わない。 The drive unit 12 includes a motor unit 12a, a motor drive unit 12b, and a motor control unit 12c. Further, a noise removal filter 12d is installed in the motor control unit 12c (not shown). The motor drive unit 12b and the motor control unit 12c may be integrally configured.

モータ部12aは、振動子ユニット11を揺動するための駆動力を生成する。モータ部12aとしては、例えば、ステッピングモータ、DCモータやサーボモータ等が用いられる。 The motor unit 12a generates a driving force for swinging the oscillator unit 11. As the motor unit 12a, for example, a stepping motor, a DC motor, a servo motor, or the like is used.

モータ駆動部12bは、モータ部12aを駆動するためのモータ駆動電流を生成するドライバである。モータ駆動部12bは、例えば、電源線16を介して取得する直流電力からモータ部12を駆動する駆動電流を生成するドライバ回路等を含んで構成される。なお、モータを駆動する駆動電流は、エネルギーロスの少ない方法であるPWM方式により所望の電流値に制御される。 The motor drive unit 12b is a driver that generates a motor drive current for driving the motor unit 12a. The motor drive unit 12b includes, for example, a driver circuit that generates a drive current for driving the motor unit 12 from DC power acquired via the power supply line 16. The drive current for driving the motor is controlled to a desired current value by the PWM method, which is a method with less energy loss.

モータ制御部12cは、超音波診断装置からの命令信号を受けて、超音波振動子ユニットが所望の動作をするように、モータ駆動部12bを制御するマイクロコントローラ等を含んで構成される。モータ制御部12cは、例えば、ステッピングモータには、モータ駆動部12bに対応したパルス列を生成して、モータ駆動部12bに前記パルス列を与えて、モータを駆動する。また、揺動タイミングに合せて、他のデバイスに対して通信を行ったり、超音波診断装置に位置に関する信号などを返したりする機能も有する。 The motor control unit 12c includes a microcontroller and the like that control the motor drive unit 12b so that the ultrasonic oscillator unit performs a desired operation in response to a command signal from the ultrasonic diagnostic apparatus. For example, the motor control unit 12c generates a pulse train corresponding to the motor drive unit 12b in the stepping motor, and gives the pulse train to the motor drive unit 12b to drive the motor. It also has a function of communicating with other devices and returning a signal regarding the position to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the swing timing.

ノイズ除去フィルタ12dは、モータ駆動部12bと電源線16の間の電路に介在して、モータ駆動部12bで発生する伝導ノイズ(ノーマルモードノイズまたはコモンモードノイズ)が電源線16側に伝達することを防止する。換言すると、電源線16からモータ駆動部12bへの電力供給は、ノイズ除去フィルタ12dを介して行われる。尚、ノイズ除去フィルタ12dとしては、例えば、チョークコイル等を含んで構成されるローパスフィルタが用いられる。コモンモードノイズが主体的な場合は、コモンモードチョークコイルなどを用いられる。なお、電源線16から信号線15への干渉が少ない場合は、ノイズ除去フィルタ12dを省くこともできる。 The noise removal filter 12d is interposed in the electric path between the motor drive unit 12b and the power supply line 16, and the conduction noise (normal mode noise or common mode noise) generated in the motor drive unit 12b is transmitted to the power supply line 16 side. To prevent. In other words, the power supply from the power supply line 16 to the motor drive unit 12b is performed via the noise reduction filter 12d. As the noise removing filter 12d, for example, a low-pass filter including a choke coil or the like is used. When common mode noise is the main component, a common mode choke coil or the like is used. If the interference from the power supply line 16 to the signal line 15 is small, the noise removal filter 12d can be omitted.

駆動機構13は、モータ部12aで生成された回転動力を振動子ユニット11に対して伝達する。より詳細には、駆動機構13は、モータ部12aの出力軸と連結する締結部材13a、締結部材13aと連結するモータ側プーリ13b、軸支部13fと連結する振動子側プーリ13e、モータ側プーリ13bと振動子側プーリ13eの間に介在する中間プーリ13c、これらのプーリ13b、13c、13eの周囲に引っ掛けられたワイヤ13d、及び、軸支部13f等を有している。 The drive mechanism 13 transmits the rotational power generated by the motor unit 12a to the vibrator unit 11. More specifically, the drive mechanism 13 includes a fastening member 13a connected to the output shaft of the motor portion 12a, a motor-side pulley 13b connected to the fastening member 13a, an oscillator-side pulley 13e connected to the shaft support portion 13f, and a motor-side pulley 13b. It has an intermediate pulley 13c interposed between the vibrator and the vibrator side pulley 13e, a wire 13d hooked around these pulleys 13b, 13c, 13e, a shaft support portion 13f, and the like.

駆動機構13においては、モータ部12aで生成された回転動力は、締結部材13a、モータ側プーリ13b、ワイヤ13d、振動子側プーリ13e、軸支部13fの順に伝達される。これによって、軸支部13fに軸支された振動子ユニット11の回転体11bが回動する。 In the drive mechanism 13, the rotational power generated by the motor portion 12a is transmitted in the order of the fastening member 13a, the motor side pulley 13b, the wire 13d, the vibrator side pulley 13e, and the shaft support portion 13f. As a result, the rotating body 11b of the vibrator unit 11 pivotally supported by the shaft support portion 13f rotates.

尚、モータ部12aの出力軸又は締結部材13aの素材は、より好適には、当該モータ部12aと超音波振動子11aとの間を電気的に絶縁する絶縁性の素材を少なくとも一部に用いる。これによって、電磁的な伝導ノイズが、モータ部12aの出力軸を介して、超音波振動子11aからの信号を伝える信号線15に伝達することが抑制される。 More preferably, as the material of the output shaft or the fastening member 13a of the motor portion 12a, at least a part of an insulating material that electrically insulates between the motor portion 12a and the ultrasonic vibrator 11a is used. .. As a result, electromagnetic conduction noise is suppressed from being transmitted to the signal line 15 that transmits the signal from the ultrasonic vibrator 11a via the output shaft of the motor unit 12a.

筐体10内に収納された各種配線15、16としては、超音波信号を伝送する信号線15、モータ駆動部12bに直流電力を供給する電源線16、モータ駆動部12bのグラウンドを確保するグラウンド線(図示せず)、及び、モータ駆動部12bに対して駆動開始指令等を送信するための制御用信号線(図示せず)が含まれる。これらの配線は、筐体10内から引き出され、本体2のコネクタ(図示せず)に接続されたケーブルC内に収納されている。 The various wirings 15 and 16 housed in the housing 10 include a signal line 15 for transmitting an ultrasonic signal, a power supply line 16 for supplying DC power to the motor drive unit 12b, and a ground for securing the ground for the motor drive unit 12b. A line (not shown) and a control signal line (not shown) for transmitting a drive start command or the like to the motor drive unit 12b are included. These wirings are drawn out from the inside of the housing 10 and housed in the cable C connected to the connector (not shown) of the main body 2.

電源線16は、一端がノイズ除去フィルタ12dに接続され、本体2の電源部27からモータ駆動部12bに直流電力を供給する。尚、制御用信号線は、本体2(制御部21)からモータ駆動部12b(例えば、マイコン)に対して駆動開始指令等のパルス信号を送信するための信号線であって、ドライバ回路の駆動電流(PWM信号)等のパルス信号を通流させるものではない。 One end of the power supply line 16 is connected to the noise reduction filter 12d, and DC power is supplied from the power supply unit 27 of the main body 2 to the motor drive unit 12b. The control signal line is a signal line for transmitting a pulse signal such as a drive start command from the main body 2 (control unit 21) to the motor drive unit 12b (for example, a microcomputer), and drives the driver circuit. It does not allow a pulse signal such as an electric current (PWM signal) to pass through.

図4は、比較例に係る超音波プローブ1の構成の一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the ultrasonic probe 1 according to the comparative example.

比較例に係る超音波プローブ1は、従来技術に係る超音波プローブ1であって、モータ駆動部12bから発生するノイズが超音波振動子(図示せず)に到達することを防止するため、モータ駆動部12bを本体2側に配設する構成となっている。尚、図4では、理解を容易にするため、図3の超音波プローブ1の構成と対応するように符号を付している。 The ultrasonic probe 1 according to the comparative example is the ultrasonic probe 1 according to the prior art, and is a motor in order to prevent noise generated from the motor drive unit 12b from reaching the ultrasonic vibrator (not shown). The drive unit 12b is arranged on the main body 2 side. In FIG. 4, reference numerals are given so as to correspond to the configuration of the ultrasonic probe 1 in FIG. 3 for easy understanding.

しかしながら、比較例に係る超音波プローブ1の構成の場合、超音波プローブ1と本体2とを結ぶケーブルC内には、超音波信号を伝送する信号線15に加えて、モータ部12aに対してモータ駆動電流を送出する電力線(以下、「モータ駆動線」と称する)19が配設されることになる。そして、当該モータ駆動線19は、筐体10内にも引き回されることになる。その結果、モータ駆動電流のPWMのスイッチングに起因して発生する電磁ノイズが、ケーブルC内及び筐体10内で、超音波信号に対して飛び移ってしまうという問題が生ずる。従来技術に係る超音波プローブ1においては、これに対しては、モータ駆動電流をPWMではなくリニアに電流を制御方法がとられている。しかし、これは、回路のサイズが大きくなるのと、PWMより効率が悪くなり大きな熱が発生するため、本発明の小型化で超音波プローブの筐体内に設置することは実現性がない。 However, in the case of the configuration of the ultrasonic probe 1 according to the comparative example, in the cable C connecting the ultrasonic probe 1 and the main body 2, in addition to the signal line 15 for transmitting the ultrasonic signal, with respect to the motor unit 12a. A power line (hereinafter, referred to as “motor drive line”) 19 for transmitting a motor drive current will be arranged. Then, the motor drive line 19 is also routed inside the housing 10. As a result, there arises a problem that electromagnetic noise generated due to PWM switching of the motor drive current jumps with respect to the ultrasonic signal in the cable C and the housing 10. In the ultrasonic probe 1 according to the prior art, a method of linearly controlling the motor drive current instead of PWM is adopted for this. However, this is not feasible to install in the housing of the ultrasonic probe due to the miniaturization of the present invention because the size of the circuit becomes large and the efficiency becomes lower than that of PWM and a large amount of heat is generated.

本実施形態に係る超音波プローブ1は、ノイズ抑制要請と小型化要請に鑑みて、モータ駆動部12bとモータ制御部cとをモータ部12aと隣接して筐体10内に配設するとともに、シールド部材14にて、これらの全周囲を囲繞する構成を有する。換言すると、シールド部材14は、駆動ユニット12の全周囲を囲繞して、駆動ユニット12を一体化部品として構成する。 In the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment, in view of the noise suppression request and the miniaturization request, the motor drive unit 12b and the motor control unit c are arranged adjacent to the motor unit 12a in the housing 10. The shield member 14 has a structure that surrounds all the periphery thereof. In other words, the shield member 14 surrounds the entire circumference of the drive unit 12 to form the drive unit 12 as an integrated component.

つまり、モータ部12a、モータ駆動部12b、モータ制御部12c、及びモータ駆動線等から発生する電磁ノイズは、シールド部材14によって、超音波振動子11a又は信号線15に到達することなく遮蔽されることになる。 That is, the electromagnetic noise generated from the motor unit 12a, the motor drive unit 12b, the motor control unit 12c, the motor drive line, and the like is shielded by the shield member 14 without reaching the ultrasonic vibrator 11a or the signal line 15. It will be.

尚、シールド部材14は、電磁ノイズを完全に遮蔽するべく、より好適には、駆動ユニット12(ノイズ除去フィルタ12dも含む)の全周囲を隙間なく囲繞するように配設する。但し、シールド部材14は、少なくとも、駆動ユニット12の周囲の振動子ユニット11に対向する側及び信号線15に対向する側において、振動子ユニット11及び信号線15との間に介在するように配設されればよい。 The shield member 14 is more preferably arranged so as to surround the entire circumference of the drive unit 12 (including the noise removal filter 12d) without a gap in order to completely shield the electromagnetic noise. However, the shield member 14 is arranged so as to be interposed between the vibrator unit 11 and the signal line 15 at least on the side facing the vibrator unit 11 and the side facing the signal line 15 around the drive unit 12. It should be set.

又、シールド部材14は、より好適には、モータ部12a及びモータ駆動部12bと少なくとも一部が接触するように配設する。これによって、モータ部12a及びモータ駆動部12bで発生する熱を効果的に分散、放熱し、モータ部12a及びモータ駆動部12bの熱による劣化を防止することができる。なお、モータ部12a及びモータ駆動部12bとの接触は、熱伝導シートなどの熱伝導率の大きな部材を介して、熱的な接触をするようにしてもよい。 Further, more preferably, the shield member 14 is arranged so that at least a part of the shield member 14 comes into contact with the motor portion 12a and the motor drive portion 12b. As a result, the heat generated by the motor unit 12a and the motor drive unit 12b can be effectively dispersed and dissipated, and deterioration of the motor unit 12a and the motor drive unit 12b due to heat can be prevented. The contact between the motor unit 12a and the motor drive unit 12b may be made thermal contact via a member having a large thermal conductivity such as a heat conductive sheet.

又、シールド部材14の素材としては、より好適には、モータ部12aを駆動するPWM信号のスイッチングノイズ等に対応する周波数領域(例えば、10kHzから100kHz程度)の電磁ノイズに対する遮蔽効果が高い鉄材を用いる。但し、鉄材に代えて、アルミ材等が用いられてもよい。 Further, as the material of the shield member 14, more preferably, an iron material having a high shielding effect against electromagnetic noise in a frequency region (for example, about 10 kHz to 100 kHz) corresponding to switching noise of the PWM signal driving the motor unit 12a is used. Use. However, instead of the iron material, an aluminum material or the like may be used.

又、本実施形態に係る超音波プローブ1においては、ケーブルC内に、モータ駆動電流が通流するモータ駆動線が通流する配線を設けない構成としているため、ケーブルC内で、信号線15を伝送する超音波信号に対して伝導ノイズや電磁ノイズが重畳することも防止される。加えて、本実施形態に係る超音波プローブ1においては、ノイズ除去フィルタ12dによって、モータ駆動部12bから電源線16に伝達する伝導ノイズも抑制されるため、ケーブルC内に配設される電源線16を介して電磁ノイズが信号線15に飛び移ることも防止される。 Further, in the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment, since the cable C is not provided with the wiring through which the motor drive line through which the motor drive current passes, the signal line 15 is provided in the cable C. It is also possible to prevent conduction noise and electromagnetic noise from being superimposed on the ultrasonic signal transmitted through the cable. In addition, in the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment, the noise reduction filter 12d also suppresses the conduction noise transmitted from the motor drive unit 12b to the power supply line 16, so that the power supply line arranged in the cable C is also suppressed. It is also possible to prevent electromagnetic noise from jumping to the signal line 15 via 16.

以上、本実施形態に係る超音波プローブ1によれば、モータ駆動部12bをモータ部12aと隣接して筐体10内に配設するとともに、シールド部材14にて、これらの全周囲を囲繞する構成を有する。従って、本実施形態に係る超音波プローブ1によれば、小型化を図りつつ、モータ部12a及びモータ駆動部12bの動作に起因して生ずるノイズが超音波信号に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。 As described above, according to the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment, the motor drive unit 12b is arranged in the housing 10 adjacent to the motor unit 12a, and the shield member 14 surrounds all the periphery thereof. Has a configuration. Therefore, according to the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress adverse effects of noise generated by the operation of the motor unit 12a and the motor drive unit 12b on the ultrasonic signal while reducing the size. Can be done.

又、本実施形態に係る超音波プローブ1によれば、駆動ユニット12を一体化部品として構成することができるため、駆動ユニット12の着脱を自在に行うことも可能となる。 Further, according to the ultrasonic probe 1 according to the present embodiment, since the drive unit 12 can be configured as an integrated component, the drive unit 12 can be freely attached and detached.

(その他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.

図5は、その他の実施形態に係る超音波プローブ1の構成の一例を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the ultrasonic probe 1 according to another embodiment.

上記実施形態では、超音波プローブ1の一例として、3次元画像用の体腔内用プローブを示したが、図5に示す体表用超音波プローブや、その他の任意のプローブに適用し得るのは勿論である。 In the above embodiment, an intrabody cavity probe for a three-dimensional image is shown as an example of the ultrasonic probe 1, but the ultrasonic probe for the body surface shown in FIG. 5 and any other probe can be applied. Of course.

又、上記実施形態では、超音波プローブ1の一例として、駆動ユニット12を用いて、振動子ユニット11を走査する機械走査式の構成を示したが、振動子ユニット11の振動子アレイを電気的に走査する電子走査式と併用する構成であってもよいのは勿論である。 Further, in the above embodiment, as an example of the ultrasonic probe 1, a mechanical scanning type configuration in which the vibrator unit 11 is scanned by using the drive unit 12 is shown, but the vibrator array of the vibrator unit 11 is electrically operated. Of course, it may be configured to be used in combination with the electronic scanning type that scans.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.

本開示に係る超音波診断装置の超音波プローブによれば、モータ部及びモータ駆動部の動作に起因して生ずるノイズが、超音波信号に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。 According to the ultrasonic probe of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure, it is possible to suppress that noise generated by the operation of the motor unit and the motor drive unit adversely affects the ultrasonic signal.

U 超音波診断装置
1 超音波プローブ
2 本体
10 筐体
11 振動子ユニット
12 駆動ユニット
13 駆動機構
14 シールド部材
15 信号線
16 電源線
17 シール部材
21 制御部
22 送信駆動部
23 受信処理部
24 画像生成部
25 操作入力部
26 表示部
27 電源部
U Ultrasonic diagnostic device 1 Ultrasonic probe 2 Main body 10 Housing 11 Oscillator unit 12 Drive unit 13 Drive mechanism 14 Shield member 15 Signal line 16 Power line 17 Seal member 21 Control unit 22 Transmission drive unit 23 Reception processing unit 24 Image generation Section 25 Operation input section 26 Display section 27 Power supply section

Claims (9)

超音波診断装置に適用される超音波プローブであって、
超音波を送受信する超音波振動子を有する振動子ユニットと、
一端が前記超音波振動子に接続され、他端が前記超音波診断装置の本体側に引き出される信号線と、
前記振動子ユニットを揺動させるモータ部及び前記モータ部に隣接して配設されたモータ駆動部とモータ制御部を有する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットの周囲の少なくとも前記振動子ユニットに対向する側及び前記信号線に対向する側において、前記振動子ユニット及び前記信号線との間に介在するように配設されたシールド部材と、
前記振動子ユニット、前記駆動ユニット、前記信号線、及び前記シールド部材を収納する筐体と、
を備える、超音波プローブ。
An ultrasonic probe applied to ultrasonic diagnostic equipment.
An oscillator unit that has an ultrasonic oscillator that transmits and receives ultrasonic waves,
A signal line having one end connected to the ultrasonic oscillator and the other end drawn to the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus.
A motor unit that swings the oscillator unit, a drive unit having a motor drive unit and a motor control unit arranged adjacent to the motor unit, and a drive unit.
A shield member arranged so as to be interposed between the vibrator unit and the signal line at least on the side facing the vibrator unit and the side facing the signal line around the drive unit.
A housing for accommodating the oscillator unit, the drive unit, the signal line, and the shield member,
Equipped with an ultrasonic probe.
前記シールド部材は、前記駆動ユニットの全周囲を囲繞するように配設される、
請求項1に記載の超音波プローブ。
The shield member is arranged so as to surround the entire circumference of the drive unit.
The ultrasonic probe according to claim 1.
前記シールド部材は、少なくとも一部が前記モータ部及び前記モータ駆動部と接触するように配設される、
請求項1又は2に記載の超音波プローブ。
The shield member is arranged so that at least a part thereof comes into contact with the motor portion and the motor drive portion.
The ultrasonic probe according to claim 1 or 2.
前記シールド部材は、鉄材を含んで構成される、
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。
The shield member is composed of an iron material.
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 3.
前記筐体は、収納空間内に、カップリング液を液密状態で保持するカップリング液収容部を有し、
前記振動子ユニットは、前記カップリング液収容部の内部に配設され、
前記駆動ユニットは、前記カップリング液収容部の外部に配設される、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
The housing has a coupling liquid accommodating portion for holding the coupling liquid in a liquid-tight state in a storage space.
The oscillator unit is disposed inside the coupling liquid accommodating portion.
The drive unit is arranged outside the coupling liquid accommodating portion.
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 4.
前記駆動ユニットは、前記モータ駆動部と前記モータ制御部に電力供給する電源線との間の電路に配設されたノイズ除去フィルタ、
を更に備える、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
The drive unit is a noise reduction filter arranged in an electric circuit between the motor drive unit and a power supply line that supplies power to the motor control unit.
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 5, further comprising.
前記モータ部の出力軸又は当該出力軸と締結する締結部材は、前記振動子ユニットと前記モータ部との間を電気的に絶縁する絶縁素材を含んで構成される、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
The output shaft of the motor unit or the fastening member to be fastened to the output shaft is configured to include an insulating material that electrically insulates between the oscillator unit and the motor unit.
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 6.
前記モータ駆動部は、モータ駆動電流を生成するドライバ回路と、前記ドライバ回路を駆動するためのPWM方式のスイッチング回路と、を含んで構成される、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
The motor drive unit includes a driver circuit that generates a motor drive current and a PWM switching circuit for driving the driver circuit.
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 7.
前記モータ制御部は、前記ドライバ回路に駆動信号を与え、かつ、前記超音波診断装置の本体とやり取りを行う、マイクロコントローラを含んで構成される、
請求項8に記載の超音波プローブ。
The motor control unit includes a microcontroller that gives a drive signal to the driver circuit and exchanges with the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus.
The ultrasonic probe according to claim 8.
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