WO2017154534A1 - 超音波プローブ、超音波測定装置、及び超音波測定方法 - Google Patents

超音波プローブ、超音波測定装置、及び超音波測定方法 Download PDF

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WO2017154534A1
WO2017154534A1 PCT/JP2017/006092 JP2017006092W WO2017154534A1 WO 2017154534 A1 WO2017154534 A1 WO 2017154534A1 JP 2017006092 W JP2017006092 W JP 2017006092W WO 2017154534 A1 WO2017154534 A1 WO 2017154534A1
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WO
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ultrasonic
bias voltage
reception
output
voltage
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Application number
PCT/JP2017/006092
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English (en)
French (fr)
Inventor
次郎 鶴野
Original Assignee
セイコーエプソン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic probe, an ultrasonic measurement device, an ultrasonic measurement method, and the like.
  • an ultrasonic measurement device used in a puncturing operation for inserting a puncture needle into a living body is known.
  • an ultrasonic probe is brought into contact with a living body, and an internal tomographic image of the living body is acquired and displayed by ultrasonic measurement using the ultrasonic probe.
  • the practitioner can perform the puncturing operation while observing the displayed internal tomographic image.
  • the practitioner needs to adjust the position and angle of the ultrasonic probe with one hand while observing the monitor, and further insert the puncture needle into the living body with the other hand. There was complicated work.
  • an ultrasonic device that reduces such a complicated puncturing operation is known (see, for example, Patent Document 1).
  • An ultrasonic probe of an ultrasonic measurement device described in Patent Document 1 includes a probe in which a plurality of transducers are arranged, a puncture needle guide provided with a guide hole through which the puncture needle is inserted, and the puncture needle guide. And a support arm that is rotatably supported and fixed to the probe. In such a configuration, the support arm is rotated so that the puncture needle is positioned on the extension in the arrangement direction of the plurality of transducers. Thereby, the puncture hole held by the puncture needle guide is reflected in the internal tomographic image acquired by the ultrasonic probe. Therefore, it becomes easy to confirm the puncture needle with the internal tomographic image, and the labor of the puncture work is reduced.
  • An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe, an ultrasonic measurement device, and an ultrasonic measurement method that can reduce the labor of a puncturing operation, and in the following modes or application examples that can achieve the object Will be explained.
  • An ultrasonic probe of one application example includes a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array along a first direction and a second direction intersecting the first direction, and the ultrasonic probe along the first direction.
  • a common electrode wiring that connects each of the ultrasonic transducers, a drive electrode wiring that connects each of the ultrasonic transducers along the second direction, and a bias voltage output unit that outputs a bias voltage to the common electrode wiring;
  • the bias voltage output unit includes a voltage switching unit that switches between a first bias voltage that enables reception of ultrasonic waves and a second bias voltage that disables reception of ultrasonic waves.
  • each of the ultrasonic transducers along the first direction among the ultrasonic transducers arranged in an array along the first direction and the second direction is connected by the common electrode wiring, Each of the ultrasonic transducers along the two directions is connected by the drive electrode wiring.
  • the voltage output unit is configured to enable reception of ultrasonic waves to an ultrasonic transducer that performs reception (acquires a received signal) in ultrasonic reception processing for receiving ultrasonic waves in an ultrasonic probe.
  • the first bias voltage is output, and a second bias voltage that disables reception is output to an ultrasonic transducer that does not perform reception (acquires no reception signal).
  • the first bias voltage is output to the ultrasonic transducer corresponding to the position (measurement region) where the cross-sectional structure of the object is to be measured, and the second bias is applied to the other ultrasonic transducers. Voltage is output.
  • the ultrasonic transducer corresponding to a region other than the measurement region has low reception sensitivity and a small received signal to be output.
  • the ultrasonic transducer corresponding to the measurement region has high reception sensitivity, and a reception signal corresponding to the internal tomographic structure can be preferably obtained.
  • the ultrasonic probe by switching the common electrode wiring that outputs the first bias voltage and the second bias voltage, among the ultrasonic transducers arranged in the two-dimensional array structure, the ultrasonic probe corresponding to the measurement region is selected.
  • Ultrasonic measurement (ultrasonic transmission processing and ultrasonic reception processing) can be performed with the acoustic transducer. For example, by outputting a first bias voltage to the common electrode wiring corresponding to the first measurement region and outputting a second bias voltage to the other common electrode wiring, the internal tomographic structure corresponding to the first measurement region can be obtained. It can be measured.
  • the bias voltage is output so that the first bias voltage is output to the common electrode wiring corresponding to the second measurement region different from the first measurement region, and the second bias voltage is output to the other common electrode wiring.
  • the internal tomographic structure corresponding to the second measurement region can be measured.
  • the practitioner can measure the internal tomographic structure at a plurality of positions without adjusting the position and angle of the ultrasonic probe, so that the efficiency of the puncturing operation can be improved.
  • the position of the puncture needle can be easily acquired. Therefore, the load of the puncturing operation can be drastically reduced, and the practitioner can concentrate on the operation of the puncture needle, which can dramatically improve the puncture success rate.
  • An ultrasonic measurement apparatus includes an ultrasonic probe and a control unit that controls the ultrasonic probe, and the ultrasonic probe intersects a first direction and the second direction.
  • a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array along the direction, a common electrode wiring connecting each of the ultrasonic transducers along the first direction, and the ultrasonic waves along the second direction
  • a drive electrode wiring for connecting each of the transducers; and a bias voltage output unit for outputting a bias voltage to the common electrode wiring, wherein the bias voltage output unit is configured to enable reception of ultrasonic waves.
  • a voltage switching unit that switches between the second bias voltage that disables the reception of the ultrasonic wave.
  • the ultrasonic measurement apparatus includes the ultrasonic probe as described above and a control unit that controls the ultrasonic probe.
  • the internal tomographic structure corresponding to a plurality of positions can be easily measured by switching the common electrode wiring that outputs the bias voltage in the ultrasonic probe by the control unit. Therefore, similarly to the above application example, it is possible to reduce the labor of the practitioner in the puncturing operation, and it is possible to improve the efficiency of the puncturing operation and improve the puncture success rate.
  • the control unit in the ultrasonic transmission process in which the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic probe, the control unit outputs the first bias voltage to the common electrode wiring.
  • Transmission control means for outputting a drive voltage to a number of the drive electrode wirings, and an ultrasonic reception process for receiving the ultrasonic waves by the ultrasonic probe, wherein the first number of the common electrode wirings is the first A bias voltage is output, the second bias voltage is output to the other common electrode wiring, and the driving voltage is output from the first number of the driving electrode wirings output in the ultrasonic transmission processing.
  • a reception control means for acquiring a reception signal.
  • the control unit includes a transmission control unit and a reception control unit.
  • the transmission control means selects the wiring (drive electrode wiring, common electrode wiring) that outputs the driving voltage and the first bias voltage, performs the ultrasonic transmission processing, and the reception control means includes the first bias voltage and the second bias.
  • a common electrode wiring that outputs a voltage is selected, and ultrasonic reception processing is performed. Thereby, the ultrasonic measurement with respect to the desired measurement region as described above can be appropriately performed.
  • the transmission control unit outputs the drive voltage to the first number of the drive electrode wirings adjacent along the first direction.
  • the transmission control unit outputs a drive voltage to the first number of drive electrode wirings adjacent along the first direction.
  • the ultrasonic wave is transmitted in a region other than the region (measurement region) where measurement is desired. In this case, the measurement accuracy is lowered by receiving the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted outside the measurement region.
  • the drive voltage is output to the first number of drive electrode wirings corresponding to the measurement region instead of all the drive electrode wirings.
  • a drive voltage can be output to the drive electrode wiring corresponding to the measurement region at a predetermined interval (for example, every other one). The sound pressure of ultrasonic waves will decrease.
  • the drive voltage is output to the first number of drive electrode wirings adjacent to each other, a decrease in the sound pressure of the ultrasonic waves can be suppressed.
  • the reception control unit outputs the first bias voltage to the second number of the common electrode wirings adjacent along the second direction.
  • the reception control unit outputs the first bias voltage to the second number of common electrode lines adjacent in the second direction.
  • the first bias voltage is output to all the common electrode wirings arranged along the second direction. Then, the received signal from the ultrasonic transducer at a position shifted along the second direction from the measurement position (measurement region) of the internal tomographic structure to be measured is mixed, and measurement for the desired internal tomographic structure is performed. Accuracy is reduced.
  • the reception signals from the second number of ultrasonic transducers corresponding to the measurement region can be acquired, the reception signal that decreases the measurement accuracy is not mixed, and the measurement accuracy is improved. Improvements can be made.
  • the transmission control unit switches the drive electrode wiring that outputs the drive voltage along the first direction, and the predetermined number of the ultrasonic transformers arranged in the first direction.
  • the scanning process for transmitting the ultrasonic wave from the reducer is performed a plurality of times, and the reception control unit passes the common electrode wiring that outputs the first bias voltage along the second direction every time the scanning process is completed. It is preferable to switch.
  • a scanning process for sequentially driving a first number of ultrasonic transducers arranged in the first direction by switching the drive electrode wiring that outputs the drive voltage along the first direction is performed. Conduct multiple times.
  • the ultrasonic wave reception process is performed at every switching timing of the drive voltage to the drive electrode line, it is possible to measure one internal tomographic structure along the first direction by one scan process ( In the case of imaging the internal tomographic structure, one internal tomographic image can be formed).
  • the common electrode wiring that outputs the first bias voltage is moved in the second direction, so that the other internal parts lined up in the second direction are arranged. The fault structure can be measured. Therefore, each time the scanning process is completed, the common electrode wiring that outputs the first bias voltage is sequentially moved along the second direction, so that a plurality of internal tomographic structures can be measured.
  • the control unit forms an internal tomographic image of an object based on a reception signal output from the ultrasonic transducer from which the first bias voltage is output.
  • the image forming unit forms an internal tomographic image of the object based on the measurement result of ultrasonic measurement (the time from the transmission timing of the ultrasonic wave to the reception timing of the reception signal). Thereby, a plurality of internal tomographic images along the first direction and aligned in the second direction can be acquired.
  • the ultrasonic measurement method includes a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array along a first direction and a second direction intersecting the first direction, and the ultrasonic transducer is arranged along the first direction.
  • the bias voltage output unit includes a voltage switching unit that switches between a first bias voltage that enables reception of ultrasonic waves and a second bias voltage that disables reception of ultrasonic waves.
  • An ultrasonic measurement method using a probe wherein the first bias voltage is output to the common electrode wiring, and the driving voltage is output to a first number of the driving electrode wirings. Transmitting the first bias voltage to the second number of the common electrode wirings, outputting the second bias voltage to the other common electrode wirings, and driving the driving in the ultrasonic transmission step. And performing an ultrasonic wave reception step of acquiring a reception signal output from the first number of the drive electrode wirings to which a voltage is output.
  • the ultrasonic transducer for acquiring the reception signal is switched, and the measurement region can be switched. Therefore, it is possible to perform ultrasonic measurement on a plurality of locations with respect to the object without adjusting the position and angle of the ultrasonic probe.
  • a plurality of ultrasonic transducers arranged in an array along a first direction and a second direction intersecting the first direction, and the ultrasonic along the first direction
  • a common electrode wiring that connects each of the ultrasonic transducers, a drive electrode wiring that connects each of the ultrasonic transducers along the second direction, and a bias voltage output unit that outputs a bias voltage to the common electrode wiring
  • the bias voltage output unit includes a voltage source that outputs the bias voltage, and a connection switching unit that switches connection and disconnection with the common electrode wiring.
  • the connection switching unit is connected to the common electrode wiring connected to the ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves and the bias voltage output unit during ultrasonic transmission, and does not transmit ultrasonic waves.
  • the connection between the common electrode wiring connected to the transducer and the bias voltage output unit is disconnected.
  • the common electrode wiring that does not transmit ultrasonic waves is floated, even if a driving voltage is output to the driving electrode wiring, the ultrasonic transducer is not driven and ultrasonic waves are not transmitted. Therefore, since ultrasonic waves are transmitted to the measurement region and ultrasonic waves are not transmitted to other regions, it is possible to accurately acquire a reception signal corresponding to the internal tomographic structure for the measurement region.
  • the practitioner can reduce the trouble of adjusting the position and angle of the ultrasonic probe, improve the efficiency of the puncture work and improve the puncture success rate. Can be planned.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic measurement apparatus according to a first embodiment.
  • 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to a first embodiment.
  • the top view which shows schematic structure of the ultrasonic sensor of 1st embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic sensor when the line AA in FIG. 4 is cut.
  • the block diagram which shows the outline of the circuit structure of the ultrasonic probe of 1st embodiment.
  • the figure which shows the relationship between a 1st bias voltage and a 2nd bias voltage.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic measurement apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the ultrasonic measurement apparatus 1 according to the present embodiment controls an ultrasonic probe 2 that is fixed to an object (a living body X in the present embodiment), and the ultrasonic probe 2 to control the living body X.
  • the ultrasonic measurement apparatus 1 can be suitably used when performing a puncturing operation in which, for example, the puncture needle 11 (see FIG. 8) is inserted into a predetermined organ (for example, a blood vessel) in a living body.
  • a puncturing operation in which, for example, the puncture needle 11 (see FIG. 8) is inserted into a predetermined organ (for example, a blood vessel) in a living body.
  • the ultrasonic measurement device 1 is used for the puncture operation will be described as an example.
  • the ultrasonic measurement device 1 is not limited to the puncture operation, and an ultrasonic diagnosis is performed on the position of the affected part of the living body X.
  • the ultrasonic probe 2 in the puncturing operation, the ultrasonic probe 2 is fixed at the position of the affected part where puncture is desired in the living body, and ultrasonic transmission processing for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic probe 2 into the living body, and in vivo An ultrasonic reception process for receiving the reflected ultrasonic waves is performed. Then, the ultrasonic probe 2 outputs a reception signal obtained by the ultrasonic reception processing to the control unit 3, and the control unit 3 forms an internal tomographic image in the living body based on the reception signal and displays it on the display unit 4.
  • the practitioner can efficiently perform the puncturing operation while confirming (observing) the internal tomographic image displayed on the display unit 4.
  • each configuration of the ultrasonic measurement apparatus 1 of the present embodiment will be described in detail.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the ultrasonic probe 2 of the first embodiment.
  • the ultrasonic probe 2 of the present embodiment includes a housing 21, an ultrasonic sensor 22 housed in the housing 21, and a circuit board 25 (see FIG. 6).
  • the ultrasonic probe 2 is connected to the control unit 3 through, for example, a signal cable 211, and the ultrasonic probe 2 and the control unit 3 are connected to be communicable.
  • the housing 21 is a box-shaped member having a rectangular shape in a plan view, for example, and houses the ultrasonic sensor 22 and the circuit board 25 therein.
  • the casing 21 is provided with a sensor window 212A on one surface (sensor surface 212) facing the living body X, and the ultrasonic sensor 22 is provided on the sensor window 212A so as to face the outside (the living body X side). It has been.
  • the ultrasonic probe 2 is fixed to the living body X with an adhesive layer (not shown).
  • an acoustic matching agent such as a gel is filled between the ultrasonic sensor 22 exposed from the sensor window 212A and the living body X, so that the ultrasonic wave is efficiently propagated between the ultrasonic sensor 22 and the living body X. Is called.
  • FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the ultrasonic sensor 22 of the present embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view of a part of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of the ultrasonic sensor 22 taken along the line AA in FIG. 3 and 4, the display of the sealing plate 222 is omitted.
  • the ultrasonic sensor 22 has an array region 22A, a drive terminal region 22B, and a common terminal region 22C.
  • the ultrasonic sensor 22 as described above includes, for example, an element substrate 221, a sealing plate 222, an acoustic matching layer 223, and the like as shown in FIG.
  • the element substrate 221 includes a base 221 ⁇ / b> A, a vibration film 221 ⁇ / b> B, and a piezoelectric element 221 ⁇ / b> C.
  • the base 221A is configured by a semiconductor substrate such as Si.
  • the base portion 221A is provided with openings 221A1 corresponding to the respective ultrasonic transducers 24.
  • each opening 221A1 is a through-hole penetrating the base portion 221A in the substrate thickness direction, and the vibration film 221B is provided on one end side (sealing plate 222 side) of the through-hole.
  • the vibration film 221B is made of, for example, SiO 2 , a laminate of SiO 2 and ZrO 2 , and is provided so as to cover the entire sealing plate 222 side of the base portion 221A. That is, the vibration film 221B is supported by the partition wall 221A2 constituting the opening 221A1, and closes the sealing plate 222 side of the opening 221A1.
  • the thickness dimension of the vibration film 221B is sufficiently small with respect to the base portion 221A.
  • the piezoelectric element 221 ⁇ / b> C is provided on the vibration film 221 ⁇ / b> B that closes each opening 221 ⁇ / b> A ⁇ b> 1.
  • the piezoelectric element 221C is configured by a laminated body of a lower electrode 221C1, a piezoelectric film 221C2, and an upper electrode 221C3.
  • one ultrasonic transducer 24 is configured by a region of the vibration film 221B that closes the opening 221A1 and the piezoelectric element 221C.
  • the piezoelectric film 221C2 is deformed by outputting a rectangular wave voltage of a predetermined frequency between the lower electrode 221C1 and the upper electrode 221C3, and thereby the vibration film that closes the opening 221A1.
  • the vibration film 221B vibrates, ultrasonic waves are transmitted (ultrasonic transmission processing).
  • an ultrasonic wave is input to the vibration film 221B and the vibration film 221B vibrates, a potential difference is generated between the lower electrode 221C1 side and the upper electrode 221C3 side of the piezoelectric film 221C2. Accordingly, it is possible to detect that an ultrasonic wave has been received by detecting a potential difference between the lower electrode 221C1 and the upper electrode 221C3 (ultrasonic reception processing).
  • the ultrasonic transducers 24 are arranged in an array along the X direction and the Y direction.
  • the lower electrode 221C1 is a drive electrode wiring, is formed in a straight line shape along the Y direction, and is arranged in parallel along the X direction. That is, the lower electrode 221C1 is provided across a plurality of ultrasonic transducers 24 arranged in the Y direction and connects them.
  • one element unit 23 is configured by m ultrasonic transducers 24 in the X direction and n ultrasonic transducers 24 in the Y direction. In the ultrasonic transducers 24 constituting the element unit 23, The lower electrodes 221C1 are connected to each other.
  • the lower electrode 221C1 has a linear shape along the Y direction and straddles the M element portions 23 arranged in the Y direction. That is, the element parts 23 arranged in the Y direction are connected by the lower electrode 221C1. Specifically, m lower electrodes 221C1 arranged along the X direction are connected to each other by drive connection lines 221D at both ends in the Y direction. Further, a part of each drive connection line 221D extends to the drive terminal region 22B along the Y direction, and a drive terminal 221D1 (SIG terminal) connected to the circuit board 25 is provided at the tip as shown in FIG. It is done.
  • SIG terminal drive terminal
  • the upper electrode 221C3 is a common electrode wiring, is formed in a straight line shape along the X direction, and is arranged in parallel along the Y direction. That is, the upper electrode 221C3 is provided across the plurality of ultrasonic transducers 24 arranged in the X direction, and connects them. In the ultrasonic transducer 24 constituting one element unit 23, the upper electrodes 221C3 are connected to each other. Further, the upper electrode 221C3 is linear along the X direction and straddles the N element portions 23 arranged in the X direction. That is, the element parts 23 arranged in the X direction are connected by the upper electrode 221C3.
  • n upper electrodes 221C3 arranged along the Y direction are connected to each other by a common connection line 221E at both ends in the X direction. Further, a part of each common connection line 221E extends to the common terminal region 22C along the X direction, and a common terminal 221E1 (COM terminal) connected to the circuit board 25 is provided at the tip.
  • a common terminal 221E1 COM terminal
  • the sealing plate 222 constituting the ultrasonic sensor 22 will be described.
  • the sealing plate 222 is bonded to the element substrate 221 and reinforces the element substrate 221.
  • the sealing plate 222 is formed so as to cover a region where the ultrasonic transducer 24 of the element substrate 221 is arranged in a plan view as viewed from the Z direction.
  • a semiconductor substrate such as Si or an insulator substrate is formed. Consists of.
  • the material and thickness of the sealing plate 222 affect the frequency characteristics of the ultrasonic transducer 24, it is preferable to set based on the center frequency of the ultrasonic wave transmitted and received by the ultrasonic transducer 24.
  • the sealing plate 222 is bonded to the element substrate 221 by, for example, a bonding film 222A formed on the vibration film 221B of the element substrate 221.
  • the bonding film 222A is provided corresponding to a region other than the opening 221A1 of the base 221A (the partition 221A2 between the openings 221A1). Therefore, the vibration of the vibration film 221B is not inhibited by the bonding film 222A, and the crosstalk between the ultrasonic transducers 24 can be suppressed.
  • the sealing plate 222 is provided with a through hole facing the terminals of the lower electrode 221C1 and the upper electrode 221C3, and the lower electrode 221C1, the upper electrode 221C3 and the circuit board 25 are provided in the through hole.
  • the electrode may be a through electrode, for example, a lead wire, FPC, or the like.
  • the acoustic matching layer 223 is provided on the ultrasonic wave transmission / reception side of the element substrate 221 so as to fill the opening 221A1 of the base 221A.
  • Such an acoustic matching layer 223 propagates the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 24 to the living body, and efficiently propagates the ultrasonic wave reflected in the living body to the ultrasonic transducer 24.
  • the acoustic matching layer 223 needs to be set to an acoustic impedance intermediate between the acoustic impedance of the ultrasonic transducer 24 and the acoustic impedance of the living body. Examples of such a material having acoustic impedance include silicone.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an outline of a circuit configuration of the ultrasonic probe 2 of the present embodiment.
  • the circuit board 25 includes a first multiplexer (first MUX 251), a second multiplexer (second MUX 252), a switching circuit 253, a transmission circuit 254, a reception circuit 255, and a voltage source 256. ing.
  • the first MUX 251 is connected to each drive terminal 221D1 in the drive terminal region 22B and the switching circuit 253. Based on the control of the control unit 3, the first MUX 251 switches the drive terminal 221D1 that outputs a drive voltage (drive signal) or receives a reception signal.
  • the second MUX 252 is connected to each common terminal 221E1 of the common terminal region 22C and the voltage source 256.
  • the second MUX 252 is a voltage switching unit and constitutes a bias voltage output unit together with a voltage source 256 described later. That is, the second MUX 252 switches the common terminal 221E1 that outputs the bias voltage output from the voltage source 256 based on the control of the control unit 3.
  • the first bias voltage V 1 and the second bias voltage V 2 are input from the voltage source 256 to the second MUX 252, and the element unit 23 that is the acquisition target of the received signal under the control of the control unit 3.
  • the first bias voltage V1 is output to the common terminal 221E1 connected to the other terminal 221E1
  • the second bias voltage V2 is output to the other common terminal 221E1.
  • the switching circuit 253 switches between a transmission connection that connects the drive terminal 221 ⁇ / b> D ⁇ b> 1 and the transmission circuit 254 and a reception connection that connects the drive terminal 221 ⁇ / b> D ⁇ b> 1 and the reception circuit 255.
  • the transmission circuit 254 includes a pulser that outputs a drive signal having a pulse waveform.
  • the transmission circuit 254 outputs a drive signal to the drive terminal 221D1 via the switching circuit 253 and the first MUX 251 when the switching circuit 253 is switched to transmission connection in the ultrasonic transmission processing.
  • a predetermined voltage for example, 15 V
  • a drive signal is superimposed on the voltage and output.
  • the reception circuit 255 receives a reception signal from the drive terminal 221D1 when the switching circuit 253 is switched to reception connection in ultrasonic reception processing.
  • the receiving circuit 255 is configured to include, for example, a linear noise amplifier, an A / D converter, etc., and converts an input received signal into a digital signal, removal of noise components, amplification to a desired signal level, phasing. After performing each signal processing such as addition processing, the received signal after processing is output to the control unit 3.
  • the voltage source 256 includes a first voltage source 256A and a second voltage source 256B.
  • the first voltage source 256A generates a first bias voltage V1 output to the common terminal 221E1 and outputs it to the second MUX 252.
  • the second voltage source 256B generates a second bias voltage V2 output to the common terminal 221E1, and outputs the second bias voltage V2 to the second MUX 252.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the first bias voltage V1 and the second bias voltage V2.
  • a bias voltage is output to the upper electrode 221C3 (common terminal 221E1), and a potential difference generated in the piezoelectric film 221C2 when the vibration film 221B vibrates is connected to the lower electrode 221C1. It is taken out from the drive terminal 221D1.
  • the bias voltage is a difference between the voltage output to the drive terminal 221D1 and the voltage output to the common terminal 221E1, for example, a voltage of + 15V is output to the drive terminal 221D1, and a voltage of 18V is output to the common terminal 221E1. In this case, the bias voltage is -3V.
  • the ultrasonic wave receiving sensitivity of the ultrasonic transducer 24 varies depending on the bias voltage.
  • the reception sensitivity gradually decreases as indicated by an arrow D1 in FIG. 7, and the reception sensitivity becomes close to 0 when the bias voltage is VB2.
  • the bias voltage is lowered, the phase of the received signal is reversed, the receiving sensitivity is increased again as indicated by the arrow D2, and the receiving sensitivity is maximized when the bias voltage is VB3.
  • the absolute values of the reception sensitivity in VB1 and VB3 are substantially the same, but the phase of the reception signal is inverted.
  • the first bias voltage V1 is a voltage output to the common terminal 221E1 so as to obtain the maximum reception sensitivity, and the voltage output to the drive terminal 221D1 and the first bias voltage V1.
  • the difference from VB1 is VB1.
  • the first bias voltage V1 is output to the common terminal 221E1 even during ultrasonic transmission.
  • the second bias voltage V2 is output from the first bias voltage V1 to the common terminal 221E1 when the reception sensitivity first becomes 0 (or reception sensitivity within a predetermined range centered on 0).
  • the difference between the voltage output to the drive terminal 221D1 and the first bias voltage V1 is VB2.
  • the control unit 3 includes a calculation unit configured by a CPU (Central Processing Unit) or the like and a storage unit configured by a memory or the like.
  • the storage unit stores various programs and various data for performing ultrasonic measurement using the ultrasonic probe 2 and generating and displaying an internal tomographic image of a living body based on the ultrasonic measurement result.
  • the arithmetic unit functions as a transmission control unit 31, a reception control unit 32, an image forming unit 33, a display control unit 34, and the like by reading and executing various programs stored in the storage unit.
  • the control unit 3 may be provided with an input operation unit configured by a keyboard or the like.
  • the transmission control unit 31 controls the ultrasonic probe 2 to transmit ultrasonic waves from the ultrasonic transducer 24 belonging to the predetermined element unit 23 of the ultrasonic sensor 22. Specifically, the transmission control unit 31 switches the switching circuit 253 to the transmission connection, outputs the first bias voltage V1 from the voltage source 256 to each common terminal 221E1, and drives based on the pulse signal from the transmission circuit 254. The voltage (drive signal) is output to a predetermined drive terminal 221D1.
  • the reception control means 32 controls the ultrasonic probe 2 and acquires a reception signal from a predetermined element unit 23 of the ultrasonic sensor 22. Specifically, the reception control unit 32 switches the switching circuit 253 to the reception connection, and outputs the first bias voltage V1 from the voltage source 256 to the common terminal 221E1 corresponding to the element unit 23 from which the reception signal is acquired. Then, the second bias voltage V2 is output to the other common terminal 221E1. In addition, the reception signal output from the drive terminal 221 ⁇ / b> D ⁇ b> 1 corresponding to the element unit 23 from which the reception signal is acquired is acquired via the reception circuit 255.
  • the image forming unit 33 generates an internal tomographic image at each position of the living body X based on the reception signal (image signal) transmitted from the ultrasonic probe 2.
  • the display control unit 34 causes the display unit 4 to display each generated internal tomographic image. Specific processing of the control unit 3 will be described later.
  • FIG. 8 is an image diagram when performing ultrasonic measurement processing of the living body X using the ultrasonic probe 2 of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an ultrasonic measurement method according to this embodiment.
  • FIG. 10 is a timing chart in the ultrasonic measurement process in the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the driving order of the element unit 23 in the ultrasonic measurement method of the present embodiment.
  • a practitioner places the living body X and the ultrasonic sensor 22 on the sensor window 212A of the casing 21 of the ultrasonic probe 2.
  • An acoustic matching agent for example, a gel or the like
  • the ultrasonic probe 2 is fixed to the skin surface of the living body X using an adhesive tape or the like.
  • the control unit 3 starts the element to be driven in the ultrasonic measurement.
  • the CH variable u (1 ⁇ u ⁇ M) is a variable indicating the position (CH (1) to CH (M)) of the drive terminal 221D1 corresponding to the element unit 23 to be driven.
  • M 64.
  • the COM variable v (1 ⁇ v ⁇ N) is a variable indicating the position (COM (1) to COM (N)) of the common terminal 221E1 corresponding to the element unit 23 to be driven (receiving signal acquisition target).
  • N 16.
  • the transmission control means 31 performs an ultrasonic transmission process for transmitting ultrasonic waves from the element unit 23 corresponding to the CH variable u to CH variable u + 1 (step S2; ultrasonic transmission step). Specifically, the transmission control unit 31 switches the switching circuit 253 to the transmission connection, so that the transmission circuit 254 and each drive terminal 221D1 are connected. As shown in FIG. 10, a predetermined voltage (for example, 15 V) is always output to the drive terminal 221D1, regardless of the connection state of the switching circuit 253. That is, a bias of + 15V is applied to the drive terminal 221D1. Further, the transmission control unit 31 controls the second MUX 252 so that the first bias voltage V1 output from the voltage source 256 is output to all the common terminals 221E1.
  • a predetermined voltage for example, 15 V
  • the transmission control unit 31 controls the second MUX 252 so that the first bias voltage V1 output from the voltage source 256 is output to all the common terminals 221E1.
  • bias voltage VB1 is 15V and a voltage of 15V is output to the drive terminal 221D1
  • a voltage of 0V equal to the first bias voltage V1 is output to all the common terminals 221E1 during the ultrasonic transmission process.
  • the transmission control means 31 outputs the drive signal of a pulse waveform from the transmission circuit 254. Further, the transmission control means 31 controls the first MUX 251 and outputs a drive signal to the drive terminal 221D1 corresponding to the CH variable u to CH variable u + k. As a result, a drive signal having a pulse waveform is output to the drive terminal 221D1 at the positions of CH (u) to CH (u + k), and from each element unit 23 (each ultrasonic transducer 24) connected to the drive terminal 221D1. Ultrasound is transmitted.
  • the constant k may be a preset value, for example, or may be a value that is appropriately changed by a user (such as a practitioner). In the present embodiment, ultrasonic waves are transmitted from the first (k + 1) CH (u) to CH (u + k) element units 23 adjacent along the X direction.
  • the drive signal is output to the drive terminal 221D1 at the position of CH (1), and the drive signal is not output to the drive terminal 221D1 of CH (j).
  • J is an integer of 3 ⁇ j ⁇ 64.
  • ultrasonic waves are transmitted from the element units 23 belonging to CH (1) and CH (2).
  • electronic focus may be performed when transmitting ultrasonic waves. That is, the output timing of the drive signal is delayed from the end toward the center in the plurality of drive terminals 221D1 that output the drive signal. Thereby, ultrasonic waves that converge at a predetermined depth position can be transmitted, and resolution in ultrasonic measurement can be improved.
  • the constant i may be a preset value, for example, or may be a value that is appropriately changed by a user (practitioner or the like).
  • the reception sensitivity of the second (i + 1) COM (v) to COM (v + i) element units 23 adjacent in the Y direction is larger than that of the other element units 23, and the internal tomographic image A received signal suitable for forming is obtained.
  • ultrasonic waves are transmitted from the element unit 23 corresponding to CH (u) to CH (u + k).
  • COM (v) to COM (v + i) The element unit 23 has high reception sensitivity, and reception in the ultrasonic wave reception processing is enabled. In other element units 23, the reception sensitivity is near 0 and reception is disabled. As a result, only the reception signal from the element unit 23 for which reception is valid is input to the control unit 3 via the reception circuit 255. Note that a received signal from the element unit 23 at a COM position other than COM (v) to COM (v + i) is also input to the control unit 3, but since the second bias voltage is output, the reception sensitivity is low.
  • the received signal is also reduced to such an extent that the measurement is not affected. That is, the element unit 23 (ultrasonic transducer) connected to the drive terminal 221D1 corresponding to CH (u) to CH (u + k) and connected to the common terminal 221E1 corresponding to COM (v) to COM (v + i).
  • the area directly under (24) (+ Z side) is a target area (measurement area B (see FIG. 11)) of ultrasonic measurement in one step S2 and step S2.
  • the common terminal 221E1 at the position of COM (1) is connected to the element portion 23 (super A first bias voltage V1 that enables reception by the sonic transducer 24) is output.
  • the second bias voltage V2 that disables reception at the element unit 23 (ultrasonic transducer 24) is output to the common terminal 221E1 of COM (h) during the ultrasonic wave reception process (h is 5).
  • a reception signal indicating that an ultrasonic wave has been detected is output from the element unit 23. Therefore, as shown in FIG. 10, a reception signal having a high signal level due to ultrasonic reception is output from the drive terminal 221D1 of CH (1), and the reception signal from the drive terminal 221D1 of CH (j) Becomes less than a predetermined value.
  • a predetermined value for example, “1”
  • M 64
  • a predetermined value for example, “1”
  • step S7 If it is determined No in step S7, the process returns to step S2. That is, as shown in the seventh and eighth states in FIG. 11, the COM position for acquiring the reception signal is moved to the + Y side, and the reception signals for COM (v) to COM (v + i) are sequentially acquired. Thereafter, the scanning process along the X direction is performed a plurality of times until it is determined Yes in step S7.
  • step S7 it means that the ultrasonic wave transmission / reception processing for all the element parts 23 in the array region 22A is completed.
  • the image forming unit 33 forms an internal tomographic image based on the ultrasonic measurement result (step S8).
  • the image forming unit 33 images the reflection position of the ultrasonic wave based on the reception timing from the transmission timing of the ultrasonic wave, so that the internal tomography along the X direction corresponding to COM (v) to COM (v + i). Generate an image.
  • a received signal for one internal tomographic image is acquired by scanning processing along the X direction, and the scanning processing is sequentially performed while shifting the position along the Y direction, as shown in FIG. , Internal tomographic images at a plurality of positions along the Y direction can be respectively acquired.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an internal tomographic image displayed on the display unit 4.
  • the method for displaying the internal tomographic image on the display unit 4 is not particularly limited, but it is preferable to display a plurality of internal tomographic images 51 in one screen as shown in FIG. Accordingly, the practitioner can easily grasp the internal structure at each position with respect to the living body X without performing an operation such as switching the internal tomographic image 51 to be displayed on the display unit 4. For example, in the puncture operation, the position of the tip of the puncture needle 11 can be easily grasped, and the efficiency of the puncture operation can be improved.
  • the ultrasonic probe 2 in the ultrasonic measurement apparatus 1 of the present embodiment includes ultrasonic transducers 24 arranged in a two-dimensional array along the X direction and the Y direction.
  • the ultrasonic transducers 24 arranged along the X direction are connected by the upper electrode 221C3 (common electrode wiring), and are connected from the common terminal 221E1 to the circuit board 25.
  • the ultrasonic transducers 24 arranged along the Y direction are connected by a lower electrode 221C1 (drive electrode line), and are connected to the circuit board 25 from the drive terminal 221D1.
  • the voltage source 256 provided on the circuit board 25 is connected to the common terminal 221E1 corresponding to the ultrasonic transducer 24 (element unit 23) that is an acquisition target of the reception signal when performing the ultrasonic reception process.
  • a first bias voltage V1 for enabling the reception of the sound wave is output, and a second bias for invalidating the reception of the other ultrasonic transducer 24 (element unit 23) that is not the acquisition target of the reception signal.
  • a bias voltage V2 is output.
  • the ultrasonic transducer 24 corresponding to a region necessary for forming an internal tomographic image has high reception sensitivity, and a reception signal necessary for forming an internal tomographic image can be suitably obtained. Then, by sequentially switching the common terminal 221E1 that is the output destination of the first bias voltage V1 and the second bias voltage V2, the ultrasonic transducer 24 that is the acquisition target of the reception signal can be switched. Therefore, a plurality of internal tomographic images along the X direction can be acquired along the Y direction, and three-dimensional scanning can be performed on the living body X. Thereby, in this embodiment, even when the ultrasonic probe 2 is fixed to the living body X, an internal tomographic image over a wide range can be acquired.
  • the position of the puncture needle in the puncture operation can be easily acquired, and the load of the puncture operation can be drastically reduced.
  • the practitioner since the practitioner can concentrate on the operation of the puncture needle 11, the success rate of puncture can be improved and the risk of infection due to failure of puncture can be reduced.
  • the control unit 3 includes a transmission control unit 31 and a reception control unit 32.
  • the transmission control unit 31 selects a drive terminal 221D1 that is an output target of a drive signal in ultrasonic transmission processing, and receives the signal.
  • the control means 32 selects the common terminal 221E1 that outputs each of the first bias voltage and the second bias voltage in the ultrasonic wave reception process. Thereby, the received signal with respect to the internal tomographic image in the desired position with respect to the living body X can be suitably acquired.
  • the transmission control means 31 outputs a drive signal to the drive terminal 221D1 at the positions of CH (u) to CH (u + k). That is, the transmission control means 31 outputs a drive signal to the first number (k + 1) of drive terminals 221D1 (lower electrode 221C1) adjacent along the X direction. CH (u) to CH (u + k) and CH (u) to CH (u + k) when performing ultrasonic measurement using the measurement region B directly below the element portion 23 at the position of COM (v) to COM (v + i). If ultrasonic waves are transmitted to positions other than (), the measurement accuracy may be reduced by the ultrasonic waves reflected outside the measurement region B.
  • the ultrasonic wave is transmitted from the element unit 23 corresponding to the measurement region to the measurement region B, the ultrasonic wave from outside the measurement region is received in the ultrasonic wave reception process. Inconvenience can be suppressed and measurement accuracy can be improved. Moreover, since an ultrasonic wave is transmitted from the element part 23 adjacent to a X direction, the fall of the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted can be suppressed.
  • the reception control means 32 outputs the first bias voltage V1 to the common terminal 221E1 at the positions COM (v) to COM (v + i). That is, the reception control unit 32 outputs the first bias voltage V1 to the second number (i + 1) common terminals 221E1 (upper electrodes 221C3) adjacent in the Y direction.
  • the reception control unit 32 outputs the first bias voltage V1 to the second number (i + 1) common terminals 221E1 (upper electrodes 221C3) adjacent in the Y direction.
  • the first bias voltage V1 is output to all the common terminals 221E1, reception signals by ultrasonic waves reflected outside the measurement region are also acquired, the measurement accuracy is lowered, and an accurate internal tomographic image is obtained. I can't get it.
  • the first bias voltage V1 is output to the common terminal 221E1 corresponding to the position where the internal tomographic image is desired to be acquired, and the second bias voltage V2 is output to the other common terminal 221E1.
  • the output a reception signal that lowers the measurement accuracy is not mixed, the measurement accuracy can be improved, and a highly accurate internal tomographic image can be obtained.
  • the transmission control unit 31 performs step S2 and step S3, then adds a predetermined value (for example, “1”) to the CH variable u in step S4, and repeats step S2 and step S3. . Then, it is determined Yes in step S5, and after obtaining measurement results at each position along the X direction, a predetermined value (for example, “1”) is added to the COM variable v in step S6. That is, after obtaining the measurement result along the X direction necessary for forming one internal tomographic image along the X direction, the measurement result for forming the next internal tomographic image by shifting the measurement position in the Y direction. Get.
  • a predetermined value for example, “1”
  • the X direction A scanning process for moving the output position of the ultrasonic wave may be performed.
  • the measurement timing for each measurement region B along the X direction is delayed.
  • the position of the organ in the living body may change over time, and as described above, if the reception signal acquisition interval for forming the same internal tomographic image increases, There is a risk that a stable internal tomographic image cannot be obtained.
  • each reception signal for forming one internal tomographic image is acquired, each reception signal for forming the next internal tomographic image is acquired. Even if the position of the organ in the living body X changes over time, the influence on the formed internal tomographic image can be reduced. Therefore, a highly accurate internal tomographic image can be formed, and the puncture success rate in the puncture operation can be improved.
  • control unit 3 includes a calculation unit that functions as the image forming unit 33 and forms each internal tomographic image corresponding to a plurality of positions based on a reception signal obtained by ultrasonic measurement on the living body X. To do. For this reason, the practitioner can easily confirm the tip position of the puncture needle 11 by visually confirming the formed internal tomographic image, and can improve the puncture success rate.
  • step S2 ultrasonic waves are transmitted from the element units 23 located in CH (u) to CH (u + k), and elements located in COM (v) to COM (v + i) among them are transmitted.
  • the configuration for obtaining the reception signal by enabling the reception of the unit 23 and the ultrasonic measurement method are exemplified.
  • an ultrasonic wave is transmitted from the element unit 23 at a position corresponding to CH (u) to CH (u + k) and corresponding to COM (v) to COM (v + i), and CH (u ) To CH (u + k), which is different from the first embodiment in that reception vibration is obtained by enabling reception of (for example, all) element units 23 of i + 2 or more.
  • reception vibration is obtained by enabling reception of (for example, all) element units 23 of i + 2 or more.
  • the ultrasonic measurement apparatus 1 has the same configuration as that of the first embodiment as shown in FIGS. 1 to 7, and the ultrasonic probe 2 is attached to the living body X as shown in FIG. Fix and perform ultrasonic measurements.
  • part of the operation processing of the transmission control unit 31 and the reception control unit 32 is different from the first embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an ultrasonic measurement method according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the driving order of the element unit 23 in the ultrasonic measurement method according to the second embodiment.
  • step S12 the transmission control unit 31 switches the switching circuit 253 to the transmission connection as in step S2 of the first embodiment, so that the transmission circuit 254 and each drive terminal 221D1 are connected. Then, the transmission control unit 31 controls the second MUX 252 to output the first bias voltage V1 output from the voltage source 256 to each common terminal 221E1 corresponding to the COM variable v to the COM variable v + i.
  • the transmission control unit 31 controls the second MUX 252 so that the other common terminal 221E1 is disconnected from the voltage source 256, that is, a float that is not connected to any circuit. Put it in a state. That is, the second MUX 252 of this embodiment functions as a connection switching unit.
  • the transmission control unit 31 controls the first MUX 251 to output the drive signal from the transmission circuit 254 to the drive terminal 221D1 corresponding to the CH variable u to the CH variable u + k.
  • the drive terminals 221D1 of CH (1) to CH (2) are connected to the drive terminals 221D1 as shown in the first state of FIG.
  • the drive signal is output, 0V is output to the common terminal 221E1 of COM (1) to COM (5), and COM (6) to COM (16) becomes the float (F).
  • ultrasonic waves are transmitted from the element part 23 (element part 23 corresponding to the measurement region) at the positions of CH (1) to CH (2) and corresponding to COM (1) to COM (5).
  • the reception control means 32 performs an ultrasonic reception process for acquiring a reception signal from the element unit 23 corresponding to the CH variable u to CH variable u + k (step S13).
  • the reception control unit 32 switches the switching circuit 253 to the reception connection so that the reception circuit 255 and each drive terminal 221D1 are connected.
  • the reception control unit 32 controls the second MUX 252 to output the first bias voltage V1 output from the voltage source 256 to each common terminal 221E1 (COM (1) to COM (N)).
  • V1 output from the voltage source 256 to each common terminal 221E1 (COM (1) to COM (N)).
  • COM (1) to COM (N) common terminal
  • the common terminal is connected to the element unit 23 of COM (1) to COM (16).
  • a voltage of 0 V is output to 221E1.
  • the element portion 23 corresponding to the measurement region and the element portions 23 juxtaposed in the Y direction.
  • the received signal from is received.
  • COM (1) to COM (N) Even if the reception signals from the respective element units 23 located in the position are added, the measurement result (reception signal) for the measurement region is mainly reflected. That is, it is possible to acquire a reception signal corresponding to one internal tomographic image.
  • step S9 ultrasonic measurement is performed on the entire array region 22A as shown in FIG.
  • step S5 determines with "No" in step S5 and step S7, it returns to step S12.
  • the same configuration as that of the first embodiment can be used as the circuit board 25, but the second voltage source 256 ⁇ / b> B may not be provided as the voltage source 256.
  • a drive signal is output to the drive terminal 221D1 connected to the element unit 23 corresponding to the measurement region, and the common terminal 221E1 connected to the element unit 23 corresponding to the measurement region.
  • the first bias voltage V1 is output, and the other common terminal 221E1 is floated.
  • the element unit 23 in which the common terminal 221E1 is floated does not transmit ultrasonic waves even if a drive signal is output to the drive terminal 221D1.
  • the ultrasonic wave is transmitted to the measurement region and the ultrasonic wave is not transmitted to the other region, the ultrasonic wave reflected outside the measurement region is compared with the case where the ultrasonic wave is transmitted outside the measurement region.
  • the inconvenience received by the element unit 23 corresponding to the measurement region can be suppressed, and a highly accurate internal tomographic image can be acquired.
  • step S2 ultrasonic waves are transmitted from the element units 23 located in CH (u) to CH (u + k), and in the second embodiment, CH (u) to CH (u + k). The reception signal from each element part 23 located was received.
  • step S2 ultrasonic waves are transmitted from the element units 23 located in CH (u) to CH (u + k), and in the second embodiment, CH (u) to CH (u + k). The reception signal from each element part 23 located was received.
  • step S2 in step S2
  • step S2 ultrasonic waves are transmitted from the element units 23 located in CH (u) to CH (u + k)
  • CH (u) to CH (u + k) The reception signal from each element part 23 located was received.
  • step S2 in step S2
  • step S2 ultrasonic waves are transmitted from the element units 23 located in CH (u) to CH (u + k)
  • step S2 in the second embodiment, from the element unit 23 at the positions of CH (u) to CH (u + k) and
  • the ultrasonic measurement apparatus 1 has the same configuration as that of the first embodiment as shown in FIGS. 1 to 7, and the ultrasonic probe 2 is attached to the living body X as shown in FIG. Fix and perform ultrasonic measurements.
  • part of the operation processing of the transmission control unit 31 and the reception control unit 32 is different from the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an ultrasonic measurement method according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the driving order of the element unit 23 in the ultrasonic measurement method according to the second embodiment.
  • step S1 an ultrasonic transmission process similar to step S12 of the second embodiment is performed, and thereafter an ultrasonic reception process similar to step S3 of the first embodiment is performed.
  • the drive terminals of CH (1) to CH (2) A drive signal is output to 221D1, 0V is output as the first bias voltage V1 to the common terminal 221E1 of COM (1) to COM (5), and COM (6) to COM (16) are floated (F).
  • the ultrasonic wave is transmitted from the element part 23 (element part 23 corresponding to the measurement region) at the position corresponding to COM (1) to COM (5) at the position of CH (1) to CH (2). .
  • a voltage of 18 V is output to the common terminal 221E1 to the element units 23 of COM (6) to COM (16).
  • step S4 the processing from step S4 to step S9 is performed.
  • step S5 the processing from step S5 and step S7.
  • the element substrate 221 exemplifies a configuration in which the base portion 221A includes the opening portions 221A1 corresponding to the respective ultrasonic transducers 24, but is not limited thereto.
  • the opening 221A1 defines a vibration region of the vibration film 221B in the ultrasonic transmission process and the ultrasonic reception process, and is not limited to the opening 221A1 surrounded by the partition wall 221A2.
  • the base 221A is provided with a longitudinal opening 221A1 in the Y direction, and the piezoelectric element 221C is disposed along the Y direction on the vibration film 221B that closes the opening 221A1.
  • the vibration region of the vibration film 221 ⁇ / b> B in one ultrasonic transducer 24 can be defined by the partition 221 ⁇ / b> A ⁇ b> 2 of the base 221 ⁇ / b> A that forms the opening 221 ⁇ / b> A ⁇ b> 1 and the joint. Further, since the size of the opening 221A1 can be made relatively large, the manufacturing efficiency of the ultrasonic sensor 22 is also improved.
  • the ultrasonic sensor 22 an example in which ultrasonic waves are transmitted from the opening 221A1 side of the base 221A and ultrasonic waves input to the vibration film 221B from the opening 221A1 is shown.
  • the present invention is not limited to this.
  • the sealing plate 222 is bonded to the opening 221A1 side of the base 221A, and an ultrasonic wave is transmitted from the vibration film 221B side and an ultrasonic wave input from the vibration film 221B side is received. Good.
  • the vibration film may be arranged with respect to the substrate via a predetermined air gap, and the electrodes facing the substrate and the vibration film via the air gap may be arranged.
  • a configuration may be adopted in which a periodic drive signal is output between the electrodes to cause electrostatic attraction between the electrodes to vibrate the vibrating membrane.
  • a scanning process along the X direction is performed, and the position where the scanning process is performed is shifted in the Y direction, whereby a plurality of internal tomographic images are obtained.
  • the corresponding received signal was acquired.
  • scanning processing along the Y direction is performed, the position where the scanning processing is performed is shifted in the X direction, a reception signal for each measurement region is obtained, and each measurement region along the X direction is acquired.
  • An internal tomographic image along the X direction may be formed by synthesizing the received signals at.

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Abstract

穿刺作業の手間を軽減可能な超音波プローブ、超音波測定装置、及び超音波測定方法を提供する。　超音波プローブは、第一方向、及び第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、第一方向に沿った超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、第二方向に沿った超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を含む。

Description

超音波プローブ、超音波測定装置、及び超音波測定方法
　本発明は、超音波プローブ、超音波測定装置、及び超音波測定方法等に関する。
　従来、生体に対して穿刺針を挿入する穿刺作業において使用される超音波測定装置が知られている。このような超音波測定装置では、超音波プローブを生体に当接させ、超音波プローブによる超音波測定により、生体の内部断層画像を取得して表示させる。これにより、施術者は、表示された内部断層画像を観察しながら穿刺作業を行うことができる。
　しかしながら、超音波測定装置を用いた穿刺作業では、施術者は、モニターを観察しつつ、片手で超音波プローブの位置や角度を調整し、さらに他方の手で穿刺針を生体に挿入する必要があり、煩雑な作業が伴った。これに対して、このような煩雑な穿刺作業を軽減させる超音波装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の超音波測定装置の超音波プローブは、複数の振動子が配列された探触子と、穿刺針を挿通するガイド穴が設けられた穿刺針ガイドと、その穿刺針ガイドを回動可能に支持し、探触子に固定される支持アームと、を備える。このような構成では、穿刺針が複数の振動子の配列方向の延長上に位置するように、支持アームを回動させる。これにより、穿刺針ガイドに保持された穿刺孔が、超音波プローブにより取得される内部断層画像内に映り込むようになる。よって、穿刺針を内部断層画像で確認しやすくなり、穿刺作業の手間が低減される。
特開２００５－３１９１７３号公報
　ところで、上記特許文献１に記載の超音波プローブでは、内部断層画像内に穿刺針が映り込むので、穿刺針の位置を確認しやすくなるが、超音波プローブの位置や角度を調整する作業は軽減されない。このため、施術者は、やはり、モニターを確認しながら、一方の手で超音波プローブを操作し、他方の手で穿刺針を挿入する作業を行う必要があり、穿刺作業の軽減を十分に図れない。
　本発明は、穿刺作業の手間を軽減可能な超音波プローブ、超音波測定装置、及び超音波測定方法を提供することを目的の１つとしており、以下において当該目的を達成可能な形態又は適用例を説明する。
　一適用例の超音波プローブは、第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、前記バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、前記超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を含むことを特徴とする。
　本適用例では、第一方向及び第二方向に沿ってアレイ状に配置された超音波トランスデューサーのうちの第一方向に沿った超音波トランスデューサーの各々が、共通電極配線により接続され、第二方向に沿った超音波トランスデューサーの各々が、駆動電極配線により接続される。そして、電圧出力部は、超音波プローブにおいて、超音波を受信させる超音波受信処理において、受信を行う（受信信号を取り出したい）超音波トランスデューサーに対して、超音波の受信を有効にするための第一バイアス電圧を出力し、受信を行わない（受信信号を取得しない）超音波トランスデューサーに対して、受信を無効にする第二バイアス電圧を出力する。
　つまり、超音波受信処理において、対象物の断面構造を測定したい位置（測定領域）に対応した超音波トランスデューサーに第一バイアス電圧が出力され、それ以外の超音波トランスデューサーに対して第二バイアス電圧が出力される。これにより、測定領域以外の他の領域に対応する超音波トランスデューサーは、受信感度が低くなり、出力される受信信号も小さくなる。一方、測定領域に対応した超音波トランスデューサーは、受信感度が高くなり、内部断層構造に対応した受信信号を好適に得ることができる。
　このような超音波プローブでは、第一バイアス電圧及び第二バイアス電圧を出力する共通電極配線を切り替えることで、２次元アレイ構造に配置された各超音波トランスデューサーのうち、測定領域に対応した超音波トランスデューサーで超音波測定（超音波送信処理及び超音波受信処理）を実施させることができる。例えば、第１の測定領域に対応した共通電極配線に第一バイアス電圧を出力し、その他の共通電極配線に第二バイアス電圧を出力することで、第１の測定領域に対応した内部断層構造を測定できる。また、第１の測定領域とは異なる第２の測定領域に対応した共通電極配線に第一バイアス電圧を出力し、その他の共通電極配線に第二バイアス電圧を出力するように、バイアス電圧の出力先を切り替えることで、第２の測定領域に対応した内部断層構造を測定できる。
　特に穿刺作業においては、施術者が超音波プローブの位置や角度を調整することなく、複数位置での内部断層構造を測定することができるため、穿刺作業の効率を向上させることができる。また、広範囲に亘る超音波測定の測定結果を得ることができるので、穿刺針の位置も容易に取得できる。したがって、穿刺作業の負荷を飛躍的に軽減させることができ、かつ、これによって施術者が穿刺針の操作に集中できることから、穿刺成功率も飛躍的に向上させることができる。
　一適用例に係る超音波測定装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを制御する制御部と、を備え、前記超音波プローブは、第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、前記バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、前記超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を含むことを特徴とする。
　本適用例では、超音波測定装置は、上述したような超音波プローブと、この超音波プローブを制御する制御部とを有する。本適用例では、制御部により、超音波プローブにおけるバイアス電圧を出力する共通電極配線を切り替えることで、複数の位置に対応した内部断層構造を容易に測定することができる。よって、上記適用例と同様、穿刺作業における施術者の手間を軽減させることができ、穿刺作業の効率化及び穿刺成功率の向上を図れる。
　本適用例の超音波測定装置において、前記制御部は、前記超音波プローブから前記超音波を送信させる超音波送信処理において、前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、第一数の前記駆動電極配線に対して駆動電圧を出力する送信制御手段と、前記超音波プローブで前記超音波を受信させる超音波受信処理において、第二数の前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、その他の前記共通電極配線に対して前記第二バイアス電圧を出力し、前記超音波送信処理において前記駆動電圧が出力された前記第一数の前記駆動電極配線から出力される受信信号を取得する受信制御手段と、を備えることが好ましい。
　本適用例では、制御部は、送信制御手段と受信制御手段とを有する。送信制御手段は、駆動電圧及び第一バイアス電圧を出力する配線（駆動電極配線、共通電極配線）を選択して、超音波送信処理を行い、受信制御手段は、第一バイアス電圧及び第二バイアス電圧を出力する共通電極配線を選択して、超音波受信処理を行う。これにより、上述したような、所望とする測定領域に対する超音波測定を適切に実施できる。
　本適用例の超音波測定装置において、前記送信制御手段は、前記第一方向に沿って隣り合う前記第一数の前記駆動電極配線に前記駆動電圧を出力することが好ましい。
　本適用例では、送信制御手段は、第一方向に沿って隣り合う第一数の駆動電極配線に駆動電圧を出力する。超音波測定において、第一方向に沿った全ての駆動電極配線に電圧を出力すると、測定を行いたい領域（測定領域）以外にも超音波が送信される。この場合、測定領域以外に送信された超音波の反射波が受信されることで、測定精度が低下する。これに対して、本適用例では、全ての駆動電極配線ではなく、測定領域に対応した第一数の駆動電極配線に対して駆動電圧を出力する。これにより、測定領域以外への超音波の送信が抑制され、精度の高い超音波測定を実施することが可能となる。
　また、ある測定領域に対する超音波測定を実施する際に、当該測定領域に対応する駆動電極配線に、所定間隔で（例えば１つおきに）駆動電圧を出力することもできるが、この場合では、超音波の音圧が低下してしまう。これに対して、本適用例では、隣り合う第一数の駆動電極配線に対して駆動電圧を出力するので、超音波の音圧低下を抑制できる。
　本適用例の超音波測定装置において、前記受信制御手段は、前記第二方向に沿って隣り合う前記第二数の前記共通電極配線に前記第一バイアス電圧を出力することが好ましい。
　本適用例では、受信制御手段は、第二方向に隣り合う第二数の共通電極配線に対して第一バイアス電圧を出力する。
　超音波測定において、第一方向に沿った内部断層構造を第二方向に沿って複数回測定する場合、例えば、第二方向に沿って並ぶ全ての共通電極配線に対して第一バイアス電圧を出力すると、測定対象となる内部断層構造の測定位置（測定領域）よりも第二方向に沿ってずれた位置にある超音波トランスデューサーからの受信信号が混入してしまい、所望の内部断層構造に対する測定精度が低下する。これに対して、本適用例では、測定領域に対応した第二数の超音波トランスデューサーからの受信信号を取得することができるので、測定精度を低下させる受信信号が混入せず、測定精度の向上を図れる。
　本適用例の超音波測定装置において、前記送信制御手段は、前記駆動電圧を出力する前記駆動電極配線を前記第一方向に沿って切り替えて、前記第一方向に並ぶ所定数の前記超音波トランスデューサーから前記超音波を送信させる走査処理を複数回実施し、前記受信制御手段は、前記走査処理が終了する毎に、前記第一バイアス電圧を出力する前記共通電極配線を前記第二方向に沿って切り替えることが好ましい。
　本適用例では、超音波送信処理において、駆動電圧を出力する駆動電極配線を第一方向に沿って切り替えることで、第一方向に並ぶ超音波トランスデューサーを第一数ずつ順次駆動させる走査処理を複数回実施する。
　一方、超音波受信処理は、駆動電極線への駆動電圧の切り替えタイミング毎に実施すれば、１回の前記走査処理によって、第一方向に沿う１つの内部断層構造に対する測定を行うことができる（内部断層構造を画像化する場合では、１つの内部断層画像を形成できる）。そして、超音波受信処理において、この１回の走査処理を終了する毎に、第一バイアス電圧を出力する共通電極配線を第二方向に移動させることで、第二方向に沿って並ぶ他の内部断層構造を測定することが可能となる。したがって、走査処理が終了する毎に、第一バイアス電圧を出力する共通電極配線を第二方向に沿って順次移動させることで、複数の内部断層構造に対する測定を行うことができる。
　本適用例の超音波測定装置において、前記制御部は、前記第一バイアス電圧が出力された前記超音波トランスデューサーから出力される受信信号に基づいて、対象物の内部断層画像を形成する画像形成手段を備えることが好ましい。
　本適用例では、画像形成手段は、超音波測定の測定結果（超音波の送信タイミングから受信信号の受信タイミングまでの時間）に基づいて、対象物の内部断層画像を形成する。これにより、第一方向に沿い、かつ第二方向に並ぶ複数の内部断層画像を取得することができる。
　一適用例の超音波測定方法は、第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、前記バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、前記超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を有する超音波プローブを用いた超音波測定方法であって、前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、第一数の前記駆動電極配線に対して駆動電圧を出力する超音波送信ステップと、第二数の前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、その他の前記共通電極配線に対して前記第二バイアス電圧を出力し、前記超音波送信ステップにおいて前記駆動電圧が出力された前記第一数の前記駆動電極配線から出力される受信信号を取得する超音波受信ステップと、を実施することを特徴とする。
　本適用例では、上述した適用例と同様、内部断層構造を取得したい測定領域に対する超音波の送受信処理を好適に実施することができる。また、第一バイアス電圧及び第二バイアス電圧の出力先を切り替えることで、受信信号を取得する超音波トランスデューサーが切り替えられ、測定領域を切り替えることができる。よって、対象物に対する複数個所に対する超音波測定を、超音波プローブの位置や角度を調整することなく行うことができる。
　一適用例の超音波プローブでは、第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、前記バイアス電圧出力部は、前記バイアス電圧を出力する電圧源と、前記共通電極配線との接続及び切断を切り替える接続切替部と、を備えることを特徴とする。
　本適用例では、接続切替部は、超音波送信時において、超音波を送信させる超音波トランスデューサーに接続される共通電極配線とバイアス電圧出力部と接続し、超音波の送信を行わない超音波トランスデューサーに接続される共通電極配線とバイアス電圧出力部との接続を切断する。この場合、超音波の送信を行わない共通電極配線はフロートとなるので、駆動電極配線に駆動電圧が出力されたとしても、超音波トランスデューサーが駆動されず、超音波が送信されない。よって、測定領域に対して超音波を送信し、その他の領域に超音波が送信されないので、測定領域に対する内部断層構造に対応した受信信号を精度よく取得することができる。この場合でも、複数の測定領域に対する超音波測定を実施することができるので、施術者は、超音波プローブの位置や角度を調整する手間を軽減でき、穿刺作業の効率化及び穿刺成功率の向上を図れる。
第一実施形態の超音波測定装置の概略構成を示すブロック図。 第一実施形態の超音波プローブの概略構成を示す斜視図。 第一実施形態の超音波センサーの概略構成を示す平面図。 図３の一部を拡大した超音波センサーの拡大平面図。 図４のＡ－Ａ線を切断した際の超音波センサーの概略断面図。 第一実施形態の超音波プローブの回路構成の概略を示すブロック図。 第一バイアス電圧と第二バイアス電圧との関係を示す図。 第一実施形態の超音波プローブを用いて生体の超音波測定処理を行う場合のイメージ図。 第一実施形態における超音波測定方法を示すフローチャート。 第一実施形態における超音波測定処理でのタイミングチャート。 第一実施形態の超音波測定方法における素子部の駆動順を説明するための図。 第一実施形態の表示部に表示される内部断層画像の一例を示す図。 第二実施形態における超音波測定方法を示すフローチャート。 第二実施形態における超音波測定方法における素子部の駆動順を説明するための図。 第三実施形態における超音波測定方法を示すフローチャート。 第三実施形態における超音波測定方法における素子部の駆動順を説明するための図。
［第一実施形態］
　以下、第一実施形態に係る超音波測定装置について説明する。
　図１は、第一実施形態の超音波測定装置１の概略構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、本実施形態の超音波測定装置１は、対象物（本実施形態では生体Ｘ）に対して固定される超音波プローブ２と、超音波プローブ２を制御して生体Ｘ内の内部断層画像を得る制御部３と、得られた内部断層画像が表示される表示部４と、を備えている。
　本実施形態の超音波測定装置１は、例えば穿刺針１１（図８参照）を生体内の所定の器官（例えば血管）に挿入する穿刺作業を行う際に好適に用いることができる。なお、以降の説明では、超音波測定装置１を穿刺作業に用いる場合を例示して説明するが、当該超音波測定装置１は、穿刺作業に限定されず、生体Ｘの患部位置を超音波診断する際にも利用できる。
　超音波測定装置１では、穿刺作業において、超音波プローブ２を生体における穿刺を行いたい患部位置に固定し、超音波プローブ２から生体内に超音波を送信する超音波送信処理、及び生体内で反射された反射超音波を受信する超音波受信処理を行う。そして、超音波プローブ２は、超音波受信処理により得られた受信信号を制御部３に出力し、制御部３は受信信号に基づいて生体内の内部断層画像を形成して表示部４に表示させる。
　このような超音波測定装置１を用いることで、施術者は、表示部４に表示された内部断層画像を確認（観察）しながら、穿刺作業を効率的に行うことができる。
　以下、本実施形態の超音波測定装置１の各構成について、詳細に説明する。
　［超音波プローブ］
　図２は、第一実施形態の超音波プローブ２の概略構成を示す斜視図である。
　本実施形態の超音波プローブ２は、図２に示すように、筐体２１と、筐体２１の内部に収納される超音波センサー２２と、回路基板２５（図６参照）とを含んで構成されている。この超音波プローブ２は、例えば信号ケーブル２１１を介して制御部３に接続されており、超音波プローブ２と制御部３とが通信可能に接続される。
　筐体２１は、例えば平面視が矩形状となる箱状部材であり、内部に超音波センサー２２や回路基板２５を収納する。この筐体２１は、生体Ｘに対向する一面（センサー面２１２）に、センサー窓２１２Ａが設けられており、当該センサー窓２１２Ａには、超音波センサー２２が外部（生体Ｘ側）に臨んで設けられている。
　穿刺作業を実施する際には、超音波プローブ２は、生体Ｘに粘着層（図示略）により固定される。この際、センサー窓２１２Ａから露出する超音波センサー２２と生体Ｘとの間にジェル等の音響整合剤が充填され、超音波センサー２２と生体Ｘとの間での超音波の伝搬が効率良く行われる。
　［超音波センサー］
　次に、超音波センサー２２について説明する。
　図３は、本実施形態の超音波センサー２２の概略構成を示す平面図である。図４は、図３の一部を拡大した平面図である。図５は、図４のＡ－Ａ線を断面した際の超音波センサー２２の概略断面図である。なお、図３及び図４においては、封止板２２２の表示を省略している。
　この超音波センサー２２には、図３に示すように、アレイ領域２２Ａと、駆動端子領域２２Ｂと、共通端子領域２２Ｃとを有する。
　アレイ領域２２Ａには、互いに交差（本実施形態では、直交を例示）するＸ方向（第一方向）及びＹ方向（第二方向）に沿って、２次元アレイ状に配置された複数の素子部２３が設けられている。各素子部２３は、図４に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に沿ってアレイ配置された所定数の超音波トランスデューサー２４を含んで構成されている。
　つまり、素子部２３は、Ｘ方向にｍ個（図４の例ではｍ＝５）、Ｙ方向にｎ個（図４の例では、ｎ＝１２）のｍ×ｎ個の超音波トランスデューサー２４を含んで構成され、超音波センサー２２は、Ｘ方向にＭ個（本実施形態ではＭ＝６４）、Ｙ方向にＮ個（本実施形態では、Ｎ＝１６）のＭ×Ｎ個の素子部２３により構成される。
　上記のような超音波センサー２２は、例えば、図５に示すように、素子基板２２１、封止板２２２、及び音響整合層２２３等を含んで構成されている。
　素子基板２２１は、図５に示すように、基部２２１Ａと、振動膜２２１Ｂと、圧電素子２２１Ｃと、を備えている。
　基部２２１Ａは、例えばＳｉ等の半導体基板により構成されている。この基部２２１Ａには、各々の超音波トランスデューサー２４に対応した開口部２２１Ａ１が設けられている。本実施形態では、各開口部２２１Ａ１は、基部２２１Ａの基板厚み方向を貫通した貫通孔であり、当該貫通孔の一端側（封止板２２２側）に振動膜２２１Ｂが設けられる。
　振動膜２２１Ｂは、例えばＳｉＯ2や、ＳｉＯ2及びＺｒＯ2の積層体等より構成され、基部２２１Ａの封止板２２２側全体を覆って設けられている。すなわち、振動膜２２１Ｂは、開口部２２１Ａ１を構成する隔壁２２１Ａ２により支持され、開口部２２１Ａ１の封止板２２２側を閉塞する。この振動膜２２１Ｂの厚み寸法は、基部２２１Ａに対して十分小さい厚み寸法となる。
　圧電素子２２１Ｃは、図４及び図５に示すように、各開口部２２１Ａ１を閉塞する振動膜２２１Ｂ上にそれぞれ設けられている。この圧電素子２２１Ｃは、下部電極２２１Ｃ１、圧電膜２２１Ｃ２、及び上部電極２２１Ｃ３の積層体により構成されている。ここで、振動膜２２１Ｂのうち、開口部２２１Ａ１を閉塞する領域と、圧電素子２２１Ｃとにより、１つの超音波トランスデューサー２４が構成される。
　このような超音波トランスデューサー２４では、下部電極２２１Ｃ１及び上部電極２２１Ｃ３の間に所定周波数の矩形波電圧が出力されることで、圧電膜２２１Ｃ２が変形され、これにより開口部２２１Ａ１を閉塞する振動膜２２１Ｂが振動することで、超音波が送信される（超音波送信処理）。また、振動膜２２１Ｂに超音波が入力されて振動膜２２１Ｂが振動すると、圧電膜２２１Ｃ２の下部電極２２１Ｃ１側と上部電極２２１Ｃ３側との間で電位差が生じる。これにより、下部電極２２１Ｃ１及び上部電極２２１Ｃ３の電位差を検出することで、超音波が受信されたことを検出することが可能となる（超音波受信処理）。
　また、本実施形態では、上述のように、超音波トランスデューサー２４が、Ｘ方向及びＹ方向に沿ってアレイ状に配置されている。
　ここで、下部電極２２１Ｃ１は、駆動電極配線であり、Ｙ方向に沿う直線状に形成され、Ｘ方向に沿って複数平行に配列される。つまり、下部電極２２１Ｃ１は、Ｙ方向に並ぶ複数の超音波トランスデューサー２４に跨って設けられ、これらを結線する。
　また、本実施形態では、Ｘ方向にｍ個、Ｙ方向にｎ個の超音波トランスデューサー２４により１つの素子部２３が構成されているが、当該素子部２３を構成する超音波トランスデューサー２４において、下部電極２２１Ｃ１は互いに結線される。さらに、下部電極２２１Ｃ１は、上記のように、Ｙ方向に沿う直線状であり、Ｙ方向に並ぶＭ個の素子部２３に跨っている。つまり、Ｙ方向に並ぶ素子部２３は、下部電極２２１Ｃ１により接続されている。
　具体的には、Ｘ方向に沿って並ぶｍ個の下部電極２２１Ｃ１は、Ｙ方向の両端部において、互いに駆動接続線２２１Ｄにより接続されている。また、各駆動接続線２２１Ｄの一部は、Ｙ方向に沿って駆動端子領域２２Ｂまで延び、図３に示すように、先端部に回路基板２５に接続される駆動端子２２１Ｄ１（ＳＩＧ端子）が設けられる。
　一方、上部電極２２１Ｃ３は、共通電極配線であり、Ｘ方向に沿う直線状に形成され、Ｙ方向に沿って複数平行に配列される。つまり、上部電極２２１Ｃ３は、Ｘ方向に並ぶ複数の超音波トランスデューサー２４に跨って設けられ、これらを結線する。
　また、１つの素子部２３を構成する超音波トランスデューサー２４において、上部電極２２１Ｃ３は互いに結線される。さらに、上部電極２２１Ｃ３は、Ｘ方向に沿う直線状であり、Ｘ方向に並ぶＮ個の素子部２３に跨っている。つまり、Ｘ方向に並ぶ素子部２３は、上部電極２２１Ｃ３により接続される。
　具体的には、Ｙ方向に沿って並ぶｎ個の上部電極２２１Ｃ３は、Ｘ方向の両端部において、互いに共通接続線２２１Ｅにより接続されている。また、各共通接続線２２１Ｅの一部は、Ｘ方向に沿って共通端子領域２２Ｃまで延び、先端部に回路基板２５に接続される共通端子２２１Ｅ１（ＣＯＭ端子）が設けられる。
　次に、超音波センサー２２を構成する封止板２２２について説明する。封止板２２２は、素子基板２２１に接合され、素子基板２２１を補強する。この封止板２２２は、Ｚ方向から見た平面視において、素子基板２２１の超音波トランスデューサー２４が配置される領域を覆って形成されており、例えば、Ｓｉ等の半導体基板や、絶縁体基板により構成される。なお、封止板２２２の材質や厚みは、超音波トランスデューサー２４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２４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２２２は、例えば、素子基板２２１の振動膜２２１Ｂ上に形成された接合膜２２２Ａにより素子基板２２１に接合される。接合膜２２２Ａは、基部２２１Ａの開口部２２１Ａ１以外の領域（開口部２２１Ａ１間の隔壁２２１Ａ２）に対応して設けられている。よって、接合膜２２２Ａにより振動膜２２１Ｂの振動が阻害されることがなく、各超音波トランスデューサー２４の間のクロストークも抑制できる。
　また、図示は省略するが、封止板２２２は、下部電極２２１Ｃ１や上部電極２２１Ｃ３の端子に対向して貫通孔が設けられており、当該貫通孔に下部電極２２１Ｃ１や上部電極２２１Ｃ３と回路基板２５とを接続する電極が設けられる。電極としては、例えば貫通電極であってもよく、リード線やＦＰＣ等であってもよい。
　音響整合層２２３は、図５に示すように、基部２２１Ａの開口部２２１Ａ１内を埋めるように、素子基板２２１の超音波の送受信側に設けられている。
　このような音響整合層２２３は、超音波トランスデューサー２４から送信された超音波を生体に伝搬させ、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２４に伝搬させる。このため、音響整合層２２３は、超音波トランスデューサー２４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る必要がある。このような音響インピーダンスの素材としては、例えばシリコーン等を挙げることができる。
　［回路基板］
　次に、回路基板２５について説明する。
　図６は、本実施形態の超音波プローブ２の回路構成の概略を示すブロック図である。
　回路基板２５は、第一マルチプレクサ（第一ＭＵＸ２５１）と、第二マルチプレクサ（第二ＭＵＸ２５２）と、切替回路２５３と、送信回路２５４と、受信回路２５５と、電圧源２５６と、を含んで構成されている。
　第一ＭＵＸ２５１は、駆動端子領域２２Ｂの各駆動端子２２１Ｄ１と、切替回路２５３とに接続される。第一ＭＵＸ２５１は、制御部３の制御に基づいて、駆動電圧（駆動信号）を出力する、又は受信信号を取り込む駆動端子２２１Ｄ１を切り替える。
　第二ＭＵＸ２５２は、共通端子領域２２Ｃの各共通端子２２１Ｅ１と、電圧源２５６とに接続される。この第二ＭＵＸ２５２は、電圧切替部であって、後述の電圧源２５６とともにバイアス電圧出力部を構成する。つまり、第二ＭＵＸ２５２は、制御部３の制御に基づいて、電圧源２５６から出力されたバイアス電圧を出力する共通端子２２１Ｅ１を切り替える。具体的には、第二ＭＵＸ２５２には、電圧源２５６から第一バイアス電圧Ｖ１及び第二バイアス電圧Ｖ２が入力されており、制御部３の制御の元、受信信号の取得対象となる素子部２３に接続された共通端子２２１Ｅ１に対して第一バイアス電圧Ｖ１を出力し、その他の共通端子２２１Ｅ１に第二バイアス電圧Ｖ２を出力する。
　切替回路２５３は、制御部３の制御に基づいて、駆動端子２２１Ｄ１と送信回路２５４とを接続する送信接続、及び駆動端子２２１Ｄ１と受信回路２５５とを接続する受信接続のいずれかに切り替える。
　送信回路２５４は、パルス波形の駆動信号を出力するパルサーを備える。この送信回路２５４は、超音波送信処理において、切替回路２５３が送信接続に切り替えられた際に、切替回路２５３及び第一ＭＵＸ２５１を介して、駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号を出力する。なお、本実施形態では、駆動端子２２１Ｄ１には、常に所定電圧（例えば１５Ｖ）が印加されており、当該電圧に駆動信号が重畳されて出力される。
　受信回路２５５は、超音波受信処理において、切替回路２５３が受信接続に切り替えられた際に、駆動端子２２１Ｄ１からの受信信号が入力される。この受信回路２５５は、例えばリニアノイズアンプ、Ａ／Ｄコンバーター等を含んで構成されており、入力された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、整相加算処理等の各信号処理を実施した後、処理後の受信信号を制御部３に出力する。
　電圧源２５６は、第一電圧源２５６Ａ及び第二電圧源２５６Ｂを備える。
　第一電圧源２５６Ａは、共通端子２２１Ｅ１に出力する第一バイアス電圧Ｖ１を発生させて第二ＭＵＸ２５２に出力する。
　第二電圧源２５６Ｂは、共通端子２２１Ｅ１に出力する第二バイアス電圧Ｖ２を発生させて第二ＭＵＸ２５２に出力する。
　図７は、第一バイアス電圧Ｖ１と第二バイアス電圧Ｖ２との関係を示す図である。
　本実施形態では、超音波を受信する場合、上部電極２２１Ｃ３（共通端子２２１Ｅ１）にバイアス電圧を出力し、振動膜２２１Ｂが振動した際に圧電膜２２１Ｃ２に発生する電位差を下部電極２２１Ｃ１に接続される駆動端子２２１Ｄ１から取り出す。バイアス電圧は、駆動端子２２１Ｄ１に出力される電圧と、共通端子２２１Ｅ１に出力される電圧との差であり、例えば駆動端子２２１Ｄ１に＋１５Ｖの電圧が出力され、共通端子２２１Ｅ１に１８Ｖの電圧が出力されている場合では、バイアス電圧は－３Ｖとなる。
　ここで、図７に示すように、超音波トランスデューサー２４における超音波の受信感度は、バイアス電圧により変動する。
　バイアス電圧を、受信感度が最大となるＶＢ１から降下させると、図７の矢印Ｄ１のように、徐々に受信感度が低下し、バイアス電圧がＶＢ２の際に受信感度が０近傍となる。さらに、バイアス電圧を降下させると、受信信号の位相が反転し、矢印Ｄ２に示すように再び受信感度が高くなり、バイアス電圧がＶＢ３の際に受信感度が最大となる。ＶＢ１とＶＢ３とにおける受信感度の絶対値は略同じであるが、受信信号の位相は反転する。
　また、バイアス電圧をＶＢ３から徐々に上昇させると、図７の矢印Ｄ３に示すように、受信感度が徐々に低下し、バイアス電圧がＶＢ４の際に受信感度が０近傍となる。さらに、バイアス電圧を上昇させると、受信位相が反転し、矢印Ｄ４に示すように、再び受信感度が上昇して、バイアス電圧がＶＢ１となる際に受信感度が最大となる。
　ここで、本実施形態では、第一バイアス電圧Ｖ１は、最大の受信感度が得られるように共通端子２２１Ｅ１に出力される電圧であり、駆動端子２２１Ｄ１に出力される電圧と、第一バイアス電圧Ｖ１との差がＶＢ１となる。当該第一バイアス電圧Ｖ１は、超音波送信時においても、共通端子２２１Ｅ１に出力される。
　また、第二バイアス電圧Ｖ２は、第一バイアス電圧Ｖ１から電圧を降下させて、最初に受信感度が０（又は０を中心に所定範囲内の受信感度）となる際に共通端子２２１Ｅ１に出力される電圧であり、駆動端子２２１Ｄ１に出力される電圧と、第一バイアス電圧Ｖ１との差がＶＢ２となる。
　［制御部］
　次に、超音波測定装置１における制御部３について説明する。
　制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成された演算部と、メモリー等により構成された記憶部とを含んで構成される。
　記憶部には、超音波プローブ２を用いた超音波測定や、超音波測定結果に基づいた生体の内部断層画像の生成及び表示を行うための各種プログラムや各種データが記憶されている。
　演算部は、記憶部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、図１に示すように、送信制御手段３１、受信制御手段３２、画像形成手段３３、及び表示制御手段３４等として機能する。また、制御部３には、その他、キーボード等により構成された入力操作部等が設けられていてもよい。
　送信制御手段３１は、超音波プローブ２を制御して、超音波センサー２２の所定の素子部２３に属する超音波トランスデューサー２４から超音波を送信させる。具体的には、送信制御手段３１は、切替回路２５３を送信接続に切り替え、電圧源２５６からの第一バイアス電圧Ｖ１を各共通端子２２１Ｅ１に出力し、送信回路２５４からのパルス信号に基づいた駆動電圧（駆動信号）を所定の駆動端子２２１Ｄ１に出力する。
　受信制御手段３２は、超音波プローブ２を制御して、超音波センサー２２の所定の素子部２３からの受信信号を取得する。具体的には、受信制御手段３２は、切替回路２５３を受信接続に切り替え、受信信号の取得対象となる素子部２３に対応した共通端子２２１Ｅ１に、電圧源２５６からの第一バイアス電圧Ｖ１を出力し、その他の共通端子２２１Ｅ１に第二バイアス電圧Ｖ２を出力する。また、受信信号の取得対象となる素子部２３に対応した駆動端子２２１Ｄ１から出力された受信信号を、受信回路２５５を介して取得する。
　画像形成手段３３は、超音波プローブ２から送信された受信信号（画像信号）に基づいて、生体Ｘの各位置における内部断層画像を生成する。
　表示制御手段３４は、表示部４に対して、生成された各内部断層画像を表示させる。
　なお、制御部３の具体的な処理については後述する。
　［超音波測定方法］
　次に、上述したような超音波測定装置１を用いた超音波測定方法について説明する。
　図８は、本実施形態の超音波プローブ２を用いて生体Ｘの超音波測定処理を行う場合のイメージ図である。図９は、本実施形態における超音波測定方法を示すフローチャートである。図１０は、本実施形態における超音波測定処理でのタイミングチャートである。図１１は、本実施形態の超音波測定方法における素子部２３の駆動順を説明するための図である。
　本実施形態の超音波測定装置１を用いた超音波測定方法では、例えば施術者（操作者）は、超音波プローブ２の筐体２１のセンサー窓２１２Ａに、生体Ｘと超音波センサー２２との間で超音波の伝搬効率を向上させるための音響整合剤（例えばジェル等）を塗布する。そして、図８に示すように、超音波プローブ２を、粘着テープ等を用いて生体Ｘの皮膚表面に固定する。
　この後、施術者（操作者）により入力操作部が操作されて、超音波測定を開始する旨の操作信号が入力されると、まず、制御部３は、超音波測定において駆動対象とする素子部２３の位置を示すＣＨ変数ｕ及びＣＯＭ変数ｖを初期化（ｕ＝１，ｖ＝１）する（ステップＳ１）。
　ここで、ＣＨ変数ｕ（１≦ｕ≦Ｍ）は、駆動対象の素子部２３に対応した駆動端子２２１Ｄ１の位置（ＣＨ（１）～ＣＨ（Ｍ））を示す変数であり、本実施形態では、－Ｘ側端部の駆動端子２２１Ｄ１の位置（ＣＨ（１））をｕ＝１とする。なお、本実施形態では、Ｍ＝６４である。また、ＣＯＭ変数ｖ（１≦ｖ≦Ｎ）は、駆動対象（受信信号の取得対象）の素子部２３に対応した共通端子２２１Ｅ１の位置（ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（Ｎ））を示す変数であり、本実施形態では、－Ｙ側端部の共通端子２２１Ｅ１の位置（ＣＯＭ（１））をｖ＝１とする。なお、本実施形態では、Ｎ＝１６である。
　次に、送信制御手段３１は、ＣＨ変数ｕ～ＣＨ変数ｕ＋１に対応した素子部２３から超音波を送信させる超音波送信処理を実施する（ステップＳ２；超音波送信ステップ）。
　具体的には、送信制御手段３１は、切替回路２５３を送信接続に切り替え、送信回路２５４と各駆動端子２２１Ｄ１とが接続される状態とする。なお、駆動端子２２１Ｄ１には、図１０に示すように、切替回路２５３の接続状態によらず、所定電圧（例えば１５Ｖ）が常に出力されている。つまり、駆動端子２２１Ｄ１には＋１５Ｖのバイアスが掛けられている。
　また、送信制御手段３１は、第二ＭＵＸ２５２を制御して、電圧源２５６から出力される第一バイアス電圧Ｖ１を、全ての共通端子２２１Ｅ１に出力させる。例えば、バイアス電圧ＶＢ１が１５Ｖであり、駆動端子２２１Ｄ１に１５Ｖの電圧が出力されている場合では、超音波送信処理時に全ての共通端子２２１Ｅ１に、第一バイアス電圧Ｖ１と等しい０Ｖの電圧が出力される。
　そして、送信制御手段３１は、送信回路２５４から、パルス波形の駆動信号を出力する。また、送信制御手段３１は、第一ＭＵＸ２５１を制御して、ＣＨ変数ｕ～ＣＨ変数ｕ＋ｋに対応する駆動端子２２１Ｄ１に、駆動信号を出力する。これにより、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）の位置の駆動端子２２１Ｄ１に、パルス波形の駆動信号が出力され、当該駆動端子２２１Ｄ１に接続された各素子部２３（各超音波トランスデューサー２４）から超音波が送信される。なお、定数ｋは、例えば予め設定された値であってもよく、ユーザー（施術者等）により適宜変更される値であってもよい。本実施形態では、Ｘ方向に沿って隣り合う第一数（ｋ＋１個）のＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）の素子部２３から超音波が送信される。
　例えば、ＣＨ変数ｕ＝１の場合では、図１０に示すように、ＣＨ（１）の位置の駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号が出力され、ＣＨ（ｊ）の駆動端子２２１Ｄ１には駆動信号が出力されない（ｊは、３≦ｊ≦６４の整数）。この場合、図１１の１番目の状態に示すように、ＣＨ（１）とＣＨ（２）とに属する素子部２３から超音波が送信されることになる。
　また、ＣＨ変数ｕ＝ｊの場合では、図１０に示すように、ＣＨ（ｊ）の駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号が出力され、ＣＨ（１）の駆動端子２２１Ｄ１には駆動信号が出力されない。
　なお、定数ｋ≧２の場合、超音波を送信する際は、電子フォーカスを行ってもよい。つまり、駆動信号を出力する複数の駆動端子２２１Ｄ１において、端部から中心部に向かって駆動信号の出力タイミングを遅延させる。これにより、所定深さ位置で収束する超音波を送信することができ、超音波測定における分解能を向上できる。
　この後、受信制御手段３２は、ＣＯＭ変数ｖ～ＣＯＭ変数ｖ＋ｉ（本実施形態では、ｉ＝４）に対応する素子部２３からの受信信号を取得する超音波受信処理を実施する（ステップＳ３；超音波受信ステップ）。
　具体的には、受信制御手段３２は、切替回路２５３を受信接続に切り替え、受信回路２５５と各駆動端子２２１Ｄ１とが接続される状態とする。
　また、受信制御手段３２は、第二ＭＵＸ２５２を制御して、電圧源２５６から出力される第一バイアス電圧Ｖ１を、ＣＯＭ変数ｖ～ＣＯＭ変数ｖ＋ｉに対応した各共通端子２２１Ｅ１に出力させる。
　なお、定数ｉは、例えば予め設定された値であってもよく、ユーザー（施術者等）により適宜変更される値であってもよい。本実施形態では、Ｙ方向に沿って隣り合う第二数（ｉ＋１個）のＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）の素子部２３の受信感度が他の素子部２３より大きくなり、内部断層画像の形成に適切な受信信号が取得される。
　ここで、上述のように、超音波送信処理において、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）に対応する素子部２３から超音波が送信されるが、そのうちのＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）の素子部２３が、受信感度が高くなって、超音波受信処理における受信が有効となり、その他の素子部２３では、受信感度が０近傍となって受信が無効となる。これにより、受信が有効となる素子部２３からの受信信号のみが受信回路２５５を介して制御部３に入力される。なお、ＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）以外の他のＣＯＭ位置の素子部２３からの受信信号も制御部３に入力されるが、第二バイアス電圧が出力されているため、受信感度が低いために、受信信号も測定に影響が出ない程度に小さくなる。
　つまり、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）に対応した駆動端子２２１Ｄ１に接続され、かつ、ＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）に対応した共通端子２２１Ｅ１に接続された素子部２３（超音波トランスデューサー２４）の直下（＋Ｚ側）が１回のステップＳ２及びステップＳ２による超音波測定の対象領域（測定領域Ｂ（図１１参照））となる。
　具体例を挙げて説明すると、例えば、ＣＯＭ変数ｖ＝１の場合では、図１０に示すように、超音波受信処理時に、ＣＯＭ（１）の位置の共通端子２２１Ｅ１には、素子部２３（超音波トランスデューサー２４）での受信を有効にする第一バイアス電圧Ｖ１が出力される。
　一方、ＣＯＭ（ｈ）の共通端子２２１Ｅ１には、超音波受信処理時に、素子部２３（超音波トランスデューサー２４）での受信を無効にする第二バイアス電圧Ｖ２が出力される（ｈは、５≦ｈ≦１６の整数）。なお、受信を無効にするバイアス電圧が－３Ｖである場合、第二バイアス電圧Ｖ２として１８Ｖの電圧が出力されることになる。
　ここで、ＣＨ変数ｕ＝１の場合では、図１１の２番目の状態に示すように、超音波送信位置と、超音波の受信が有効とされた位置とが重なる測定領域Ｂに対応した各素子部２３から、超音波を検出した旨の受信信号が出力されることになる。したがって、図１０に示すように、ＣＨ（１）の駆動端子２２１Ｄ１から、超音波受信に起因する信号レベルの大きい受信信号が出力され、ＣＨ（ｊ）の駆動端子２２１Ｄ１からの受信信号は信号レベルが所定値未満となる。一方、ＣＨ変数ｕ＝ｊの場合では、ＣＨ（ｊ）の駆動端子２２１Ｄ１から信号レベルの大きい受信信号が出力され、ＣＨ（１）の駆動端子２２１Ｄ１からの受信信号は信号レベルが所定値未満となる。
　また、ＣＯＭ変数ｖ＝ｈの場合でも同様であり、超音波が送信された位置と、第一バイアス電圧Ｖ１が出力された位置とが重なる素子部２３（測定領域Ｂに対応した素子部２３）から、超音波受信に起因する信号レベルの大きい受信信号が出力される。
　この後、ＣＨ変数ｕに、所定値（例えば「１」）を加算し（ステップＳ４）、ＣＨ変数ｕ＋ｋが、Ｘ方向に並ぶ素子部２３の最大値Ｍ（本実施形態では、Ｍ＝６４）を越えたか否かを判定する（ステップＳ５）。
　ステップＳ５において、Ｎｏと判定された場合は、ステップＳ２に戻る。つまり、図１１の３番目及び４番目の状態に示すように、超音波を送信するＣＨ位置を＋Ｘ側に移動させつつ、ＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）からの受信信号を取得するＸ方向に沿った走査処理を継続する。
　一方、ステップＳ５において、Ｙｅｓと判定された場合は、図１１の５番目及び６番目の状態に示すように、超音波を送信するＣＨ位置が＋Ｘ側端部まで到達した（１回の走査処理が終了した）ことを意味する。すなわち、ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（５）の位置に対応したＸ方向に沿う内部断層画像に必要な受信信号が得られたことになる。
　この場合、生体Ｘの次に断面位置に対する測定を開始する。これには、制御部３は、ＣＨ変数ｕを初期化し（ｕ＝１）、さらに、ＣＯＭ変数ｖに所定値（例えば「１」）を加算する（ステップＳ６）。そして、ＣＯＭ変数ｖ＋ｉが、Ｙ方向に並ぶ素子部２３の最大値Ｎ（本実施形態では、Ｎ＝１６）を越えたか否かを判定する（ステップＳ７）。
　ステップＳ７において、Ｎｏと判定された場合は、ステップＳ２に戻る。つまり、図１１の７番目及び８番目の状態に示すように、受信信号を取得するＣＯＭ位置を＋Ｙ側に移動させ、ＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）に対する受信信号を順次取得する。以降、ステップＳ７においてＹｅｓと判定されるまで、Ｘ方向に沿った走査処理を複数回実施する。
　一方、ステップＳ７において、Ｙｅｓと判定された場合は、アレイ領域２２Ａの全ての素子部２３に対する超音波の送受信処理が完了したことを意味する。
　この場合は、画像形成手段３３は、超音波測定結果に基づいて、内部断層画像を形成する（ステップＳ８）。つまり、画像形成手段３３は、超音波の送信タイミングから受信タイミングに基づいた超音波の反射位置を画像化することで、ＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）に対応したＸ方向に沿った内部断層画像を生成する。本実施形態では、Ｘ方向に沿った走査処理により、１つの内部断層画像に対する受信信号を取得し、当該走査処理をＹ方向に沿って位置をずらしながら順次実施するため、図８に示すように、Ｙ方向に沿った複数位置での内部断層画像をそれぞれ取得することができる。
　この後、表示制御手段３４は、形成した内部断層画像を表示部４に表示させる（ステップＳ９）。
　図１２は、表示部４に表示される内部断層画像の一例を示す図である。表示部４への内部断層画像の表示方法としては、特に限定されないが、図１２に示すように、１画面内に複数の内部断層画像５１を表示させることが好ましい。これにより、施術者は、表示部４に表示させる内部断層画像５１を切り替える等の操作を行うことなく、生体Ｘに対する各位置での内部構造を容易に把握することができる。例えば穿刺作業においては、穿刺針１１の先端の位置を容易に把握することが可能となり、穿刺作業の効率化を図ることが可能となる。
　［本実施形態の作用効果］
　本実施形態の超音波測定装置１における超音波プローブ２は、Ｘ方向及びＹ方向に沿った２次元アレイ状に配置された超音波トランスデューサー２４を有する。そして、これらの超音波トランスデューサー２４のうち、Ｘ方向に沿って配置された超音波トランスデューサー２４は、上部電極２２１Ｃ３（共通電極配線）により接続され、共通端子２２１Ｅ１から回路基板２５に接続される。また、Ｙ方向に沿って配置された超音波トランスデューサー２４は、下部電極２２１Ｃ１（駆動電極線）により接続され、駆動端子２２１Ｄ１から回路基板２５に接続される。そして、回路基板２５に設けられた電圧源２５６は、超音波受信処理を実施する際に、受信信号の取得対象となる超音波トランスデューサー２４（素子部２３）に対応した共通端子２２１Ｅ１に、超音波の受信を有効にするための第一バイアス電圧Ｖ１を出力し、その他の受信信号の取得対象外の超音波トランスデューサー２４（素子部２３）に対して、受信を無効にするための第二バイアス電圧Ｖ２を出力する。
　このような構成では、取得した内部断層画像に対応した領域以外の超音波トランスデューサー２４では、受信感度が低くなり、受信信号が測定に影響が出ない程度に小さくなる。一方、内部断層画像を形成するために必要な領域に対応した超音波トランスデューサー２４では、受信感度が高く、内部断層画像の形成に必要な受信信号を好適に得ることができる。
　そして、第一バイアス電圧Ｖ１及び第二バイアス電圧Ｖ２の出力先となる共通端子２２１Ｅ１を順次切り替えることで、受信信号の取得対象となる超音波トランスデューサー２４を切り替えることができる。よって、Ｘ方向に沿った内部断層画像を、Ｙ方向に沿って複数取得することができ、生体Ｘに対して３次元走査を行うことができる。これにより、本実施形態では、生体Ｘに対して超音波プローブ２を固定した状態でも、広範囲に亘る内部断層画像を取得することができる。したがって、施術者が超音波プローブ２の位置や角度等を調整する手間を低減できる。さらに、穿刺作業における穿刺針の位置も容易に取得でき、穿刺作業の負荷を飛躍的に軽減させることができる。これに加え、施術者が、穿刺針１１の操作に集中できるので、穿刺成功率の向上も図れ、穿刺失敗による感染症等の危険性も低減できる。
　本実施形態では、制御部３は、送信制御手段３１と、受信制御手段３２とを備え、送信制御手段３１は、超音波送信処理における駆動信号の出力対象となる駆動端子２２１Ｄ１を選択し、受信制御手段３２は、超音波受信処理において、第一バイアス電圧及び第二バイアス電圧のそれぞれを出力する共通端子２２１Ｅ１を選択する。これにより、生体Ｘに対する所望の位置での内部断層画像に対する受信信号を好適に取得することができる。
　本実施形態では、送信制御手段３１は、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）の位置の駆動端子２２１Ｄ１に対して駆動信号を出力する。つまり、送信制御手段３１は、Ｘ方向に沿って隣り合う第一数（ｋ＋１個）の駆動端子２２１Ｄ１（下部電極２２１Ｃ１）に対して駆動信号を出力する。
　ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）で、かつＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）の位置の素子部２３の直下を測定領域Ｂとして超音波測定を行う場合に、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）以外の位置に対しても超音波を送信すると、測定領域Ｂ以外で反射された超音波により測定精度が低下するおそれがある。
　これに対して、本実施形態では、測定領域Ｂに対して、測定領域に対応した素子部２３から超音波が送信されるので、超音波受信処理において測定領域外からの超音波が受信される不都合を抑制でき、測定精度の向上を図れる。
　また、Ｘ方向に隣り合う素子部２３から超音波を送信するので、送信される超音波の音圧の低下を抑制できる。
　本実施形態では、受信制御手段３２は、ＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）の位置の共通端子２２１Ｅ１に対して第一バイアス電圧Ｖ１を出力する。つまり、受信制御手段３２は、Ｙ方向に沿って隣り合う第二数（ｉ＋１個）の共通端子２２１Ｅ１（上部電極２２１Ｃ３）に対して第一バイアス電圧Ｖ１を出力する。
　上述のように、超音波送信処理において、駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号を出力することで、Ｙ方向に沿って並ぶ素子部２３からから超音波が出力される。この場合、例えば全ての共通端子２２１Ｅ１に第一バイアス電圧Ｖ１を出力すると、測定領域以外で反射された超音波による受信信号も取得されてしまい、測定精度が低下して、正確な内部断層画像を得られない。これに対して、本実施形態では、上記のように、内部断層画像を取得したい位置に対応した共通端子２２１Ｅ１に第一バイアス電圧Ｖ１が出力され、その他の共通端子２２１Ｅ１に第二バイアス電圧Ｖ２が出力されることで、測定精度を低下させる受信信号が混入せず、測定精度の向上を図れ、精度の高い内部断層画像を得ることができる。
　本実施形態では、送信制御手段３１は、ステップＳ２及びステップＳ３を実施した後、ステップＳ４にて、ＣＨ変数ｕに所定値（例えば「１」）を加算し、ステップＳ２及びステップＳ３を繰り返する。そして、ステップＳ５にてＹｅｓと判定され、Ｘ方向に沿った各位置での測定結果を得た後、ステップＳ６で、ＣＯＭ変数ｖに所定値（例えば「１」）を加算する。
　つまり、Ｘ方向に沿う１つの内部断層画像を形成するために必要なＸ方向に沿った測定結果を得た後、Ｙ方向に測定位置をずらして次の内部断層画像を形成するための測定結果を得る。
　Ｘ方向に沿った内部断層画像をＹ方向に沿って複数取得する場合、Ｙ方向に沿って測定領域を移動させる超音波測定（超音波送信処理及び超音波受信処理）を実施した後、Ｘ方向に超音波の出力位置を移動させる走査処理を行ってもよい。しかしながら、この場合、Ｘ方向に沿った各測定領域Ｂに対する測定タイミングがそれぞれ遅延する。特に生体Ｘを対象とする場合、生体内の器官の位置が時間経過により変化する場合があるため、上記のように、同じ内部断層画像を形成するための受信信号の取得間隔が大きくなると、正確な内部断層画像が得られないおそれがある。これに対して、本実施形態では、１つの内部断層画像を形成するための各受信信号を取得した後、次の内部断層画像を形成するための各受信信号を取得することになるので、時間経過によって生体Ｘ内の器官の位置が変化しても、形成される内部断層画像への影響を低減できる。よって、高精度な内部断層画像を形成することができ、穿刺作業における穿刺成功率を向上させることができる。
　本実施形態では、制御部３は、画像形成手段３３として機能する演算部を有し、生体Ｘに対する超音波測定により得られた受信信号に基づいて、複数位置に対応した各内部断層画像を形成する。
　このため、施術者は、形成された内部断層画像を視認しながら穿刺作業を行うことで、穿刺針１１の先端位置を容易に確認することができ、穿刺成功率を向上させることができる。
［第二実施形態］
　次に、第二実施形態について説明する。
　上述した第一実施形態では、ステップＳ２において、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）に位置する各素子部２３から超音波を送信させ、そのうちのＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）に位置する素子部２３の受信を有効にして受信信号を得る構成や超音波測定方法を例示した。これに対して、第二実施形態では、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）で、かつＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）に対応する位置の素子部２３から超音波を送信させ、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）に属するｉ＋２以上の（例えば全ての）素子部２３の受信を有効にして受信振動を得る点で、上記第一実施形態と相違する。
　なお、以降の説明に辺り、既に説明した構成や方法（ステップ）については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
　本実施形態では、超音波測定装置１は、図１～図７に示すような第一実施形態と同様の構成を有し、図８に示すように、生体Ｘに対して超音波プローブ２を固定して、超音波測定を実施する。この際、本実施形態では、送信制御手段３１及び受信制御手段３２の動作処理の一部が、上記第一実施形態と相違する。
　図１３は、第二実施形態における超音波測定方法を示すフローチャートである。図１４は、第二実施形態における超音波測定方法における素子部２３の駆動順を説明するための図である。
　本実施形態では、第一実施形態と同様、ステップＳ１により、ＣＨ変数ｕ及びＣＯＭ変数ｖを初期化した後、超音波送信処理を実施する（ステップＳ１２）。
　このステップＳ１２では、送信制御手段３１は、第一実施形態のステップＳ２と同様、切替回路２５３を送信接続に切り替え、送信回路２５４と各駆動端子２２１Ｄ１とが接続される状態とする。
　そして、送信制御手段３１は、第二ＭＵＸ２５２を制御して、電圧源２５６から出力される第一バイアス電圧Ｖ１を、ＣＯＭ変数ｖ～ＣＯＭ変数ｖ＋ｉに対応した各共通端子２２１Ｅ１に出力させる。ここで、送信制御手段３１は、第二ＭＵＸ２５２を制御して、その他の共通端子２２１Ｅ１に対して、電圧源２５６との接続が切断された状態、つまり、いずれの回路にも接続されていないフロート状態にする。すなわち、本実施形態の第二ＭＵＸ２５２は、接続切替部として機能する。
　そして、送信制御手段３１は、第一実施形態と同様、第一ＭＵＸ２５１を制御して、ＣＨ変数ｕ～ＣＨ変数ｕ＋ｋに対応する駆動端子２２１Ｄ１に、送信回路２５４からの駆動信号を出力させる。
　例えば、ＣＨ変数ｕ＝１、ＣＯＭ変数ｖ＝１の場合、バイアス電圧ＶＢ１が１５Ｖの場合、図１４の１番目の状態に示すように、ＣＨ（１）～ＣＨ（２）の駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号が出力され、ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（５）の共通端子２２１Ｅ１に０Ｖが出力され、ＣＯＭ（６）～ＣＯＭ（１６）がフロート（Ｆ）となる。このため、ＣＨ（１）～ＣＨ（２）の位置で、かつＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（５）に対応する位置の素子部２３（測定領域に対応する素子部２３）から超音波が送信される。
　この後、受信制御手段３２は、ＣＨ変数ｕ～ＣＨ変数ｕ＋ｋに対応する素子部２３からの受信信号を取得する超音波受信処理を実施する（ステップＳ１３）。
　つまり、本実施形態では、受信制御手段３２は、切替回路２５３を受信接続に切り替え、受信回路２５５と各駆動端子２２１Ｄ１とが接続される状態とする。そして、受信制御手段３２は、第二ＭＵＸ２５２を制御して、電圧源２５６から出力される第一バイアス電圧Ｖ１を、各共通端子２２１Ｅ１（ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（Ｎ））に出力する。例えば、ｕ＝１、ｋ＝１、バイアス電圧ＶＢ１＝１５Ｖの場合では、図１４の２番目の状態に示すように、ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（１６）の素子部２３に対して、共通端子２２１Ｅ１に０Ｖの電圧が出力される。
　したがって、本実施形態では、図１４の２番目の状態に示すように、測定領域に対応した素子部２３とＹ方向に並接される各素子部２３（ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（Ｎ））からの受信信号が受信される。
　この場合、超音波が測定領域に対して送信され、当該測定領域に対してＹ方向に並ぶ位置に対しては超音波が送信されないので、上記のように、ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（Ｎ）に位置する各素子部２３からの受信信号が加算されたとしても、測定領域に対する測定結果（受信信号）が主として反映されることになる。つまり、１つの内部断層画像に対応した受信信号を取得することが可能となる。
　この後、第一実施形態と同様、ステップＳ４からステップＳ９の処理を実施することで、図１４に示すように、アレイ領域２２Ａの全域に対する超音波測定を実施する。なお、ステップＳ５及びステップＳ７において、「Ｎｏ」と判定された場合は、ステップＳ１２に戻る。
　なお、本実施形態では、回路基板２５として、第一実施形態と同一の構成を用いることができるが、電圧源２５６として、第二電圧源２５６Ｂが設けられていなくてもよい。
　［本実施形態の作用効果］
　本実施形態では、超音波送信処理において、測定領域に対応した素子部２３に接続される駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号を出力するとともに、測定領域に対応した素子部２３に接続される共通端子２２１Ｅ１に第一バイアス電圧Ｖ１を出力し、その他の共通端子２２１Ｅ１をフロートにする。
　この場合、共通端子２２１Ｅ１がフロートとなる素子部２３は、駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号が出力されていても、超音波の送信が行われない。よって、測定領域に対して超音波が送信され、その他の領域に超音波が送信されないので、測定領域外にも超音波を送信する場合に比べて、測定領域以外にて反射される超音波が測定領域に対応する素子部２３にて受信される不都合を抑制でき、精度の高い内部断層画像を取得することができる。
［第三実施形態］
　次に、第三実施形態について、説明する。
　上記第一実施形態では、ステップＳ２において、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）に位置する各素子部２３から超音波を送信し、第二実施形態では、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）に位置する各素子部２３からの受信信号を受信した。これに対して第三実施形態では、第二実施形態と同様、測定領域に対応した、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）、かつＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）の位置の素子部２３から超音波を送信し、ＣＨ（ｕ）～ＣＨ（ｕ＋ｋ）、かつＣＯＭ（ｖ）～ＣＯＭ（ｖ＋ｉ）の位置の素子部２３からの受信信号を取得する点で、上記第一及び第二実施形態と相違する。
　本実施形態では、超音波測定装置１は、図１～図７に示すような第一実施形態と同様の構成を有し、図８に示すように、生体Ｘに対して超音波プローブ２を固定して、超音波測定を実施する。この際、本実施形態では、送信制御手段３１及び受信制御手段３２の動作処理の一部が、上記第一実施形態と相違する。
　図１５は、第二実施形態における超音波測定方法を示すフローチャートである。図１６は、第二実施形態における超音波測定方法における素子部２３の駆動順を説明するための図である。
　本実施形態では、ステップＳ１の後、第二実施形態のステップＳ１２と同様の超音波送信処理を実施し、その後、第一実施形態のステップＳ３と同様の超音波受信処理を実施する。例えば、ｕ＝１、ｖ＝１、ｋ＝２、ｉ＝４、バイアス電圧ＶＢ１が１５Ｖの場合、図１６の１番目の図に示すように、ＣＨ（１）～ＣＨ（２）の駆動端子２２１Ｄ１に駆動信号が出力され、ＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（５）の共通端子２２１Ｅ１に第一バイアス電圧Ｖ１として０Ｖが出力され、ＣＯＭ（６）～ＣＯＭ（１６）がフロート（Ｆ）となる。よって、ＣＨ（１）～ＣＨ（２）の位置で、かつＣＯＭ（１）～ＣＯＭ（５）に対応する位置の素子部２３（測定領域に対応する素子部２３）から超音波が送信される。
　また、超音波受信処理では、図１６の２番目の図に示すように、ＣＯＭ（６）～ＣＯＭ（１６）の素子部２３に対して、共通端子２２１Ｅ１に１８Ｖの電圧が出力される。
　この後、第一実施形態と同様、ステップＳ４からステップＳ９の処理を実施する。なお、ステップＳ５及びステップＳ７において、「Ｎｏ」と判定された場合は、ステップＳ１２に戻る。
　［本実施形態の作用効果］
　本実施形態では、第二実施形態と同様、測定領域以外への超音波の送信が抑制される。また、第一実施形態と同様、測定領域に対応する素子部２３以外の他の素子部２３からの受信信号が混入しない。したがって、測定領域に対するより精度の高い超音波測定を実施でき、精度の高い内部断層画像を形成することができる。
［変形例］
　なお、上述の各実施形態は一例であり、そ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。
　例えば、上記第一実施形態において、素子基板２２１は、基部２２１Ａに各々の超音波トランスデューサー２４に対応した開口部２２１Ａ１を備える構成を例示したが、これに限定されない。開口部２２１Ａ１は、超音波送信処理や超音波受信処理での振動膜２２１Ｂの振動領域を規定するものであり、隔壁２２１Ａ２により囲われた開口部２２１Ａ１に限定されない。例えば、基部２２１Ａには、Ｙ方向に長手状の開口部２２１Ａ１が設けられ、当該開口部２２１Ａ１を閉塞する振動膜２２１Ｂ上にＹ方向に沿って圧電素子２２１Ｃを配置する。そして、各圧電素子２２１Ｃ間に、振動膜２２１Ｂと封止板２２２とを接合する接合部を設ける構成としてもよい。このような構成では、開口部２２１Ａ１を構成する基部２２１Ａの隔壁２２１Ａ２と、接合部とにより、１つの超音波トランスデューサー２４における振動膜２２１Ｂの振動領域を規定することができる。また、開口部２２１Ａ１のサイズを比較的大きくできるので、超音波センサー２２の製造効率性も向上する。
　また、上記第一実施形態では、超音波センサー２２として、基部２２１Ａの開口部２２１Ａ１側から超音波が送信され、開口部２２１Ａ１から振動膜２２１Ｂに入力された超音波を受信する例を示したが、これに限定されない。例えば、超音波センサーとして、基部２２１Ａの開口部２２１Ａ１側に封止板２２２が接合され、振動膜２２１Ｂ側から超音波を送信し、振動膜２２１Ｂ側から入力された超音波を受信する構成としてもよい。
　さらに、第一実施形態では、基部２２１Ａの開口部２２１Ａ１を閉塞する振動膜２２１Ｂと圧電素子２２１Ｃとにより超音波トランスデューサー２４が構成される例を示したが、これに限定されない。
　例えば、基板に対して振動膜を所定のエアギャップを介して配置し、基板と振動膜とに前記エアギャップを介して対向する電極を配置する構成としてもよい。この場合、電極間に周期駆動信号を出力させることで、電極間に静電引力を作用させ、振動膜を振動させる構成などとしてもよい。
　上記各実施形態において、Ｘ方向に沿った内部断層画像を取得するために、Ｘ方向に沿った走査処理を行い、当該走査処理を行う位置をＹ方向にずらすことで、複数の内部断層画像に対応した受信信号を取得した。これに対して、例えば、Ｙ方向に沿った走査処理を実施して、当該走査処理を行う位置をＸ方向にずらして、各測定領域に対する受信信号を取得し、Ｘ方向に沿った各測定領域での受信信号を合成することで、Ｘ方向に沿った内部断層画像を形成してもよい。
　その他、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…超音波測定装置、２…超音波プローブ、３…制御部、４…表示部、２２…超音波センサー、２２Ａ…アレイ領域、２２Ｂ…駆動端子領域、２２Ｃ…共通端子領域、２３…素子部、２４…超音波トランスデューサー、２５…回路基板、３１…送信制御手段、３２…受信制御手段、３３…画像形成手段、３４…表示制御手段、５１…内部断層画像、２２１Ｃ…圧電素子、２２１Ｃ１…下部電極、２２１Ｃ２…圧電膜、２２１Ｃ３…上部電極、２２１Ｄ…駆動接続線、２２１Ｄ１…駆動端子、２２１Ｅ…共通接続線、２２１Ｅ１…共通端子、２５１…第一ＭＵＸ、２５２…第二ＭＵＸ、２５３…切替回路、２５４…送信回路、２５５…受信回路、２５６…電圧源、２５６Ａ…第一電圧源、２５６Ｂ…第二電圧源。

Claims (9)

  1. 　第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、
    　前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、
    　前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、
    　前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、
    　前記バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、前記超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を含む
    　ことを特徴とする超音波プローブ。
  2. 　超音波プローブと、前記超音波プローブを制御する制御部と、を備え、
    　前記超音波プローブは、
    　第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、
    　前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、
    　前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、
    　前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、
    　前記バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、前記超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を含む
    　ことを特徴とする超音波測定装置。
  3. 　請求項２に記載の超音波測定装置において、
    　前記制御部は、
    　前記超音波プローブから前記超音波を送信させる超音波送信処理において、前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、第一数の前記駆動電極配線に対して駆動電圧を出力する送信制御手段と、
    　前記超音波プローブで前記超音波を受信させる超音波受信処理において、第二数の前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、その他の前記共通電極配線に対して前記第二バイアス電圧を出力し、前記超音波送信処理において前記駆動電圧が出力された前記第一数の前記駆動電極配線から出力される受信信号を取得する受信制御手段と、
    　を備えることを特徴とする超音波測定装置。
  4. 　請求項３に記載の超音波測定装置において、
    　前記送信制御手段は、前記第一方向に沿って隣り合う前記第一数の前記駆動電極配線に前記駆動電圧を出力する
    　ことを特徴とする超音波測定装置。
  5. 　請求項３又は請求項４に記載の超音波測定装置において、
    　前記受信制御手段は、前記第二方向に沿って隣り合う前記第二数の前記共通電極配線に前記第一バイアス電圧を出力する
    　ことを特徴とする超音波測定装置。
  6. 　請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の超音波測定装置において、
    　前記送信制御手段は、前記駆動電圧を出力する前記駆動電極配線を前記第一方向に沿って切り替えて、前記第一方向に並ぶ所定数の前記超音波トランスデューサーから前記超音波を送信させる走査処理を複数回実施し、
    　前記受信制御手段は、前記走査処理が終了する毎に、前記第一バイアス電圧を出力する前記共通電極配線を前記第二方向に沿って切り替える
    　ことを特徴とする超音波測定装置。
  7. 　請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の超音波測定装置において、
    　前記制御部は、前記第一バイアス電圧が出力された前記超音波トランスデューサーから出力される受信信号に基づいて、対象物の内部断層画像を形成する画像形成手段を備える
    　ことを特徴とする超音波測定装置。
  8. 　第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、前記バイアス電圧出力部は、超音波の受信を有効にする第一バイアス電圧と、前記超音波の受信を無効にする第二バイアス電圧と、を切り替える電圧切替部を有する超音波プローブを用いた超音波測定方法であって、
    　前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、第一数の前記駆動電極配線に対して駆動電圧を出力する超音波送信ステップと、
    　第二数の前記共通電極配線に対して前記第一バイアス電圧を出力し、その他の前記共通電極配線に対して前記第二バイアス電圧を出力し、前記超音波送信ステップにおいて前記駆動電圧が出力された前記第一数の前記駆動電極配線から出力される受信信号を取得する超音波受信ステップと、を実施する
    　ことを特徴とする超音波測定方法。
  9. 　第一方向、及び前記第一方向に交差する第二方向に沿ってアレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサーと、
    　前記第一方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する共通電極配線と、
    　前記第二方向に沿った前記超音波トランスデューサーの各々を結線する駆動電極配線と、
    　前記共通電極配線にバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力部と、を備え、
    　前記バイアス電圧出力部は、前記バイアス電圧を出力する電圧源と、前記共通電極配線との接続及び切断を切り替える接続切替部と、を備える
    　ことを特徴とする超音波プローブ。
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