超音波プローブ
【課題】弾性画像診断を安定して行うことができる無線式の超音波プローブを提供することを目的とする。
【解決手段】プローブ本体１に一体化された圧迫板２の上面には、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷが埋設され、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置が、振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在し、また、筐体３の高さＨの１／２の高さＨ／２より下方に存在する。
【解決手段】プローブ本体１に一体化された圧迫板２の上面には、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷが埋設され、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置が、振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在し、また、筐体３の高さＨの１／２の高さＨ／２より下方に存在する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波プローブに関し、特に、弾性画像診断を行うことができる超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置を用いる診断のひとつに、被検体の組織の局所的硬さを測定する弾性画像診断（エラストグラフィ）がある。これは、例えば、特許文献１に記載されているように、圧迫板を取り付けたプローブで被検体の表面から関心領域を圧迫することにより、応力分布と歪みデータから関心領域の弾性情報を画像化するものである。この関心領域の圧迫は、片手に超音波プローブを持ち、圧迫板を被検体表面に対して垂直方向に押圧することでなされ、関心領域の圧迫量が均一になるように圧迫板を被検体へ押圧することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００５／１２０３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような押圧による測定は、ある程度の経験や熟練度を必要とする。特に、従来から用いられている特許文献１に記載のような有線式のプローブではなく、無線式の超音波プローブは、筐体内に各種基板やバッテリなどを含み、従来の有線式の超音波プローブよりも重くなるため、被検体表面に対して圧迫板を垂直に位置固定し、圧迫板と被検体の接触面の圧迫量が均一になるように押圧して、安定且つ正確な弾性画像診断を行うのは、有線式のプローブの場合と比較して、更に熟練を要することとなる。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、弾性画像診断を安定して行うことができる無線式の超音波プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る超音波プローブは、駆動信号に基づいて振動子アレイから超音波ビームを送信すると共に被検体による超音波エコーを前記振動子アレイで受信して受信信号を生成する超音波プローブであって、振動子アレイと、振動子アレイの送受信回路を有する送受信基板と、診断装置本体と無線通信を行う無線通信回路を有する無線通信基板と、送受信回路および無線通信回路に電源供給するバッテリを収容する筐体と、その筐体に固定され且つ振動子アレイの超音波受信面とほぼ同一面の圧迫面を有する圧迫板とを備え、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線上に存在することを特徴とするものである。
【０００８】
圧迫板は、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側に位置するように配置された複数の重りを備えていることが好ましい。
複数の重りは、それぞれ圧迫板に着脱可能に配置されていてもよい。
バッテリは、振動子アレイの配列のほぼ中心線上に配置されているか、振動子アレイの配列のほぼ中心線上よりも振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置されていることが好ましい。
振動子アレイの超音波送受信面を水平にした時の重心位置は、筐体の高さの１／２より下方に存在することが好ましい。
圧迫板は、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側に複数の圧迫センサを有していてもよい。
圧迫板は、前記筐体に着脱可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、弾性画像診断を安定して行うことができる無線式の超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波プローブを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】実施の形態１に係る超音波プローブを有する超音波診断装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態２に係る超音波プローブの構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】実施の形態３に係る超音波プローブの構成を示す正面図である。
【図５】実施の形態４に係る超音波プローブで用いられた重りを示す図である。
【図６】実施の形態５に係る超音波プローブを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波プローブを示す。この超音波プローブは、プローブ本体１と、圧迫板２と、重りＷからなり、プローブ本体１は、筐体３と、無線通信基板４と、バッテリ５と、送受信基板６と、振動子アレイを有する振動子ユニット７とから構成されている。
【００１２】
圧迫板２は、図１に示されるように、筐体３に固定され、プローブ本体１と一体化して構成されるとともに、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷがその上面に埋設されている。
また、圧迫板２の下面は、弾性画像診断を行う際に被検体の表面を押圧する圧迫面を形成し、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ圧力センサ９が埋設されている。このように、圧迫板２に圧力センサ９を配置すれば、被検体への圧迫量が均一になるように圧迫板２を押圧しているか確認でき、また、その重量も均等に分散することができる。
【００１３】
無線通信基板４、バッテリ５、送受信基板６および振動子ユニット７は、筐体３の内部に収容されている。
バッテリ５は、振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に配置されている。
振動子ユニット７は、振動子アレイ、音響整合層、音響レンズおよびバッキング層等から構成されるものである。
【００１４】
また、この超音波プローブは、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在する。
このような構成であれば、操作者は、片方の手で、超音波プローブを安定した姿勢で被検体に位置固定させることができるため、容易に、被検体表面に対しプローブが垂直になるように押圧することができる。
【００１５】
また、この超音波プローブは、図１（Ａ）に示すように、振動子アレイの超音波受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置は、筐体３の高さＨの１／２の高さＨ／２より下方に存在する。
超音波プローブにおいては、筐体３の最下部に振動子ユニット７を配置する必要があり、この振動子ユニット７を駆動するための送受信基板６を振動子ユニット７の近傍に配置することが望まれるため、重量の大きいバッテリ５は筐体３内の上方に必然的に配置され、プローブの重心位置もプローブの上方になってしまい安定性が悪くなる。しかしながら、この実施の形態１に係る超音波プローブでは、圧迫板２に重りＷを埋設しているため、重心Ｇの位置がプローブ下方に存在することになり、操作者は、より安定な姿勢でプローブを操作することができる。
【００１６】
図２に、この発明の実施の形態１に係る超音波プローブを有する超音波診断装置の構成を示す。プローブ本体１に診断装置本体１０が無線通信により接続されている。
【００１７】
プローブ本体１は、１次元又は２次元の振動子アレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１１を有し、これらトランスデューサ１１にそれぞれ対応して受信信号処理部１２が接続され、さらに受信信号処理部１２にパラレル／シリアル変換部１３を介して無線通信部１４が接続されている。また、複数のトランスデューサ１１に送信駆動部１５を介して送信制御部１６が接続され、複数の受信信号処理部１２に受信制御部１７が接続され、無線通信部１４に通信制御部１８が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部１３、送信制御部１６および受信制御部１７および通信制御部１８にプローブ制御部１９が接続されている。
さらに、プローブ制御部１９には、バッテリ制御部２０を介してバッテリ５と、圧迫板２に埋設されている圧力センサ９とがそれぞれ接続されている。
【００１８】
複数のトランスデューサ１１は、それぞれ送信駆動部１５から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各トランスデューサ１１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや単結晶、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１９】
送信駆動部１５は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部１６によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１１から送信される超音波が被検体内の組織のエリアをカバーする幅広の超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数のトランスデューサ１１に供給する。
【００２０】
各チャンネルの受信信号処理部１２は、受信制御部１７の制御の下で、対応するトランスデューサ１１から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含むサンプルデータを生成する。受信信号処理部１２は、複素ベースバンド信号をサンプリングして得られるデータに高能率符号化のためのデータ圧縮処理を施すことによりサンプルデータを生成してもよい。
パラレル／シリアル変換部１３は、複数チャンネルの受信信号処理部１２によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。
【００２１】
無線通信部１４は、シリアルのサンプルデータに基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、シリアルのサンプルデータを送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。
無線通信部１４は、診断装置本体１０との間で無線通信を行うことにより、サンプルデータを診断装置本体１０に送信すると共に、診断装置本体１０から各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部１８に出力する。通信制御部１８は、プローブ制御部１９によって設定された送信電波強度でサンプルデータの送信が行われるように無線通信部１４を制御すると共に、無線通信部１４が受信した各種の制御信号をプローブ制御部１９に出力する。
【００２２】
プローブ制御部１９は、診断装置本体１０から伝送される各種の制御信号に基づいて、プローブ本体１の各部の制御を行う。なお、プローブ制御部１９は、圧迫板２の下部に配置されている圧力センサ９の出力信号が入力されるように構成されている。
バッテリ５は、プローブ本体１の電源として機能し、プローブ本体１内の電力を必要とする各部に電力を供給する。バッテリ制御部２０は、バッテリ５からプローブ本体１内各部への電力供給を制御する。
また、プローブ本体１は、リニアスキャン方式、セクタスキャン方式等の走査方式が採用される。
【００２３】
一方、診断装置本体１０は、無線通信部２１を有し、この無線通信部２１にシリアル／パラレル変換部２２を介してデータ格納部２３が接続され、データ格納部２３に画像生成部２４が接続されている。さらに、画像生成部２４に表示制御部２５を介して表示部２６が接続されている。また、無線通信部２１に通信制御部２７が接続され、シリアル／パラレル変換部２２、画像生成部２４、表示制御部２５および通信制御部２７に本体制御部２８が接続されている。さらに、本体制御部２８には、オペレータが入力操作を行うための操作部２９および動作プログラムを格納する格納部３０がそれぞれ接続されている。
【００２４】
無線通信部２１は、プローブ本体１との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号をプローブ本体１に送信する。また、無線通信部２１は、アンテナによって受信される信号を復調することにより、シリアルのサンプルデータを出力する。
通信制御部２７は、本体制御部２８によって設定された送信電波強度で各種の制御信号の送信が行われるように無線通信部２１を制御する。
シリアル／パラレル変換部２２は、無線通信部２１から出力されるシリアルのサンプルデータを、パラレルのサンプルデータに変換する。データ格納部２３は、メモリまたはハードディスク等によって構成され、シリアル／パラレル変換部２２によって変換された少なくとも１フレーム分のサンプルデータを格納する。
画像生成部２４は、データ格納部２３から読み出される１フレーム毎のサンプルデータに受信フォーカス処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。画像生成部２４は、整相加算部３１と画像処理部３２とを含んでいる。
【００２５】
整相加算部３１は、本体制御部２８において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、サンプルデータによって表される複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００２６】
画像処理部３２は、整相加算部３１によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像処理部３２は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：デジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
表示制御部２５は、画像生成部２４によって生成される画像信号に基づいて、表示部２６に超音波診断画像を表示させる。表示部２６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部２５の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００２７】
また、画像生成部２４の整相加算部３１に弾性情報演算部３３が接続され、この弾性情報演算部３３に表示制御部２５と本体制御部２８が接続されている。
本体制御部２８は、プローブ本体１から送信される各種の制御信号等に基づいて、診断装置本体１０内の各部の制御を行うものである。本体制御部２８は、無線通信を介して超音波プローブ１のプローブ制御部１９と接続されており、超音波プローブ１を圧迫板２に取り付けて弾性画像診断を行う場合に、無線通信およびプローブ制御部１９を介して圧力センサ９の出力信号を入力し、弾性情報演算部３３へ出力する。
弾性情報演算部３３は、本体制御部２８の制御の下で、画像生成部２４の整相加算部３１で生成された音線信号と、本体制御部２８から入力された圧力センサ９の出力信号とに基づき、応力分布と歪みデータから関心領域の弾性情報を演算すると共に弾性情報を画像化して表示制御部２５へ出力する。
【００２８】
このような診断装置本体１０において、シリアル／パラレル変換部２２、画像生成部２４、表示制御部２５、通信制御部２７、本体制御部２８および弾性情報演算部３３は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムは、格納部３０に格納される。格納部３０における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００２９】
なお、図１に示すプローブ本体１の無線通信基板４には、無線通信部１４および通信制御部１８が搭載され、送受信基板６には、受信信号処理部１２、パラレル／シリアル変換部１３、送信駆動部１５、送信制御部１６、受信制御部１７、プローブ制御部１９およびバッテリ制御部２０が搭載されている。
【００３０】
また、実施の形態１に係る超音波プローブの重量は、特に限定されるものではないが、各部材の重量が、例えば、筐体３は４０ｇ、無線通信基板４は１０ｇ、バッテリ５は４０ｇ、受信処理基板６は３０ｇ、振動子ユニット７は２０ｇ、圧迫板２は４０ｇ、重りＷは１個７ｇであるような超音波プローブが挙げられる。
【００３１】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
まず、弾性画像診断を行う場合には、操作者は、圧迫板が取り付けられた超音波プローブを片手で持ち、圧迫板２の下面を被検体の表面に当接し、押圧しながら測定を行う。プローブ本体１の送信駆動部１５から供給される駆動信号に従って複数のトランスデューサ１１から超音波が送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各トランスデューサ１１から出力された受信信号がそれぞれ対応する受信信号処理部１２に供給されてサンプルデータが生成され、パラレル／シリアル変換部１３でシリアル化された後に無線通信部１４から診断装置本体１０へ無線伝送される。診断装置本体１０の無線通信部２１で受信されたサンプルデータは、シリアル／パラレル変換部２２でパラレルのデータに変換され、データ格納部２３に格納される。さらに、データ格納部２３から１フレーム毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部２４へ送られる。これと同時に、圧迫板２の下部に配置された圧力センサ９の出力信号がプローブ制御部１９を介して、無線通信部１４から診断装置本体１０へ無線伝送され、診断装置本体１０の無線通信部２１で受信された後、本体制御部２８を介して弾性情報演算部３３に入力される。弾性情報演算部３３により、画像生成部２４の整相加算部３１で生成された音線信号と、圧力センサ９の出力信号とに基づき、応力分布と歪みデータから関心領域の弾性情報が演算され、弾性情報が画像化されて表示制御部２５へ出力される。そして、表示制御部２５により、弾性画像が表示部９に表示される。
【００３２】
このような超音波プローブであれば、プローブの重心Ｇの位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在しているため、操作者は、被検体に対して圧迫板２を安定した姿勢で押圧し位置固定することができる。
また、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷが配置されているため、振動子アレイの配列方向に垂直な面内における傾き、いわゆる「あおり」を生じにくく、圧迫板２を安定した姿勢に保持することができる。このため、正確に且つ容易に弾性画像診断を行うことが可能となる。
さらに、圧迫板２に複数の重りＷを埋設するため、振動子アレイの超音波受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置は、筐体３の高さＨの１／２の高さＨ／２より下方に存在させることができ、超音波プローブをより安定した姿勢で操作することができる。
【００３３】
なお、実施の形態１では、圧迫板２の上面側に重りＷを埋設したが、これに限定されず、圧迫板２の下面側に重りＷを埋設してもよい。
【００３４】
実施の形態２
図３に実施の形態２に係る超音波プローブを示す。この超音波プローブは、実施の形態１の装置において、バッテリ５を、振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に配置する代わりに、バッテリ５を、振動子アレイのほぼ中心線Ｃ上よりも振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置し、且つ、圧迫板２に埋設された重りＷを、振動子アレイの配列の中心線Ｃに対してバッテリ５とは反対側で且つ振動子アレイの配列方向の両側に、それぞれ配置したものである。
【００３５】
長時間使用するために必要な電力を供給する目的で、バッテリ５の形状および重量がさらに大きいものを使用する必要がある場合等、筐体内の配置の都合上、図３に示されるように、バッテリ５が振動子アレイの配列の中心線Ｃに対してずれた位置に配置されるときには、重心Ｇの位置は、振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃに対してバッテリ５側にずれてしまう。
しかしながら、この超音波プローブでは、バッテリ５との重量バランスを取るために図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、バッテリ５とは反対側で且つ振動子アレイの配列方向の両側に、それぞれ重りＷが圧迫板２の上面に埋設されているので、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置も振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在させることができる。
【００３６】
このように、プローブ本体１内のバッテリ５を振動子アレイのほぼ中心線Ｃ上よりも振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置したものであっても、実施の形態１と同様に、操作者は、プローブの重心Ｇの位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在する超音波プローブを用いることになるため、被検体に対して圧迫板２を安定した姿勢で押圧することができ、正確に且つ容易に弾性画像診断を行うことができる。
【００３７】
実施の形態３
実施の形態１では、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷが埋設された圧迫板２を用いたが、重りＷの数は限定されるものではなく、例えば図４に示されるように、振動子アレイの両側にそれぞれ複数の重りＷを配置してもよい。
また、実施の形態２においても同様に、振動子アレイの配列の中心線Ｃに対してバッテリ５とは反対側で且つ振動子アレイの配列方向の両側に、それぞれ重りＷが埋設された圧迫板２を用いたが、重りＷの数は限定されるものではなく、例えば、図４に示されるように、振動子アレイの両側にそれぞれ複数の重りＷを配置してもよい。
【００３８】
実施の形態４
実施の形態１では、プローブの重量バランスを取るために圧迫板２の上面に埋設された重りＷを用いたが、これに限定されるものでなく、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示されるように圧迫板２に着脱可能な重りを用いることもできる。
【００３９】
図５（Ａ）に示すように、圧迫板２の上面に形成されたねじ孔３４にねじ込む形式の重りＷであってもよい。このようなねじ孔３４および重りＷを用いれば、重りＷを圧迫板２に確実に固定することができ、且つ、取り外しが容易であり、弾性画像診断の環境等に応じて重りＷの重量を適宜調整することができる。
また、図５（Ｂ）に示すように、圧迫板２の上面に溝３５を形成し、重りＷの下半部を溝３５に嵌入させることで重りＷを圧迫板２に取り付けるようにしてもよい。このような形態の重りＷであれば、圧迫板２への着脱が容易となる。
【００４０】
実施の形態５
実施の形態１では、プローブ本体１の筐体３と圧迫板２とが一体となった超音波プローブを用いたが、これに限定されるものではなく、圧迫板がプローブ本体から取り外し可能な超音波プローブを用いることもできる。
【００４１】
実施の形態５に係る超音波プローブは、図６に示すような、筐体３に圧迫板３６を脱着させるための脱着手段３７を有している。
圧迫板３６は、プローブ本体１の下部を挿入するための開口部３８を有すると共に、開口部３８に連通する溝３９を有しており、脱着手段３７は、圧迫板３６の溝３９内にスライド可能に挿入された固定部材４１と、この固定部材４１を圧迫板３６の開口部３８の方向へ付勢するバネ４０から構成されている。固定部材４１には、圧迫板３６の開口部３８の方向を向いた凸部４２と、溝３９から圧迫板３６の上面に突出するつまみ４３が形成されている。また、プローブ本体１の側部には、固定部材４１の凸部４２に対応した凹部４４が形成されている。
圧迫板３６にプローブ本体１を装着する際には、プローブ本体１の下部が圧迫板３６の開口部３８に挿入されるに従って、プローブ本体１の下部により固定部材４１が一旦溝３９の内部へ押し込まれ、プローブ本体１の凹部４４が固定部材４１の凸部４２に対応する位置に達すると、バネ４０の付勢力によって固定部材４１がプローブ本体１の方向へ移動し、固定部材４１の凸部４２がプローブ本体１の凹部４４に嵌合する。これにより、圧迫板３６へのプローブ本体１の装着が完了する。
つまみ４３に手を掛けて固定部材４１をプローブ本体１から離れる方向へ移動させることで、固定部材４１の凸部４２とプローブ本体１の凹部４４との嵌合が解除され、圧迫板３６をプローブ本体１から取り外すことができる。
【００４２】
なお、プローブ本体１を圧迫板３６に取り付けたときに、プローブ本体１に配設されている図示しない電極と圧迫板３６に配置された図示しない電極とが互いに接触する、等の手段により、プローブ制御部１９には、圧迫板３６の圧迫面に配置されている圧力センサ９の出力信号が入力されるように構成されている。
【００４３】
このような超音波プローブであれば、弾性画像診断を伴わない通常の超音波診断においても、プローブ本体１から圧迫板３６を容易に取り外し、プローブ本体１のみを使用して診断を行うことができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ プローブ本体、２、３６ 圧迫板、３ 筐体、４ 無線通信基板、５ バッテリ、６ 送受信基板、７ 振動子ユニット、９ 圧力センサ、１０ 診断装置本体、１１ トランスデューサ、１２ 受信信号処理部、１３ パラレル／シリアル変換部、１４ 無線通信部、１５ 送信駆動部、１６ 送信制御部、１７ 受信制御部、１８ 通信制御部、１９ プローブ制御部、２０ バッテリ制御部、２１無線通信部、２２ シリアル／パラレル変換部、２３ データ格納部、２４ 画像生成部、２５ 表示制御部、２６ 表示部、２７ 通信制御部、２８ 本体制御部、２９ 操作部、３０ 格納部、３１ 弾性情報演算部、３２ 整相加算部、３３ 画像処理部、３４ ねじ孔、３５ 溝、３７ 脱着手段、３８ 開口部、３９ 溝、４０ バネ、４１ 固定部材、４２ 凸部、４３ つまみ、４４ 凹部、Ｇ 重心、Ｗ 重り。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波プローブに関し、特に、弾性画像診断を行うことができる超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置を用いる診断のひとつに、被検体の組織の局所的硬さを測定する弾性画像診断（エラストグラフィ）がある。これは、例えば、特許文献１に記載されているように、圧迫板を取り付けたプローブで被検体の表面から関心領域を圧迫することにより、応力分布と歪みデータから関心領域の弾性情報を画像化するものである。この関心領域の圧迫は、片手に超音波プローブを持ち、圧迫板を被検体表面に対して垂直方向に押圧することでなされ、関心領域の圧迫量が均一になるように圧迫板を被検体へ押圧することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００５／１２０３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような押圧による測定は、ある程度の経験や熟練度を必要とする。特に、従来から用いられている特許文献１に記載のような有線式のプローブではなく、無線式の超音波プローブは、筐体内に各種基板やバッテリなどを含み、従来の有線式の超音波プローブよりも重くなるため、被検体表面に対して圧迫板を垂直に位置固定し、圧迫板と被検体の接触面の圧迫量が均一になるように押圧して、安定且つ正確な弾性画像診断を行うのは、有線式のプローブの場合と比較して、更に熟練を要することとなる。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、弾性画像診断を安定して行うことができる無線式の超音波プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る超音波プローブは、駆動信号に基づいて振動子アレイから超音波ビームを送信すると共に被検体による超音波エコーを前記振動子アレイで受信して受信信号を生成する超音波プローブであって、振動子アレイと、振動子アレイの送受信回路を有する送受信基板と、診断装置本体と無線通信を行う無線通信回路を有する無線通信基板と、送受信回路および無線通信回路に電源供給するバッテリを収容する筐体と、その筐体に固定され且つ振動子アレイの超音波受信面とほぼ同一面の圧迫面を有する圧迫板とを備え、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線上に存在することを特徴とするものである。
【０００８】
圧迫板は、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側に位置するように配置された複数の重りを備えていることが好ましい。
複数の重りは、それぞれ圧迫板に着脱可能に配置されていてもよい。
バッテリは、振動子アレイの配列のほぼ中心線上に配置されているか、振動子アレイの配列のほぼ中心線上よりも振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置されていることが好ましい。
振動子アレイの超音波送受信面を水平にした時の重心位置は、筐体の高さの１／２より下方に存在することが好ましい。
圧迫板は、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側に複数の圧迫センサを有していてもよい。
圧迫板は、前記筐体に着脱可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、弾性画像診断を安定して行うことができる無線式の超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波プローブを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】実施の形態１に係る超音波プローブを有する超音波診断装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態２に係る超音波プローブの構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】実施の形態３に係る超音波プローブの構成を示す正面図である。
【図５】実施の形態４に係る超音波プローブで用いられた重りを示す図である。
【図６】実施の形態５に係る超音波プローブを示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波プローブを示す。この超音波プローブは、プローブ本体１と、圧迫板２と、重りＷからなり、プローブ本体１は、筐体３と、無線通信基板４と、バッテリ５と、送受信基板６と、振動子アレイを有する振動子ユニット７とから構成されている。
【００１２】
圧迫板２は、図１に示されるように、筐体３に固定され、プローブ本体１と一体化して構成されるとともに、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷがその上面に埋設されている。
また、圧迫板２の下面は、弾性画像診断を行う際に被検体の表面を押圧する圧迫面を形成し、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ圧力センサ９が埋設されている。このように、圧迫板２に圧力センサ９を配置すれば、被検体への圧迫量が均一になるように圧迫板２を押圧しているか確認でき、また、その重量も均等に分散することができる。
【００１３】
無線通信基板４、バッテリ５、送受信基板６および振動子ユニット７は、筐体３の内部に収容されている。
バッテリ５は、振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に配置されている。
振動子ユニット７は、振動子アレイ、音響整合層、音響レンズおよびバッキング層等から構成されるものである。
【００１４】
また、この超音波プローブは、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在する。
このような構成であれば、操作者は、片方の手で、超音波プローブを安定した姿勢で被検体に位置固定させることができるため、容易に、被検体表面に対しプローブが垂直になるように押圧することができる。
【００１５】
また、この超音波プローブは、図１（Ａ）に示すように、振動子アレイの超音波受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置は、筐体３の高さＨの１／２の高さＨ／２より下方に存在する。
超音波プローブにおいては、筐体３の最下部に振動子ユニット７を配置する必要があり、この振動子ユニット７を駆動するための送受信基板６を振動子ユニット７の近傍に配置することが望まれるため、重量の大きいバッテリ５は筐体３内の上方に必然的に配置され、プローブの重心位置もプローブの上方になってしまい安定性が悪くなる。しかしながら、この実施の形態１に係る超音波プローブでは、圧迫板２に重りＷを埋設しているため、重心Ｇの位置がプローブ下方に存在することになり、操作者は、より安定な姿勢でプローブを操作することができる。
【００１６】
図２に、この発明の実施の形態１に係る超音波プローブを有する超音波診断装置の構成を示す。プローブ本体１に診断装置本体１０が無線通信により接続されている。
【００１７】
プローブ本体１は、１次元又は２次元の振動子アレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１１を有し、これらトランスデューサ１１にそれぞれ対応して受信信号処理部１２が接続され、さらに受信信号処理部１２にパラレル／シリアル変換部１３を介して無線通信部１４が接続されている。また、複数のトランスデューサ１１に送信駆動部１５を介して送信制御部１６が接続され、複数の受信信号処理部１２に受信制御部１７が接続され、無線通信部１４に通信制御部１８が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部１３、送信制御部１６および受信制御部１７および通信制御部１８にプローブ制御部１９が接続されている。
さらに、プローブ制御部１９には、バッテリ制御部２０を介してバッテリ５と、圧迫板２に埋設されている圧力センサ９とがそれぞれ接続されている。
【００１８】
複数のトランスデューサ１１は、それぞれ送信駆動部１５から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各トランスデューサ１１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや単結晶、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１９】
送信駆動部１５は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部１６によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１１から送信される超音波が被検体内の組織のエリアをカバーする幅広の超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数のトランスデューサ１１に供給する。
【００２０】
各チャンネルの受信信号処理部１２は、受信制御部１７の制御の下で、対応するトランスデューサ１１から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含むサンプルデータを生成する。受信信号処理部１２は、複素ベースバンド信号をサンプリングして得られるデータに高能率符号化のためのデータ圧縮処理を施すことによりサンプルデータを生成してもよい。
パラレル／シリアル変換部１３は、複数チャンネルの受信信号処理部１２によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。
【００２１】
無線通信部１４は、シリアルのサンプルデータに基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、シリアルのサンプルデータを送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。
無線通信部１４は、診断装置本体１０との間で無線通信を行うことにより、サンプルデータを診断装置本体１０に送信すると共に、診断装置本体１０から各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部１８に出力する。通信制御部１８は、プローブ制御部１９によって設定された送信電波強度でサンプルデータの送信が行われるように無線通信部１４を制御すると共に、無線通信部１４が受信した各種の制御信号をプローブ制御部１９に出力する。
【００２２】
プローブ制御部１９は、診断装置本体１０から伝送される各種の制御信号に基づいて、プローブ本体１の各部の制御を行う。なお、プローブ制御部１９は、圧迫板２の下部に配置されている圧力センサ９の出力信号が入力されるように構成されている。
バッテリ５は、プローブ本体１の電源として機能し、プローブ本体１内の電力を必要とする各部に電力を供給する。バッテリ制御部２０は、バッテリ５からプローブ本体１内各部への電力供給を制御する。
また、プローブ本体１は、リニアスキャン方式、セクタスキャン方式等の走査方式が採用される。
【００２３】
一方、診断装置本体１０は、無線通信部２１を有し、この無線通信部２１にシリアル／パラレル変換部２２を介してデータ格納部２３が接続され、データ格納部２３に画像生成部２４が接続されている。さらに、画像生成部２４に表示制御部２５を介して表示部２６が接続されている。また、無線通信部２１に通信制御部２７が接続され、シリアル／パラレル変換部２２、画像生成部２４、表示制御部２５および通信制御部２７に本体制御部２８が接続されている。さらに、本体制御部２８には、オペレータが入力操作を行うための操作部２９および動作プログラムを格納する格納部３０がそれぞれ接続されている。
【００２４】
無線通信部２１は、プローブ本体１との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号をプローブ本体１に送信する。また、無線通信部２１は、アンテナによって受信される信号を復調することにより、シリアルのサンプルデータを出力する。
通信制御部２７は、本体制御部２８によって設定された送信電波強度で各種の制御信号の送信が行われるように無線通信部２１を制御する。
シリアル／パラレル変換部２２は、無線通信部２１から出力されるシリアルのサンプルデータを、パラレルのサンプルデータに変換する。データ格納部２３は、メモリまたはハードディスク等によって構成され、シリアル／パラレル変換部２２によって変換された少なくとも１フレーム分のサンプルデータを格納する。
画像生成部２４は、データ格納部２３から読み出される１フレーム毎のサンプルデータに受信フォーカス処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。画像生成部２４は、整相加算部３１と画像処理部３２とを含んでいる。
【００２５】
整相加算部３１は、本体制御部２８において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、サンプルデータによって表される複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００２６】
画像処理部３２は、整相加算部３１によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像処理部３２は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：デジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
表示制御部２５は、画像生成部２４によって生成される画像信号に基づいて、表示部２６に超音波診断画像を表示させる。表示部２６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部２５の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００２７】
また、画像生成部２４の整相加算部３１に弾性情報演算部３３が接続され、この弾性情報演算部３３に表示制御部２５と本体制御部２８が接続されている。
本体制御部２８は、プローブ本体１から送信される各種の制御信号等に基づいて、診断装置本体１０内の各部の制御を行うものである。本体制御部２８は、無線通信を介して超音波プローブ１のプローブ制御部１９と接続されており、超音波プローブ１を圧迫板２に取り付けて弾性画像診断を行う場合に、無線通信およびプローブ制御部１９を介して圧力センサ９の出力信号を入力し、弾性情報演算部３３へ出力する。
弾性情報演算部３３は、本体制御部２８の制御の下で、画像生成部２４の整相加算部３１で生成された音線信号と、本体制御部２８から入力された圧力センサ９の出力信号とに基づき、応力分布と歪みデータから関心領域の弾性情報を演算すると共に弾性情報を画像化して表示制御部２５へ出力する。
【００２８】
このような診断装置本体１０において、シリアル／パラレル変換部２２、画像生成部２４、表示制御部２５、通信制御部２７、本体制御部２８および弾性情報演算部３３は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムは、格納部３０に格納される。格納部３０における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００２９】
なお、図１に示すプローブ本体１の無線通信基板４には、無線通信部１４および通信制御部１８が搭載され、送受信基板６には、受信信号処理部１２、パラレル／シリアル変換部１３、送信駆動部１５、送信制御部１６、受信制御部１７、プローブ制御部１９およびバッテリ制御部２０が搭載されている。
【００３０】
また、実施の形態１に係る超音波プローブの重量は、特に限定されるものではないが、各部材の重量が、例えば、筐体３は４０ｇ、無線通信基板４は１０ｇ、バッテリ５は４０ｇ、受信処理基板６は３０ｇ、振動子ユニット７は２０ｇ、圧迫板２は４０ｇ、重りＷは１個７ｇであるような超音波プローブが挙げられる。
【００３１】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
まず、弾性画像診断を行う場合には、操作者は、圧迫板が取り付けられた超音波プローブを片手で持ち、圧迫板２の下面を被検体の表面に当接し、押圧しながら測定を行う。プローブ本体１の送信駆動部１５から供給される駆動信号に従って複数のトランスデューサ１１から超音波が送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各トランスデューサ１１から出力された受信信号がそれぞれ対応する受信信号処理部１２に供給されてサンプルデータが生成され、パラレル／シリアル変換部１３でシリアル化された後に無線通信部１４から診断装置本体１０へ無線伝送される。診断装置本体１０の無線通信部２１で受信されたサンプルデータは、シリアル／パラレル変換部２２でパラレルのデータに変換され、データ格納部２３に格納される。さらに、データ格納部２３から１フレーム毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部２４へ送られる。これと同時に、圧迫板２の下部に配置された圧力センサ９の出力信号がプローブ制御部１９を介して、無線通信部１４から診断装置本体１０へ無線伝送され、診断装置本体１０の無線通信部２１で受信された後、本体制御部２８を介して弾性情報演算部３３に入力される。弾性情報演算部３３により、画像生成部２４の整相加算部３１で生成された音線信号と、圧力センサ９の出力信号とに基づき、応力分布と歪みデータから関心領域の弾性情報が演算され、弾性情報が画像化されて表示制御部２５へ出力される。そして、表示制御部２５により、弾性画像が表示部９に表示される。
【００３２】
このような超音波プローブであれば、プローブの重心Ｇの位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在しているため、操作者は、被検体に対して圧迫板２を安定した姿勢で押圧し位置固定することができる。
また、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷが配置されているため、振動子アレイの配列方向に垂直な面内における傾き、いわゆる「あおり」を生じにくく、圧迫板２を安定した姿勢に保持することができる。このため、正確に且つ容易に弾性画像診断を行うことが可能となる。
さらに、圧迫板２に複数の重りＷを埋設するため、振動子アレイの超音波受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置は、筐体３の高さＨの１／２の高さＨ／２より下方に存在させることができ、超音波プローブをより安定した姿勢で操作することができる。
【００３３】
なお、実施の形態１では、圧迫板２の上面側に重りＷを埋設したが、これに限定されず、圧迫板２の下面側に重りＷを埋設してもよい。
【００３４】
実施の形態２
図３に実施の形態２に係る超音波プローブを示す。この超音波プローブは、実施の形態１の装置において、バッテリ５を、振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に配置する代わりに、バッテリ５を、振動子アレイのほぼ中心線Ｃ上よりも振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置し、且つ、圧迫板２に埋設された重りＷを、振動子アレイの配列の中心線Ｃに対してバッテリ５とは反対側で且つ振動子アレイの配列方向の両側に、それぞれ配置したものである。
【００３５】
長時間使用するために必要な電力を供給する目的で、バッテリ５の形状および重量がさらに大きいものを使用する必要がある場合等、筐体内の配置の都合上、図３に示されるように、バッテリ５が振動子アレイの配列の中心線Ｃに対してずれた位置に配置されるときには、重心Ｇの位置は、振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃに対してバッテリ５側にずれてしまう。
しかしながら、この超音波プローブでは、バッテリ５との重量バランスを取るために図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、バッテリ５とは反対側で且つ振動子アレイの配列方向の両側に、それぞれ重りＷが圧迫板２の上面に埋設されているので、振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心Ｇの位置も振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在させることができる。
【００３６】
このように、プローブ本体１内のバッテリ５を振動子アレイのほぼ中心線Ｃ上よりも振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置したものであっても、実施の形態１と同様に、操作者は、プローブの重心Ｇの位置が振動子アレイの配列方向および振動子アレイの配列方向に直交する方向に関して振動子アレイの配列のほぼ中心線Ｃ上に存在する超音波プローブを用いることになるため、被検体に対して圧迫板２を安定した姿勢で押圧することができ、正確に且つ容易に弾性画像診断を行うことができる。
【００３７】
実施の形態３
実施の形態１では、振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ振動子アレイの両側にそれぞれ重りＷが埋設された圧迫板２を用いたが、重りＷの数は限定されるものではなく、例えば図４に示されるように、振動子アレイの両側にそれぞれ複数の重りＷを配置してもよい。
また、実施の形態２においても同様に、振動子アレイの配列の中心線Ｃに対してバッテリ５とは反対側で且つ振動子アレイの配列方向の両側に、それぞれ重りＷが埋設された圧迫板２を用いたが、重りＷの数は限定されるものではなく、例えば、図４に示されるように、振動子アレイの両側にそれぞれ複数の重りＷを配置してもよい。
【００３８】
実施の形態４
実施の形態１では、プローブの重量バランスを取るために圧迫板２の上面に埋設された重りＷを用いたが、これに限定されるものでなく、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示されるように圧迫板２に着脱可能な重りを用いることもできる。
【００３９】
図５（Ａ）に示すように、圧迫板２の上面に形成されたねじ孔３４にねじ込む形式の重りＷであってもよい。このようなねじ孔３４および重りＷを用いれば、重りＷを圧迫板２に確実に固定することができ、且つ、取り外しが容易であり、弾性画像診断の環境等に応じて重りＷの重量を適宜調整することができる。
また、図５（Ｂ）に示すように、圧迫板２の上面に溝３５を形成し、重りＷの下半部を溝３５に嵌入させることで重りＷを圧迫板２に取り付けるようにしてもよい。このような形態の重りＷであれば、圧迫板２への着脱が容易となる。
【００４０】
実施の形態５
実施の形態１では、プローブ本体１の筐体３と圧迫板２とが一体となった超音波プローブを用いたが、これに限定されるものではなく、圧迫板がプローブ本体から取り外し可能な超音波プローブを用いることもできる。
【００４１】
実施の形態５に係る超音波プローブは、図６に示すような、筐体３に圧迫板３６を脱着させるための脱着手段３７を有している。
圧迫板３６は、プローブ本体１の下部を挿入するための開口部３８を有すると共に、開口部３８に連通する溝３９を有しており、脱着手段３７は、圧迫板３６の溝３９内にスライド可能に挿入された固定部材４１と、この固定部材４１を圧迫板３６の開口部３８の方向へ付勢するバネ４０から構成されている。固定部材４１には、圧迫板３６の開口部３８の方向を向いた凸部４２と、溝３９から圧迫板３６の上面に突出するつまみ４３が形成されている。また、プローブ本体１の側部には、固定部材４１の凸部４２に対応した凹部４４が形成されている。
圧迫板３６にプローブ本体１を装着する際には、プローブ本体１の下部が圧迫板３６の開口部３８に挿入されるに従って、プローブ本体１の下部により固定部材４１が一旦溝３９の内部へ押し込まれ、プローブ本体１の凹部４４が固定部材４１の凸部４２に対応する位置に達すると、バネ４０の付勢力によって固定部材４１がプローブ本体１の方向へ移動し、固定部材４１の凸部４２がプローブ本体１の凹部４４に嵌合する。これにより、圧迫板３６へのプローブ本体１の装着が完了する。
つまみ４３に手を掛けて固定部材４１をプローブ本体１から離れる方向へ移動させることで、固定部材４１の凸部４２とプローブ本体１の凹部４４との嵌合が解除され、圧迫板３６をプローブ本体１から取り外すことができる。
【００４２】
なお、プローブ本体１を圧迫板３６に取り付けたときに、プローブ本体１に配設されている図示しない電極と圧迫板３６に配置された図示しない電極とが互いに接触する、等の手段により、プローブ制御部１９には、圧迫板３６の圧迫面に配置されている圧力センサ９の出力信号が入力されるように構成されている。
【００４３】
このような超音波プローブであれば、弾性画像診断を伴わない通常の超音波診断においても、プローブ本体１から圧迫板３６を容易に取り外し、プローブ本体１のみを使用して診断を行うことができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ プローブ本体、２、３６ 圧迫板、３ 筐体、４ 無線通信基板、５ バッテリ、６ 送受信基板、７ 振動子ユニット、９ 圧力センサ、１０ 診断装置本体、１１ トランスデューサ、１２ 受信信号処理部、１３ パラレル／シリアル変換部、１４ 無線通信部、１５ 送信駆動部、１６ 送信制御部、１７ 受信制御部、１８ 通信制御部、１９ プローブ制御部、２０ バッテリ制御部、２１無線通信部、２２ シリアル／パラレル変換部、２３ データ格納部、２４ 画像生成部、２５ 表示制御部、２６ 表示部、２７ 通信制御部、２８ 本体制御部、２９ 操作部、３０ 格納部、３１ 弾性情報演算部、３２ 整相加算部、３３ 画像処理部、３４ ねじ孔、３５ 溝、３７ 脱着手段、３８ 開口部、３９ 溝、４０ バネ、４１ 固定部材、４２ 凸部、４３ つまみ、４４ 凹部、Ｇ 重心、Ｗ 重り。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号に基づいて振動子アレイから超音波ビームを送信すると共に被検体による超音波エコーを前記振動子アレイで受信して受信信号を生成する超音波プローブであって、
前記振動子アレイと、
前記振動子アレイの送受信回路を有する送受信基板と、
診断装置本体と無線通信を行う無線通信回路を有する無線通信基板と、
前記送受信回路および前記無線通信回路に電源供給するバッテリ
を収容する筐体と、
前記筐体に固定され且つ前記振動子アレイの超音波受信面とほぼ同一面の圧迫面を有する圧迫板と
を備え、前記振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心位置が前記振動子アレイの配列方向および前記振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して前記振動子アレイの配列のほぼ中心線上に存在することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記圧迫板は、前記振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ前記振動子アレイの両側に位置するように配置された複数の重りを備える請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記複数の重りは、それぞれ前記圧迫板に着脱可能に配置されている請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記バッテリは、前記振動子アレイの配列のほぼ中心線上に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記バッテリは、前記振動子アレイの配列のほぼ中心線上よりも前記振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記振動子アレイの超音波送受信面を水平にした時の重心位置は、前記筐体の高さの１／２より下方に存在する請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記圧迫板は、前記振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ前記振動子アレイの両側に複数の圧迫センサを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記圧迫板は、前記筐体に着脱可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項１】
駆動信号に基づいて振動子アレイから超音波ビームを送信すると共に被検体による超音波エコーを前記振動子アレイで受信して受信信号を生成する超音波プローブであって、
前記振動子アレイと、
前記振動子アレイの送受信回路を有する送受信基板と、
診断装置本体と無線通信を行う無線通信回路を有する無線通信基板と、
前記送受信回路および前記無線通信回路に電源供給するバッテリ
を収容する筐体と、
前記筐体に固定され且つ前記振動子アレイの超音波受信面とほぼ同一面の圧迫面を有する圧迫板と
を備え、前記振動子アレイの超音波送受信面を水平にしたときの重心位置が前記振動子アレイの配列方向および前記振動子アレイの配列方向に対して直交する方向に関して前記振動子アレイの配列のほぼ中心線上に存在することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記圧迫板は、前記振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ前記振動子アレイの両側に位置するように配置された複数の重りを備える請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記複数の重りは、それぞれ前記圧迫板に着脱可能に配置されている請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記バッテリは、前記振動子アレイの配列のほぼ中心線上に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記バッテリは、前記振動子アレイの配列のほぼ中心線上よりも前記振動子アレイの配列方向にずれた位置に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記振動子アレイの超音波送受信面を水平にした時の重心位置は、前記筐体の高さの１／２より下方に存在する請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記圧迫板は、前記振動子アレイの配列方向に対して直交する方向で且つ前記振動子アレイの両側に複数の圧迫センサを有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記圧迫板は、前記筐体に着脱可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−７１０４１（Ｐ２０１２−７１０４１Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９７２３（Ｐ２０１０−２１９７２３）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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