JP2000217819A - 超音波プローブ製造方法、超音波プローブおよび超音波撮像装置 - Google Patents
超音波プローブ製造方法、超音波プローブおよび超音波撮像装置Info
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャンネル数当たりの接続ケーブルの外径が
小さい超音波プローブ、そのような超音波プローブを製
造する方法、およびそのような超音波プローブを備えた
超音波撮像装置を実現する。 【解決手段】 プローブ本体20とコネクタ24とをケ
ーブル22で接続するに当たり、個々の信号線114が
ツイストペア電線になっているケーブルを用いる。
小さい超音波プローブ、そのような超音波プローブを製
造する方法、およびそのような超音波プローブを備えた
超音波撮像装置を実現する。 【解決手段】 プローブ本体20とコネクタ24とをケ
ーブル22で接続するに当たり、個々の信号線114が
ツイストペア電線になっているケーブルを用いる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波プローブ
(probe)製造方法、超音波プローブおよび超音波
撮像装置に関し、特に、超音波トランスデューサアレイ
を有する超音波プローブ本体とコネクタ(connec
tor)とを複数の信号線を有するケーブル(cabl
e)で接続する超音波プローブ製造方法、その方法で製
造された超音波プローブ、およびそのような超音波プロ
ーブを備えた超音波撮像装置装置に関する。
(probe)製造方法、超音波プローブおよび超音波
撮像装置に関し、特に、超音波トランスデューサアレイ
を有する超音波プローブ本体とコネクタ(connec
tor)とを複数の信号線を有するケーブル(cabl
e)で接続する超音波プローブ製造方法、その方法で製
造された超音波プローブ、およびそのような超音波プロ
ーブを備えた超音波撮像装置装置に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波撮像装置の超音波プローブは、超
音波トランスデューサ(transducer)のアレ
イ(array)を有する。超音波プローブは、また、
超音波撮像装置本体に接続するための接続ケーブルを備
え、接続ケーブル内の個々の信号線により、アレイ中の
個々の超音波トランスデューサに対応したチャンネル
(channel)を超音波撮像装置本体側の電気回路
に接続し、本体側の電気回路から超音波送波のための駆
動信号の供給を受け、また、本体側の電気回路にエコー
(echo)受波信号を入力するようになっている。
音波トランスデューサ(transducer)のアレ
イ(array)を有する。超音波プローブは、また、
超音波撮像装置本体に接続するための接続ケーブルを備
え、接続ケーブル内の個々の信号線により、アレイ中の
個々の超音波トランスデューサに対応したチャンネル
(channel)を超音波撮像装置本体側の電気回路
に接続し、本体側の電気回路から超音波送波のための駆
動信号の供給を受け、また、本体側の電気回路にエコー
(echo)受波信号を入力するようになっている。
【0003】このような超音波プローブにおいて、接続
ケーブルとしては個々の信号線が同軸ケーブルで構成さ
れたものを用い、そのシールド(shield)機能に
より外部との相互干渉および信号線間の相互干渉を防ぐ
ようにしている。接続ケーブル中の同軸ケーブルの本数
は、超音波トランスデューサアレイのチャンネル数に対
応したものとなり、例えば256チャンネルの超音波ト
ランスデューサでは少なくとも256本の同軸ケーブル
を持つ接続ケーブルが用いられる。
ケーブルとしては個々の信号線が同軸ケーブルで構成さ
れたものを用い、そのシールド(shield)機能に
より外部との相互干渉および信号線間の相互干渉を防ぐ
ようにしている。接続ケーブル中の同軸ケーブルの本数
は、超音波トランスデューサアレイのチャンネル数に対
応したものとなり、例えば256チャンネルの超音波ト
ランスデューサでは少なくとも256本の同軸ケーブル
を持つ接続ケーブルが用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような接続ケー
ブルでは、個々の同軸ケーブルとしては外径ができるだ
け細いものを用いるが、例えば特性インピーダンス等の
電気的特性や引っ張り強度等の機械的特性上の制約か
ら、個々の同軸ケーブルの細線化は中心導体の直径が
0.08mm、ケーブル外径にして0.7mm程度が限
度である。このため、例えば256チャンネル等の多チ
ャンネル用の接続ケーブルは、外径が12mmを越える
太さとなって曲がり易さが損なわれ、超音波プローブの
取扱が不便になるという問題があった。また、このため
超音波プローブのさらなる多チャンネル化は困難である
という問題があった。
ブルでは、個々の同軸ケーブルとしては外径ができるだ
け細いものを用いるが、例えば特性インピーダンス等の
電気的特性や引っ張り強度等の機械的特性上の制約か
ら、個々の同軸ケーブルの細線化は中心導体の直径が
0.08mm、ケーブル外径にして0.7mm程度が限
度である。このため、例えば256チャンネル等の多チ
ャンネル用の接続ケーブルは、外径が12mmを越える
太さとなって曲がり易さが損なわれ、超音波プローブの
取扱が不便になるという問題があった。また、このため
超音波プローブのさらなる多チャンネル化は困難である
という問題があった。
【0005】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、チャンネル数当たりの接続
ケーブルの外径が小さい超音波プローブ、そのような超
音波プローブを製造する方法、およびそのような超音波
プローブを備えた超音波撮像装置装置を実現することで
ある。
されたもので、その目的は、チャンネル数当たりの接続
ケーブルの外径が小さい超音波プローブ、そのような超
音波プローブを製造する方法、およびそのような超音波
プローブを備えた超音波撮像装置装置を実現することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)上記の課題を解決
する第1の発明は、超音波トランスデューサアレイを有
する超音波プローブ本体とコネクタとを複数の信号線を
有するケーブルで接続する超音波プローブ製造方法であ
って、前記ケーブルとして前記信号線がツイストペア電
線で構成されたものを用いることを特徴とする超音波プ
ローブ製造方法である。
する第1の発明は、超音波トランスデューサアレイを有
する超音波プローブ本体とコネクタとを複数の信号線を
有するケーブルで接続する超音波プローブ製造方法であ
って、前記ケーブルとして前記信号線がツイストペア電
線で構成されたものを用いることを特徴とする超音波プ
ローブ製造方法である。
【0007】(2)上記の課題を解決する第2の発明
は、超音波トランスデューサアレイを有する超音波プロ
ーブ本体と、コネクタと、前記超音波プローブ本体およ
び前記コネクタを接続する複数の信号線を有するケーブ
ルとを備えた超音波プローブであって、前記ケーブルは
前記信号線がツイストペア電線で構成されたことを特徴
とする超音波プローブである。
は、超音波トランスデューサアレイを有する超音波プロ
ーブ本体と、コネクタと、前記超音波プローブ本体およ
び前記コネクタを接続する複数の信号線を有するケーブ
ルとを備えた超音波プローブであって、前記ケーブルは
前記信号線がツイストペア電線で構成されたことを特徴
とする超音波プローブである。
【0008】(3)上記の課題を解決する第3の発明
は、超音波プローブにより超音波を送波してエコーを受
信し、エコー受信信号に基づいて画像を生成する超音波
撮像装置であって、前記超音波プローブとして、(2)
に記載の超音波プローブを具備することを特徴とする超
音波撮像装置である。
は、超音波プローブにより超音波を送波してエコーを受
信し、エコー受信信号に基づいて画像を生成する超音波
撮像装置であって、前記超音波プローブとして、(2)
に記載の超音波プローブを具備することを特徴とする超
音波撮像装置である。
【0009】(作用)本発明では、ケーブル中の信号線
が細線化容易なツイストペア電線なので、チャンネル数
当たりのケーブルの外径を細くすることができる。した
がって、チャンネル数が従来と同等の場合はケーブルが
細くなって曲がり易くなり、従来程度のケーブルの曲が
りにくさを許容する場合はチャンネル数を増やすことが
できる。
が細線化容易なツイストペア電線なので、チャンネル数
当たりのケーブルの外径を細くすることができる。した
がって、チャンネル数が従来と同等の場合はケーブルが
細くなって曲がり易くなり、従来程度のケーブルの曲が
りにくさを許容する場合はチャンネル数を増やすことが
できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に超音波プローブの模
式的構成を示す。本プローブは本発明の超音波プローブ
の実施の形態の一例である。
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に超音波プローブの模
式的構成を示す。本プローブは本発明の超音波プローブ
の実施の形態の一例である。
【0011】図1に示すように、本プローブは、プロー
ブ本体20にケーブル22の一端を接続し、ケーブル2
2の他端にコネクタ24を接続したものとなっている。
ケーブル22は、複数のツイストペア(twist p
air)電線を被覆部材によりバンドル(bundl
e)したものである。コネクタ24は、本プローブの使
用時に、図示しない超音波撮像装置本体に設けられたコ
ネクタ受けに接続される。プローブ本体20は、本発明
における超音波プローブ本体の実施の形態の一例であ
る。ケーブル22は、本発明におけるケーブルの実施の
形態の一例である。コネクタ24は本発明におけるコネ
クタの実施の形態の一例である。
ブ本体20にケーブル22の一端を接続し、ケーブル2
2の他端にコネクタ24を接続したものとなっている。
ケーブル22は、複数のツイストペア(twist p
air)電線を被覆部材によりバンドル(bundl
e)したものである。コネクタ24は、本プローブの使
用時に、図示しない超音波撮像装置本体に設けられたコ
ネクタ受けに接続される。プローブ本体20は、本発明
における超音波プローブ本体の実施の形態の一例であ
る。ケーブル22は、本発明におけるケーブルの実施の
形態の一例である。コネクタ24は本発明におけるコネ
クタの実施の形態の一例である。
【0012】図2にプローブ本体20の主要部の模式的
構成を示す。同図に示すように、プローブ本体20は、
超音波トランスデューサアレイ300を有する。超音波
トランスデューサアレイ300は、本発明における超音
波トランスデューサアレイの実施の形態の一例である。
超音波トランスデューサアレイ300は、図におけるx
方向に配列した複数個(例えば256個)の超音波トラ
ンスデューサ302によって構成される。なお、超音波
トランスデューサへの符号付けは1箇所で代表する。超
音波トランスデューサ302は、例えばPZT(チタン
(Ti)酸ジルコン(Zr)酸鉛(Pb)セラミックス
(ceramics)等の圧電材料で構成される。
構成を示す。同図に示すように、プローブ本体20は、
超音波トランスデューサアレイ300を有する。超音波
トランスデューサアレイ300は、本発明における超音
波トランスデューサアレイの実施の形態の一例である。
超音波トランスデューサアレイ300は、図におけるx
方向に配列した複数個(例えば256個)の超音波トラ
ンスデューサ302によって構成される。なお、超音波
トランスデューサへの符号付けは1箇所で代表する。超
音波トランスデューサ302は、例えばPZT(チタン
(Ti)酸ジルコン(Zr)酸鉛(Pb)セラミックス
(ceramics)等の圧電材料で構成される。
【0013】超音波トランスデューサ302は、直方体
状(いわゆる短冊形)に形成され、その3つのりょうは
図における互いに垂直な3の方向x,y,zにそれぞれ
一致している。りょうの長さは、y方向が相対的に最も
長く、z方向がそれに次ぎ、x方向が相対的に最も短く
なっている。圧電材料の分極の方向はz方向となってい
る。超音波トランスデューサ302は、z方向において
互いに対向する両端面が図示しない電極層でそれぞれ覆
われている。
状(いわゆる短冊形)に形成され、その3つのりょうは
図における互いに垂直な3の方向x,y,zにそれぞれ
一致している。りょうの長さは、y方向が相対的に最も
長く、z方向がそれに次ぎ、x方向が相対的に最も短く
なっている。圧電材料の分極の方向はz方向となってい
る。超音波トランスデューサ302は、z方向において
互いに対向する両端面が図示しない電極層でそれぞれ覆
われている。
【0014】超音波トランスデューサアレイ300は、
例えばポリイミド(polyimide)等のプラスチ
ックポリマー(plastics polymer)か
らなるフィルム(film)502の上に構成されてい
る。なお、フィルム502は厚みを誇張して描いてあ
る。以下に述べる他のフィルムも同様である。
例えばポリイミド(polyimide)等のプラスチ
ックポリマー(plastics polymer)か
らなるフィルム(film)502の上に構成されてい
る。なお、フィルム502は厚みを誇張して描いてあ
る。以下に述べる他のフィルムも同様である。
【0015】フィルム502は、複数の超音波トランス
デューサ302に対応する複数の電気経路504を有す
る。なお、電気経路への符号付けは1箇所で代表する。
電気経路504は、プリント(print)回路等によ
り構成されている。電気経路504には、超音波トラン
スデューサ302の一方の電極(図における下側の電
極)が電気的に接続されている。この電極が、超音波ト
ランスデューサ302のアクティブ(active)電
極となる。電気的接続には例えば導電性接着剤等が用い
られる。
デューサ302に対応する複数の電気経路504を有す
る。なお、電気経路への符号付けは1箇所で代表する。
電気経路504は、プリント(print)回路等によ
り構成されている。電気経路504には、超音波トラン
スデューサ302の一方の電極(図における下側の電
極)が電気的に接続されている。この電極が、超音波ト
ランスデューサ302のアクティブ(active)電
極となる。電気的接続には例えば導電性接着剤等が用い
られる。
【0016】超音波トランスデューサ302の他方の電
極(図における上側の電極)は、例えばポリイミド等の
プラスチックからなるフィルム506で覆われている。
フィルム506の、超音波トランスデューサ302の電
極に接する側は金属層による導電面となっており、各電
極とは電気的に接続されている。電気的接続には例えば
導電性接着剤等が用いられる。フィルム506で覆われ
た電極は、超音波トランスデューサ302のコモン(c
ommon)電極となる。なお、フィルム506も、フ
ィルム502と同様な電気経路を持つ構成としても良い
のは勿論である。
極(図における上側の電極)は、例えばポリイミド等の
プラスチックからなるフィルム506で覆われている。
フィルム506の、超音波トランスデューサ302の電
極に接する側は金属層による導電面となっており、各電
極とは電気的に接続されている。電気的接続には例えば
導電性接着剤等が用いられる。フィルム506で覆われ
た電極は、超音波トランスデューサ302のコモン(c
ommon)電極となる。なお、フィルム506も、フ
ィルム502と同様な電気経路を持つ構成としても良い
のは勿論である。
【0017】フィルム506の図における上側には音響
整合部材510が接着されている。音響整合部材510
は、超音波トランスデューサ302と撮像対象の間の音
響インピーダンス(impedance)を整合させる
もので、両者の中間の適宜の音響インピーダンスを持つ
プラスチック材やガラス(glass)材等が用いられ
る。
整合部材510が接着されている。音響整合部材510
は、超音波トランスデューサ302と撮像対象の間の音
響インピーダンス(impedance)を整合させる
もので、両者の中間の適宜の音響インピーダンスを持つ
プラスチック材やガラス(glass)材等が用いられ
る。
【0018】音響整合部材510の図における上側には
音響レンズ(lens)512が接着されている。音響
レンズ512は例えばシリコンゴム(silicon
gum)等により、x方向を長手方向とするシリンドリ
カルレンズ(cylindrical lens)とし
て構成されている。
音響レンズ(lens)512が接着されている。音響
レンズ512は例えばシリコンゴム(silicon
gum)等により、x方向を長手方向とするシリンドリ
カルレンズ(cylindrical lens)とし
て構成されている。
【0019】フィルム502の、超音波トランスデュー
サアレイ300に接する側とは反対側にバッキング部材
702が接している。バッキング部材702は、例えば
金属粉末入りのゴム等の適宜の吸音材で構成される。バ
ッキング部材702とフィルム502は接着剤によって
接着される。
サアレイ300に接する側とは反対側にバッキング部材
702が接している。バッキング部材702は、例えば
金属粉末入りのゴム等の適宜の吸音材で構成される。バ
ッキング部材702とフィルム502は接着剤によって
接着される。
【0020】フィルム502はバッキング部材702の
一つの側面に沿って延在し、フィルム506は反対側の
側面に沿って延在している。なお、フィルム506が延
在する側には、フィルム506の導電面と超音波トラン
スデューサ302の側面との接触を防ぐ絶縁フィルム5
08が接着されている。フィルム502,506の電気
経路504および導電面には、後述するように電線が接
続される。
一つの側面に沿って延在し、フィルム506は反対側の
側面に沿って延在している。なお、フィルム506が延
在する側には、フィルム506の導電面と超音波トラン
スデューサ302の側面との接触を防ぐ絶縁フィルム5
08が接着されている。フィルム502,506の電気
経路504および導電面には、後述するように電線が接
続される。
【0021】図3に、コネクタ24の主要部の模式的構
成を示す。同図に示すように、コネクタ24は接触体9
02を有する。接触体902は、コネクタ24を図示し
ないコネクタ受けに接続したときに相手側の接触部と接
触するものである。接触体902は、例えばプラスチッ
ク等の電気絶縁材料で板状に構成される。接触体902
の厚みの方向をy方向とすると、接触体902は概ねx
z面に平行な2つの接触面を有する。これら接触面に
は、コネクタ受けへの押入の便宜上、z方向の一端部の
厚みが次第薄くなるような傾斜がつけられている。
成を示す。同図に示すように、コネクタ24は接触体9
02を有する。接触体902は、コネクタ24を図示し
ないコネクタ受けに接続したときに相手側の接触部と接
触するものである。接触体902は、例えばプラスチッ
ク等の電気絶縁材料で板状に構成される。接触体902
の厚みの方向をy方向とすると、接触体902は概ねx
z面に平行な2つの接触面を有する。これら接触面に
は、コネクタ受けへの押入の便宜上、z方向の一端部の
厚みが次第薄くなるような傾斜がつけられている。
【0022】接触体902の接触面には、z方向に延び
る電気経路904がx方向に複数個配列されている。な
お、電気経路904への符号付けは1箇所で代表する。
電気経路904は、例えば銅条等からなる複数の導電体
を接触体902にモールド(mold)すること等によ
り構成される。接触体902の図における底面にx方向
の全長にわたって電気経路906が設けられている。電
気経路906は複数の電気経路904のうちの所定のも
のと接続されている。電気経路904および電気経路9
06には、後述するように電線が接続される。
る電気経路904がx方向に複数個配列されている。な
お、電気経路904への符号付けは1箇所で代表する。
電気経路904は、例えば銅条等からなる複数の導電体
を接触体902にモールド(mold)すること等によ
り構成される。接触体902の図における底面にx方向
の全長にわたって電気経路906が設けられている。電
気経路906は複数の電気経路904のうちの所定のも
のと接続されている。電気経路904および電気経路9
06には、後述するように電線が接続される。
【0023】次に、本プローブの製造方法について説明
する。図4に、製造工程の一例のフロー(flow)図
を示す。この製造工程によって、本発明の方法について
の実施の形態の一例が示される。
する。図4に、製造工程の一例のフロー(flow)図
を示す。この製造工程によって、本発明の方法について
の実施の形態の一例が示される。
【0024】同図に示すように、工程402においてバ
ッキング部材、フィルムおよび圧電板のラミネート(l
aminate)を行う。すなわち、図5に示すよう
に、バッキング部材702の上にフィルム502を重ね
て接着し、その上に圧電板300’を重ねて接着する。
なお、フィルム502は、図示しない前工程で電気経路
504がすでに設けられているものである。また、圧電
板300’は図示しない前工程で両面に電極層が設けら
れているものである。
ッキング部材、フィルムおよび圧電板のラミネート(l
aminate)を行う。すなわち、図5に示すよう
に、バッキング部材702の上にフィルム502を重ね
て接着し、その上に圧電板300’を重ねて接着する。
なお、フィルム502は、図示しない前工程で電気経路
504がすでに設けられているものである。また、圧電
板300’は図示しない前工程で両面に電極層が設けら
れているものである。
【0025】次に、工程406で圧電板300’のダイ
シング(dicing)を行う。この工程では、上記の
ようにラミネートした構造物をダイシングマシン(di
cing machine)にかけて、圧電板300’
を所定のピッチでダイシングし、図6に示すように、超
音波トランスデューサ302が個々に分離された超音波
トランスデューサアレイ300を形成する。
シング(dicing)を行う。この工程では、上記の
ようにラミネートした構造物をダイシングマシン(di
cing machine)にかけて、圧電板300’
を所定のピッチでダイシングし、図6に示すように、超
音波トランスデューサ302が個々に分離された超音波
トランスデューサアレイ300を形成する。
【0026】次に、工程408において、フィルム、音
響整合部材および音響レンズのラミネートを行う。すな
わち、図2に示したように、超音波トランスデューサア
レイ300の上にフィルム506を重ねて接着し、その
上に音響整合部材510を重ねて接着し、さらにその上
に音響レンズを重ねて接着する。また、超音波トランス
デューサアレイ300およびバッキング部材702の側
面の、フィルム506が延在する箇所には、絶縁フィル
ム508を挟み込む。
響整合部材および音響レンズのラミネートを行う。すな
わち、図2に示したように、超音波トランスデューサア
レイ300の上にフィルム506を重ねて接着し、その
上に音響整合部材510を重ねて接着し、さらにその上
に音響レンズを重ねて接着する。また、超音波トランス
デューサアレイ300およびバッキング部材702の側
面の、フィルム506が延在する箇所には、絶縁フィル
ム508を挟み込む。
【0027】次に、工程412で電気配線を行う。この
工程での電線接続を図7および図8によって説明する。
なお、図8は図7のA−A断面図である。両図において
図2および図3に示したものと同じものには同一の符号
を付して説明を省略する。
工程での電線接続を図7および図8によって説明する。
なお、図8は図7のA−A断面図である。両図において
図2および図3に示したものと同じものには同一の符号
を付して説明を省略する。
【0028】同図に示すように、電気配線は、ケーブル
22中の個々のツイストペア電線114により、プロー
ブ本体20側の電気経路とコネクタ24側の対応する電
気経路とを接続する作業である。ツイストペア電線への
符号付けは1箇所で代表する。ツイストペア電線114
は、本発明における信号線の実施の形態の一例である。
22中の個々のツイストペア電線114により、プロー
ブ本体20側の電気経路とコネクタ24側の対応する電
気経路とを接続する作業である。ツイストペア電線への
符号付けは1箇所で代表する。ツイストペア電線114
は、本発明における信号線の実施の形態の一例である。
【0029】ツイストペア電線114は、相互に絶縁さ
れた2本の電線を撚り合わせたものである。ツイストペ
ア電線のうちの一方の電線は、その一端を電気経路50
4に接続し、他端を電気経路904に接続する。ツイス
トペア電線うちの他方の電線はその両端を、バッキング
部材702の端面まで回り込んでいるフィルム506の
導電面および接触体902の端面に設けられた電気経路
906にそれぞれ接続される。接続は例えばハンダ付け
またはその他の適宜の慣用の技法によって行われる。
れた2本の電線を撚り合わせたものである。ツイストペ
ア電線のうちの一方の電線は、その一端を電気経路50
4に接続し、他端を電気経路904に接続する。ツイス
トペア電線うちの他方の電線はその両端を、バッキング
部材702の端面まで回り込んでいるフィルム506の
導電面および接触体902の端面に設けられた電気経路
906にそれぞれ接続される。接続は例えばハンダ付け
またはその他の適宜の慣用の技法によって行われる。
【0030】ツイストペア電線の具体例につき、その横
断面を図9に示す。同図に示すように、例えばポリウレ
タン(polyurethane)線等からなる2本の
電線116,118を所定の間隔を保って撚り合わせて
絶縁被覆120内にモールドし、全体として円形の断面
を形成している。2本の電線116,118はポリウレ
タン被覆の色を異ならせること等により、個々に識別可
能になっている。絶縁被覆120は例えばポリマー等の
柔軟なプラスチック絶縁材料で構成される。
断面を図9に示す。同図に示すように、例えばポリウレ
タン(polyurethane)線等からなる2本の
電線116,118を所定の間隔を保って撚り合わせて
絶縁被覆120内にモールドし、全体として円形の断面
を形成している。2本の電線116,118はポリウレ
タン被覆の色を異ならせること等により、個々に識別可
能になっている。絶縁被覆120は例えばポリマー等の
柔軟なプラスチック絶縁材料で構成される。
【0031】このようなツイストペア電線では、電線1
16,118の直径を前述の同軸ケーブルの中心導体と
同じ0.08mmとした場合、絶縁被覆120の外径は
0.3mmとなり、前記同軸ケーブルの外径0.7mm
の半分以下となる。このため、ツイストペア電線114
を256本バンドルしたケーブル22の外径は5mmと
なり十分に曲がり易く取扱が便利になる。
16,118の直径を前述の同軸ケーブルの中心導体と
同じ0.08mmとした場合、絶縁被覆120の外径は
0.3mmとなり、前記同軸ケーブルの外径0.7mm
の半分以下となる。このため、ツイストペア電線114
を256本バンドルしたケーブル22の外径は5mmと
なり十分に曲がり易く取扱が便利になる。
【0032】すなわち、チャンネル数当たりのケーブル
外径が小さくなるので、チャンネル数を従来と同等にし
た場合は、より曲がり易いケーブルとすることができ、
曲がりにくさを従来程度まで許容する場合は、よりチャ
ンネル数の多いケーブルとすることができる。例えば、
ケーブル22の曲がりにくさを同軸ケーブルを256本
バンドルした外径12mmのケーブルと同等まで許容で
きる場合は、例えば512本あるいはそれ以上のツイス
トペア電線をバンドルしたケーブルとすることができ、
これによってプローブ本体20における超音波トランス
デューサアレイのさらなる多チャンネル化に対応でき
る。
外径が小さくなるので、チャンネル数を従来と同等にし
た場合は、より曲がり易いケーブルとすることができ、
曲がりにくさを従来程度まで許容する場合は、よりチャ
ンネル数の多いケーブルとすることができる。例えば、
ケーブル22の曲がりにくさを同軸ケーブルを256本
バンドルした外径12mmのケーブルと同等まで許容で
きる場合は、例えば512本あるいはそれ以上のツイス
トペア電線をバンドルしたケーブルとすることができ、
これによってプローブ本体20における超音波トランス
デューサアレイのさらなる多チャンネル化に対応でき
る。
【0033】ツイストペア電線114は、電線116,
118を撚り合わせていることによりケーブル22の外
部に対する相互干渉は十分に小さい。また、ツイストペ
ア電線114同士の相互干渉、すなわち、チャンネル間
の相互干渉は同軸ケーブルの場合よりも大きいものの許
容可能な範囲内にある。
118を撚り合わせていることによりケーブル22の外
部に対する相互干渉は十分に小さい。また、ツイストペ
ア電線114同士の相互干渉、すなわち、チャンネル間
の相互干渉は同軸ケーブルの場合よりも大きいものの許
容可能な範囲内にある。
【0034】また、特性インピーダンスが、同軸ケーブ
ルの50〜100Ωに対して140〜200Ωと高いの
で、微素子化により一般に高い内部インピーダンスを持
つ超音波トランスデューサとのインピーダンスマッチン
グ(impedance matching)をとるの
に有利である。
ルの50〜100Ωに対して140〜200Ωと高いの
で、微素子化により一般に高い内部インピーダンスを持
つ超音波トランスデューサとのインピーダンスマッチン
グ(impedance matching)をとるの
に有利である。
【0035】電気配線済みの接続体について、工程41
4で両端部へのケース(case)取付加工を行い、図
1に示したような超音波プローブを構成する。ケースを
取り付けるに当たって、ケーブル22の両端部を適宜の
クランプ(clamp)手段によってそれぞれのケース
にクランプすることはいうまでもない。
4で両端部へのケース(case)取付加工を行い、図
1に示したような超音波プローブを構成する。ケースを
取り付けるに当たって、ケーブル22の両端部を適宜の
クランプ(clamp)手段によってそれぞれのケース
にクランプすることはいうまでもない。
【0036】図10に、上記のように構成された超音波
プローブを備えた超音波撮像装置のブロック(bloc
k)図を示す。本装置は、本発明の超音波撮像装置の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。
プローブを備えた超音波撮像装置のブロック(bloc
k)図を示す。本装置は、本発明の超音波撮像装置の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【0037】同図に示すように、本装置は、超音波プロ
ーブ2を有する。超音波プローブ2は、本発明における
超音波プローブの実施の形態の一例である。超音波プロ
ーブ2は、上記のようにして製造されたものである。超
音波プローブ2は、被検体4に当接されて超音波の送受
波に使用される。
ーブ2を有する。超音波プローブ2は、本発明における
超音波プローブの実施の形態の一例である。超音波プロ
ーブ2は、上記のようにして製造されたものである。超
音波プローブ2は、被検体4に当接されて超音波の送受
波に使用される。
【0038】超音波プローブ2は送受信部6に接続され
ている。送受信部6は、超音波プローブ2の超音波トラ
ンスデューサアレイ300を駆動して超音波ビーム(b
eam)を送信し、また、超音波トランスデューサアレ
イ300が受波したエコーを受信するものである。
ている。送受信部6は、超音波プローブ2の超音波トラ
ンスデューサアレイ300を駆動して超音波ビーム(b
eam)を送信し、また、超音波トランスデューサアレ
イ300が受波したエコーを受信するものである。
【0039】送波超音波ビームの方位は、超音波トラン
スデューサアレイ300における送波アパーチャ(ap
erture)内の個々の超音波トランスデューサ30
2を駆動する時間差により設定することができ、この方
位を順次切り換えることにより音線順次の走査を行うこ
とができる。
スデューサアレイ300における送波アパーチャ(ap
erture)内の個々の超音波トランスデューサ30
2を駆動する時間差により設定することができ、この方
位を順次切り換えることにより音線順次の走査を行うこ
とができる。
【0040】エコー受波の方位は、超音波トランスデュ
ーサアレイ300における受波アパーチャ内の個々の超
音波トランスデューサ302の受信信号を加算する時間
差で設定することができ、この方位を順次切り換えるこ
とにより音線順次の受波の走査を行うことができる。
ーサアレイ300における受波アパーチャ内の個々の超
音波トランスデューサ302の受信信号を加算する時間
差で設定することができ、この方位を順次切り換えるこ
とにより音線順次の受波の走査を行うことができる。
【0041】これにより、送受信部6は、例えば図11
に示すような走査を行う。すなわち、放射点200から
z方向に延びる超音波ビーム(音線)202が扇状の2
次元領域206をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキ
ャン(sector scan)を行う。
に示すような走査を行う。すなわち、放射点200から
z方向に延びる超音波ビーム(音線)202が扇状の2
次元領域206をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキ
ャン(sector scan)を行う。
【0042】送波および受波のアパーチャを超音波トラ
ンスデューサアレイ300の一部を用いて形成するとき
は、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させるこ
とにより、例えば図12に示すような走査を行うことが
できる。すなわち、放射点200からz方向に発する音
線202が直線204上を移動することにより、矩形状
の2次元領域206がx方向に走査され、いわゆるリニ
アスキャン(linear scan)が行われる。
ンスデューサアレイ300の一部を用いて形成するとき
は、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させるこ
とにより、例えば図12に示すような走査を行うことが
できる。すなわち、放射点200からz方向に発する音
線202が直線204上を移動することにより、矩形状
の2次元領域206がx方向に走査され、いわゆるリニ
アスキャン(linear scan)が行われる。
【0043】なお、超音波トランスデューサアレイ30
0が、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成さ
れたいわゆるコンベックスアレイ(convex ar
ray)である場合は、リニアスキャンと同様な信号操
作により、例えば図13に示すように、音線202の放
射点200が円弧204上を移動することにより、扇面
状の2次元領域206がθ方向に走査され、いわゆるコ
ンベクススキャンが行るのはいうまでもない。
0が、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成さ
れたいわゆるコンベックスアレイ(convex ar
ray)である場合は、リニアスキャンと同様な信号操
作により、例えば図13に示すように、音線202の放
射点200が円弧204上を移動することにより、扇面
状の2次元領域206がθ方向に走査され、いわゆるコ
ンベクススキャンが行るのはいうまでもない。
【0044】送受信部6はデータ(data)処理部8
に接続されている。データ処理部8には、送受信部6か
ら、エコー受信信号がディジタルデータ(digita
ldata)として入力される。データ処理部8は、入
力されたエコーデータを処理して画像生成等を行うよう
になっている。
に接続されている。データ処理部8には、送受信部6か
ら、エコー受信信号がディジタルデータ(digita
ldata)として入力される。データ処理部8は、入
力されたエコーデータを処理して画像生成等を行うよう
になっている。
【0045】データ処理部8は、図14に示すように、
データ処理プロセッサ(processor)80、エ
コーメモリ(echo memory)82、データメ
モリ84および画像メモリ86を備えている。これらは
バス(bus)88によって接続されている。送受信部
6から入力されたエコーデータは、エコーメモリ82に
記憶される。データ処理プロセッサ80は、エコーデー
タに基づいて例えばBモード(mode)画像等を生成
する。生成したBモード画像等は画像メモリ86に記憶
される。
データ処理プロセッサ(processor)80、エ
コーメモリ(echo memory)82、データメ
モリ84および画像メモリ86を備えている。これらは
バス(bus)88によって接続されている。送受信部
6から入力されたエコーデータは、エコーメモリ82に
記憶される。データ処理プロセッサ80は、エコーデー
タに基づいて例えばBモード(mode)画像等を生成
する。生成したBモード画像等は画像メモリ86に記憶
される。
【0046】データ処理プロセッサ80は、また、デー
タ処理によりエコーのドップラシフト(Doppler
shift)を抽出し、それに基づき例えば血流速度
等の動態情報を求めることも行う。データメモリ84は
このデータ処理の過程で使用される。得られた動態情報
を表示するための画像等が画像メモリ86に記憶され
る。
タ処理によりエコーのドップラシフト(Doppler
shift)を抽出し、それに基づき例えば血流速度
等の動態情報を求めることも行う。データメモリ84は
このデータ処理の過程で使用される。得られた動態情報
を表示するための画像等が画像メモリ86に記憶され
る。
【0047】データ処理部8には表示部10が接続され
ている。表示部10は、例えばグラフィックディスプレ
ー(graphic display)等を用いて構成
され、データ処理部8の画像メモリ86から入力された
画像データに基づいて可視像を表示するようになってい
る。
ている。表示部10は、例えばグラフィックディスプレ
ー(graphic display)等を用いて構成
され、データ処理部8の画像メモリ86から入力された
画像データに基づいて可視像を表示するようになってい
る。
【0048】以上の送受信部6、データ処理部8および
表示部10は制御部12に接続されている。制御部12
は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する
ものである。また、被制御の各部から制御部12に状態
報知信号や応答信号等が伝えられる。制御部12の制御
の下で超音波撮像が実行される。
表示部10は制御部12に接続されている。制御部12
は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する
ものである。また、被制御の各部から制御部12に状態
報知信号や応答信号等が伝えられる。制御部12の制御
の下で超音波撮像が実行される。
【0049】制御部12には操作部14が接続されてい
る。操作部14は操作者によって操作され、制御部12
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部14は、例えばキーボード(keyboard)やそ
の他の操作具を備えた操作パネル(panel)で構成
される。
る。操作部14は操作者によって操作され、制御部12
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部14は、例えばキーボード(keyboard)やそ
の他の操作具を備えた操作パネル(panel)で構成
される。
【0050】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、チャンネル数当たりの接続ケーブルの外径が小さ
い超音波プローブ、そのような超音波プローブを製造す
る方法、およびそのような超音波プローブを備えた超音
波撮像装置装置を実現することができる。
れば、チャンネル数当たりの接続ケーブルの外径が小さ
い超音波プローブ、そのような超音波プローブを製造す
る方法、およびそのような超音波プローブを備えた超音
波撮像装置装置を実現することができる。
【図1】本発明の実施の形態の一例の超音波プローブの
模式図である。
模式図である。
【図2】図1に示した超音波プローブのプローブ本体の
主要部の模式図である。
主要部の模式図である。
【図3】図1に示した超音波プローブのコネクタの主要
部の模式図である。
部の模式図である。
【図4】図1に示した超音波プローブの製造工程の一例
を示すフロー図である。
を示すフロー図である。
【図5】図2に示したプローブ本体の製造工程における
状態を示す模式図である。
状態を示す模式図である。
【図6】図2に示したプローブ本体の製造工程における
状態を示す模式図である。
状態を示す模式図である。
【図7】図2に示したプローブ本体の製造工程における
状態を示す模式図である。
状態を示す模式図である。
【図8】図2に示したプローブ本体の製造工程における
状態を示す模式図である。
状態を示す模式図である。
【図9】ツイストペア電線の横断面図である。
【図10】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック
図である。
図である。
【図11】図10に示した装置による音線走査の概念図
である。
である。
【図12】図10に示した装置による音線走査の概念図
である。
である。
【図13】図10に示した装置による音線走査の概念図
である。
である。
【図14】図10に示した装置におけるデータ処理部の
ブロック図である。
ブロック図である。
20 プローブ本体 22 ケーブル 24 コネクタ 300 超音波トランスデューサアレイ 302 超音波トランスデューサ 502 フィルム 504 電気経路 506 フィルム 508 絶縁フィルム 510 音響整合部材 512 音響レンズ 114 ツイストペア電線 116,118 電線 120 絶縁被覆 2 超音波プローブ 4 被検体 6 送受信部 8 データ処理部 10 表示部 12 制御部 14 操作部
Claims (3)
- 【請求項1】 超音波トランスデューサアレイを有する
超音波プローブ本体とコネクタとを複数の信号線を有す
るケーブルで接続する超音波プローブ製造方法であっ
て、 前記ケーブルとして前記信号線がツイストペア電線で構
成されたものを用いる、ことを特徴とする超音波プロー
ブ製造方法。 - 【請求項2】 超音波トランスデューサアレイを有する
超音波プローブ本体と、 コネクタと、 前記超音波プローブ本体および前記コネクタを接続する
複数の信号線を有するケーブルとを備えた超音波プロー
ブであって、 前記ケーブルは前記信号線がツイストペア電線で構成さ
れた、ことを特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項3】 超音波プローブにより超音波を送波して
エコーを受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生成
する超音波撮像装置であって、 前記超音波プローブとして、請求項2に記載の超音波プ
ローブを具備する、ことを特徴とする超音波撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023720A JP2000217819A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 超音波プローブ製造方法、超音波プローブおよび超音波撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023720A JP2000217819A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 超音波プローブ製造方法、超音波プローブおよび超音波撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000217819A true JP2000217819A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12118178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023720A Pending JP2000217819A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 超音波プローブ製造方法、超音波プローブおよび超音波撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000217819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002136515A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-14 | Seiko Instruments Inc | 超音波センサ、超音波センサの製造方法、及び超音波センサを用いた超音波診断装置 |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP11023720A patent/JP2000217819A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002136515A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-14 | Seiko Instruments Inc | 超音波センサ、超音波センサの製造方法、及び超音波センサを用いた超音波診断装置 |
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