JP7028013B2 - 超音波プローブ及び超音波診断装置 - Google Patents
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Description
複数のpMUTが配列されたpMUTアレイを備える超音波プローブであって、
前記pMUTは、超音波送信用の第1のpMUTと、前記第1のpMUTと異なる構造を有する超音波受信用の第2のpMUTと、を有し、
前記第1のpMUTと前記第2のpMUTのセル領域は、超音波放射面内で分離しており、
前記第1のpMUTは、周波数帯域内に少なくとも一つの共振点を有し、
前記第2のpMUTは、周波数帯域内に共振点を有さないことを特徴とする。
上記の超音波プローブと、
前記超音波プローブが接続され、前記超音波プローブからの超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置本体と、
を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置1の外観を示す図である。図2は、超音波診断装置1の制御系の主要部を示すブロック図である。
以下において、第1の実施の形態に係る超音波プローブ20を「超音波プローブ20-1」、pMUTアレイ22を「pMUTアレイ22-1」、第1のpMUT100を「第1のpMUT100-1」、第2のpMUT200を「第2のpMUT200-1」と称する。
有機圧電材料(例えば、PVDF)で形成されている。
図6は、第2の実施の形態に係るpMUTアレイ22の構成を示す断面図である。
以下において、第2の実施の形態に係る超音波プローブ20を「超音波プローブ20-2」、pMUTアレイ22を「pMUTアレイ22-2」、第1のpMUT100を「第1のpMUT100-2」、第2のpMUT200を「第2のpMUT200-2」と称する。また、第1の実施の形態と実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
有機圧電材料(例えば、PVDF)で形成されている。
10 超音波診断装置本体
20 超音波プローブ
22、22-1、22-2 pMUTアレイ
22A 電子回路基板
22B 圧電素子基板
22C 接続部
100、100-1、100-2 第1のpMUT
101 基板
102 第1の下部電極
103 第1の圧電体
104 第1の上部電極
120 絶縁層
200、200-1、200-2 第2のpMUT
202 第2の下部電極
203 第2の圧電体
204 第2の上部電極
Claims (14)
- 複数のpMUTが配列されたpMUTアレイを備える超音波プローブであって、
前記pMUTは、超音波送信用の第1のpMUTと、前記第1のpMUTと異なる構造を有する超音波受信用の第2のpMUTと、を有し、
前記第1のpMUTと前記第2のpMUTのセル領域は、超音波放射面内で分離しており、
前記第1のpMUTは、周波数帯域内に少なくとも一つの共振点を有し、
前記第2のpMUTは、周波数帯域内に共振点を有さないことを特徴とする超音波プローブ。 - 前記第1のpMUTは、基板上に、第1の下部電極、第1の圧電体、第1の上部電極が順に積層された構造を有し、
前記第2のpMUTは、前記基板上に、第2の下部電極、第2の圧電体、第2の上部電極が順に積層された構造を有し、
前記第1の圧電体と前記第2の圧電体は、異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波プローブ。 - 前記第1の圧電体は、無機圧電材料で形成されていることを特徴とする請求項2に記載の超音波プローブ。
- 前記無機圧電材料は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)であることを特徴とする請求項3に記載の超音波プローブ。
- 前記第2の圧電体は、有機圧電材料で形成されていることを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
- 前記有機圧電材料は、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)樹脂であることを特徴とする請求項5に記載の超音波プローブ。
- 前記第2の圧電体の厚さtは、用いられる超音波周波数帯域における最大周波数をFmax、前記第2の圧電体中の音速をVとしたとき、t≦V/4Fmaxであることを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
- 前記第1のpMUTは、ダイアフラム構造を有し、撓み振動モードにより超音波を送信することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
- 前記第2のpMUTは、非ダイアフラム構造を有し、厚み振動モードにより超音波を受信することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
- 隣接する前記第1のpMUTと前記第2のpMUTのセル中心間距離Lは、用いられる超音波周波数帯域の中心周波数Fcに対する生体(代表音速1530m/sec)中の波長をλcとしたとき、L≦λc/2であることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
- 前記複数のpMUTは、複数のチャンネルに分割され、
チャンネル内における前記第1のpMUTと前記第2のpMUTの数が異なることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 前記pMUTアレイは、
前記第1のpMUT及び前記第2のpMUTの圧電素子部の駆動制御を行う電子回路基板と、
同一基板上に、前記圧電素子部が形成された圧電素子基板と、
前記電子回路基板と前記圧電素子基板との間に介在する接続部と、を有し、
前記電子回路基板と前記圧電素子基板が、前記接続部によって物理的かつ電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 前記pMUTアレイは、
前記第1のpMUT及び前記第2のpMUTの圧電素子部の駆動制御を行う電子回路基板を有し、
前記電子回路基板上に、絶縁層を介して前記圧電素子部が形成され、
前記電子回路基板と前記圧電素子部が、前記絶縁層に設けられた貫通電極により電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の超音波プローブ。 - 請求項1から13のいずれか一項に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブが接続され、前記超音波プローブからの超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置本体と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
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