JP7105207B2 - 超音波プローブ、超音波診断装置および超音波プローブの製造方法 - Google Patents
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Description
《超音波診断装置の概略構成》
図22は、本発明の実施の形態1による超音波診断装置の構成例を示す概略図である。図22の超音波診断装置100は、超音波プローブPBと、超音波プローブPBにケーブル105を介して接続され、超音波プローブPBに対する電源供給および制御を担う超音波診断装置本体101と、ディスプレイ102とを有する。超音波プローブPBは、例えば、マトリックスプローブ(2Dプローブ)であり、振動子ユニットVUと、振動子ユニットVUを制御する制御IC(Integrated Circuit)106とを含む振動子モジュールUMを有する。制御IC106は、例えば、一つの半導体チップで構成される。
図24は、本発明の実施の形態1による超音波プローブの製造方法において、主要な工程の一例を示すフロー図である。図24において、各種製造装置は、複数のチャネルの振動子2が形成された振動子ユニットVUを作製する(ステップS401)。
図1は、本発明の実施の形態1による超音波プローブにおいて、主要部の構成例およびテスト方式の一例を示す概略図である。超音波プローブは、複数のチャネル(ここでは説明の簡素化のために3チャネルCH1~CH3)を備え、各チャネルは、振動子2と、送信回路ユニット8とを備える。送信回路ユニット8は、図23に示した送信回路1および制御回路9を備え、入力された送信信号TXに応じて出力を変化させ、当該出力で振動子2を駆動することで振動子2に超音波を出力させる。
このように、短絡抵抗10の抵抗値Rshortを算出することで、短絡状態の識別が可能となる。例えば、金属同士が短絡している場合は非常に小さい抵抗値となり、絶縁抵抗が低下している場合などは比較的大きい抵抗値となる。これにより、例えば、信頼性や放熱などに対して問題となる抵抗閾値を予め定め、この抵抗閾値と式(1)の抵抗値Rshortとの比較に基づいて、チャネルを停止すべきか否かを判断することができる。
図10は、図1における制御回路の構成例を示す概略図である。図8および図9のようにして短絡チャネルが特定されると、当該短絡チャネルの動作を止めることで、当該短絡チャネルを含んだ超音波プローブPBを良品とみなすことができる。この際に、より厳密には、検査装置は、例えば、短絡チャネルの数が全チャネル数に対して所定の比率(例えば数%等)以下であるか否かや、予め定めた領域毎に短絡チャネルの発生密度が所定の密度以下であるか否か等を判定する。検査装置は、短絡チャネルの数が所定の比率以下である場合や、短絡チャネルの発生密度が所定の密度以下である場合には良品とみなし、そうでない場合には不良品とみなす。以下、良品とみなされた超音波プローブPBに対して、短絡チャネルの動作を止める方法について説明する。
図11および図12で述べた処理を含めた超音波診断装置の実際の運用例について説明する。まず、図24のテスト工程(ステップS404)において、検査装置は、図7のフローによって短絡チャネルを特定し、当該短絡チャネルの情報(すなわち図23の設定情報121)を図23のメモリ120に書き込む。超音波診断装置本体101は、例えば、超音波プローブPBが接続された際に超音波プローブPBに電源を供給し、その後、超音波プローブPBのメモリ120から設定情報121を読み出す。
以上、実施の形態1の方式を用いることで、短絡チャネルが発生しても、そのチャネルを検出して動作を止めることで、本来不良品となる超音波プローブPBを良品とみなすことができるため、製品不良率を低減することが可能になる。また、超音波診断装置本体101に自己診断部103を設けることで、経時劣化等に伴う超音波プローブPBの製品不良を救済することも可能になる。なお、ここでは、2Dプローブへの適用例を示したが、勿論、1Dプローブ等に適用することも可能である。
《超音波プローブのテスト方式》
前述した実施の形態1では短絡チャネルのマッピングから隣接するチャネル間の短絡故障を検知する方法について述べたが、実施の形態2では短絡故障を直接検出する方法について述べる。図13は、本発明の実施の形態2による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図13では、チャネルCH1~CH9が3行3列に配列され、その中のチャネルCH5が観測チャネルである場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。
以上のように、実施の形態2の方式では、検査装置(または自己診断部103)が、観測チャネルを基準として、観測チャネルとの間に電位差を生じさせる隣接チャネルを一つずつ変更しながら、観測チャネルとの間で短絡故障が生じている隣接チャネルを探索する。これにより、実施の形態1の場合と同様の各種効果が得られることに加えて、マッピングを行うことなく観測チャネルと隣接チャネルとの間の短絡故障を検出することが可能になる。すなわち、例えば、隣接するチャネル間の短絡故障とは別の要因で電源電流が電流閾値を上回る可能性がある。この場合、当該超音波プローブPBを良品とみなせない場合がある。実施の形態2の方式を用いると、その切り分けを直接行うことができる。
《超音波プローブのテスト方式》
実施の形態1では観測チャネルを個々に移動して短絡チャネルの検出を行ったが、これとは別のテスト方法について述べる。図16は、本発明の実施の形態3による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図16では、8(A~H)行10(1~10)列のチャネルに対してテストを行う場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。
以上、実施の形態3の方式を用いることで、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、テスト時間を短縮することが可能になる。
《超音波プローブのテスト方式》
図19は、本発明の実施の形態4による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図19では、8(A~H)行10(1~10)列のチャネルに対してテストを行う場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。図19に示されるように、検査装置は、送信回路1の出力レベルを、千鳥格子状に配置される複数のチャネルを単位として制御しながら電源電流を測定する。
以上、実施の形態4の方式を用いることで、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、テスト時間を短縮することが可能になる。
《超音波プローブのテスト方式》
図21は、本発明の実施の形態5による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図21では、8(A~H)行10(1~10)列のチャネルに対してテストを行う場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。
以上、実施の形態5の方式を用いることで、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、テスト時間を短縮することが可能になる。
2 振動子
5 正極高電圧電源
6 電流計
7 負極高電圧電源
8 送信回路ユニット
9 制御回路
30 停止信号保持回路
101 超音波診断装置本体
103 自己診断部
105 ケーブル
106 制御IC
120 メモリ
121 設定情報
CH チャネル
LN 配線
PB 超音波プローブ
STP 停止信号
TX 送信信号
VU 振動子ユニット
Claims (4)
- 行方向と列方向からなる2次元状に配置される複数のチャネルを有する超音波プローブの製造方法であって、
前記複数のチャネルのそれぞれは、
超音波を出力する振動子と、
入力された送信信号に応じて出力を変化させるか否かを表す動作可否情報を保持し、前記動作可否情報に基づき出力を変化させる場合には、当該出力で前記振動子を駆動することで前記振動子に超音波を出力させる送信回路ユニットと、
を有し、
前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットは、共通電源に接続され、
前記製造方法は、
前記複数のチャネルの前記振動子が形成された振動子ユニットと、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットが形成された制御ICとを準備し、前記複数のチャネル毎に、前記振動子と前記送信回路ユニットとを配線することで前記超音波プローブを組み立てる第1の工程と、
検査装置が、前記超音波プローブを対象に、テスト用の前記送信信号を用いて、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットの出力レベルをそれぞれ変えながら、前記共通電源に流れる電源電流の変化を検出することで前記複数のチャネル毎の前記動作可否情報を定める第2の工程と、
を有し、
前記第2の工程では、前記検査装置は、観測チャネルと、前記観測チャネルに隣接して配置される隣接チャネルとの間で、前記送信回路ユニットの出力レベルに電位差を生じさせた状態で、前記電源電流と予め定めた電流閾値とを比較し、
前記第2の工程では、前記検査装置は、前記観測チャネルを基準として、前記観測チャネルとの間に電位差を生じさせる前記隣接チャネルを一つずつ変更しながら、前記観測チャネルとの間で短絡故障が生じている前記隣接チャネルを探索する、
超音波プローブの製造方法。 - 請求項1記載の超音波プローブの製造方法において、
前記第2の工程では、前記検査装置は、前記送信回路ユニットの出力レベルを、同一列に配置される前記複数のチャネルを単位として制御するか、または同一行に配置される前
記複数のチャネルを単位として制御する、
超音波プローブの製造方法。 - 請求項1記載の超音波プローブの製造方法において、
前記第2の工程では、前記検査装置は、前記送信回路ユニットの出力レベルを、千鳥格子状に配置される前記複数のチャネルを単位として制御する、
超音波プローブの製造方法。 - 請求項1記載の超音波プローブの製造方法において、
前記超音波プローブは、さらに、前記複数のチャネル毎の前記動作可否情報を設定情報として保持するメモリを有し、
前記第2の工程では、前記検査装置は、前記メモリに前記設定情報を書き込む、
超音波プローブの製造方法。
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