JP7187350B2 - 超音波プローブ及び超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。

従来、格子状に配列された多数の振動素子を有する超音波プローブ（２次元アレイプローブ）がある。例えば、２次元アレイプローブでは、プローブハンドル内に、超音波の送受信を振動素子に行わせる専用の送受信用ＩＣ（Integrated Circuit）が搭載されている。例えば、送受信用ＩＣは、超音波の反射波を受けた振動素子により出力されるエコー信号に対して、部分的な遅延加算処理を施す。

送受信用ＩＣは、動作時に電力を消費することにより発熱する。このため、送受信用ＩＣが搭載されていない超音波プローブと比較して、送受信用ＩＣが搭載された超音波プローブでは、温度制御が重要となる。例えば、超音波プローブの被検体の体表に接触する部分（体表接触部）の平衡温度が所定の規制温度を上回ることが予測される場合について説明する。この場合には、超音波プローブを備える超音波診断装置は、体表接触部の温度が規制温度を超える前に、超音波プローブの動作を停止させるような温度制御を行う。例えば、超音波診断装置は、体表接触部に近い位置に配置された、温度を検出するためのサーミスタ等の温度検出部からの温度を示す検出信号を用いて、温度制御（フィードバック制御）を行う。

特開２０１８－２９７４７号公報 特開２０１３－１５４１３９号公報 特開２０１０－９８５５８号公報 特開２０１１－７２５８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、温度を検出する温度検出部の数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することである。

実施形態の超音波プローブは、複数のモジュールを備える。モジュールは、超音波の放射方向と交差する第１の方向及び第２の方向であって、互いに交差する第１の方向及び第２の方向に格子状に配置された複数の振動素子と、複数の振動素子の超音波の放射面とは反対側の面に対向するように設けられた背面負荷材とを有する。複数のモジュールは、第１の方向に並んで設けられる。複数のモジュールのうち、少なくとも２つのモジュールは、背面負荷材に設けられた温度検出部を有する。複数のモジュールのうち第１の方向に隣接する２つのモジュール間で、第２の方向における温度検出部の配置を示す配置パターンが異なる。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る超音波プローブの構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るモジュールの構成の一例を示す図である。 図４は、第１の比較例に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。 図５は、第２の比較例に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。 図７Ａは、第１の実施形態に係る配置パターンの一例を示す図である。 図７Ｂは、第１の実施形態に係る配置パターンの一例を示す図である。 図７Ｃは、第１の実施形態に係る配置パターンの一例を示す図である。 図７Ｄは、第１の実施形態に係る配置パターンの一例を示す図である。 図７Ｅは、第１の実施形態に係る配置パターンの一例を示す図である。 図８は、第２の実施形態に係る超音波プローブの構成の一例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。 図１０は、第３の実施形態に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る超音波プローブ及び超音波診断装置を説明する。なお、一つの実施形態又は変形例に記載した内容は、他の実施形態又は他の変形例にも同様に適用されてもよい。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波プローブが適用された超音波診断装置の構成の一例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。

超音波プローブ１０１は、例えば、エレベーション方向及びアジマス方向に格子状（２次元状）に配置された複数の振動素子（圧電振動子）を有する。アジマス方向は、エレベーション方向と直交する方向である。また、エレベーション方向及びアジマス方向は、振動素子の超音波の放射面から放射される超音波の放射方向と直交する。なお、エレベーション方向及びアジマス方向は、互いに交差していればよい。また、エレベーション方向及びアジマス方向は、超音波の放射方向と交差していればよい。エレベーション方向は、第１の方向の一例である。アジマス方向は、第２の方向の一例である。

複数の振動素子は、装置本体１００が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐからの反射波を受信する。そして、超音波プローブ１０１は、反射波を電気信号である反射波信号に変換し、反射波信号を装置本体１００に出力する。また、超音波プローブ１０１は、例えば、振動素子に設けられる整合層と、振動素子から後方への超音波の伝播を防止する背面負荷材（バッキング材）１０１ｓ（図３参照）等を有する。背面負荷材１０１ｓについては後述する。なお、超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱自在に接続される。

超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波として超音波プローブ１０１が有する複数の振動素子にて受信される。受信される反射波の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波は、ドプラ効果により、超音波の送信方向に対する移動体の速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。そして、超音波プローブ１０１は、サブアレイ毎に、複数の反射波信号に対して、受信指向性を決定するのに必要な遅延量を与える遅延処理を実行する。なお、サブアレイとは、超音波プローブ１０１の全ての振動素子を複数のグループに分けた場合に、複数のグループのそれぞれに属する所定数の振動素子の集合を指す。例えば、各グループに属する振動素子の数は、複数である。そして、超音波プローブ１０１は、サブアレイ毎に、遅延処理が実行された複数の反射波信号を加算する加算処理を実行する。そして、超音波プローブ１０１は、サブアレイ毎に、加算処理による加算後の反射波信号を送受信回路１１０に出力する。

超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱可能に設けられる。被検体Ｐ内の２次元領域の走査（２次元走査）を行なう場合、操作者は、例えば、複数の振動素子が一列で配置された１次元アレイプローブを超音波プローブ１０１として装置本体１００に接続する。また、被検体Ｐ内の３次元領域の走査（３次元走査）を行なう場合、操作者は、例えば、メカニカル４次元プローブや２次元アレイプローブを超音波プローブ１０１として装置本体１００と接続する。メカニカル４次元プローブは、１次元アレイプローブのように一列で配列された複数の振動素子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の振動素子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２次元アレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の振動素子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。２次元アレイプローブの種類としては、リニア型超音波プローブ、セクタ型超音波プローブ等が挙げられる。以下、超音波プローブ１０１が、２次元アレイプローブであり、かつ、リニア型超音波プローブである場合について説明する。

入力装置１０２は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等の入力手段により実現される。入力装置１０２は、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を装置本体１００に転送する。

ディスプレイ１０３は、例えば、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データにより示される超音波画像等を表示したりする。ディスプレイ１０３は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等によって実現される。

装置本体１００は、超音波プローブ１０１から送信された反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する。なお、超音波画像データは、画像データの一例である。図１に示すように、装置本体１００は、送受信回路１１０と、通信制御回路１２０と、信号処理回路１３０と、画像生成回路１４０と、記憶回路１５０と、制御回路１６０とを有する。

送受信回路１１０は、制御回路１６０による制御を受けて、超音波プローブ１０１から超音波を送信させるとともに、超音波プローブ１０１に超音波（超音波の反射波）を受信させる。すなわち、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１を介して走査を実行する。なお、走査は、スキャン、超音波スキャン又は超音波走査とも称される。送受信回路１１０は、送受信部の一例である。

例えば、送受信回路１１０は、制御回路１６０による制御を受けて、超音波プローブ１０１から超音波を送信させる。すなわち、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１から超音波ビームを送信させる。送受信回路１１０は、レートパルサ発生回路と、送信遅延回路と、送信パルサとを有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。

レートパルサ発生回路は、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で、送信超音波（送信ビーム）を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスが送信遅延回路を経由することで、異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサに電圧が印加される。例えば、送信遅延回路は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な振動素子毎の送信遅延時間を、レートパルサ発生回路により発生される各レートパルスに対して与える。送信パルサは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を供給する。なお、送信遅延回路は、各レートパルスに与える送信遅延時間を変化させることで、振動素子の超音波の放射面からの超音波の送信方向を任意に調整する。

駆動パルスは、送信パルサからケーブルを介して超音波プローブ１０１内の振動素子まで伝達した後に、振動素子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動によって発生した超音波は、被検体Ｐの内部に送信される。ここで、振動素子毎に異なる送信遅延時間を持った超音波は、集束されて、所定方向に伝搬していく。

なお、送受信回路１１０は、制御回路１６０による制御を受けて、所定の走査シーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有する。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間に送信駆動電圧の値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

また、送受信回路１１０は、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器と、受信ビームフォーマ等を有し、超音波プローブ１０１から送信された反射波信号に対して各種処理を行なって、デジタルデータである反射波データを生成する。そして、送受信回路１１０は、生成した反射波データを信号処理回路１３０に送信する。

通信制御回路１２０は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１との通信を行う回路である。例えば、通信制御回路１２０は、後述する変換回路１０１lから送信された検出信号を受信すると、受信した検出信号を制御回路１６０に送信する。

信号処理回路１３０は、送受信回路１１０から送信された反射波データに対して各種の信号処理を施し、各種の信号処理が施された反射波データをＢモードデータ又はドプラデータとして画像生成回路１４０に出力する。信号処理回路１３０は、例えば、プロセッサにより実現される。信号処理回路１３０は、信号処理部の一例である。

例えば、信号処理回路１３０は、反射波データに対して、対数増幅及び包絡線検波処理等を施して、サンプル点毎の信号強度（振幅強度）が輝度の明るさで表現されるＢモードデータを生成する。そして、信号処理回路１３０は、生成したＢモードデータを画像生成回路１４０に出力する。

また、信号処理回路１３０は、高調波成分を映像化するハーモニックイメージングを行うための信号処理を実行する。ハーモニックイメージングとしては、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast Harmonic Imaging）や組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue Harmonic Imaging）が挙げられる。また、コントラストハーモニックイメージングや組織ハーモニックイメージングでは、スキャン方式として、以下の方式が知られている。例えば、かかるスキャン方式として、振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）、パルスサブトラクション法（Pulse Subtraction法）又はパルスインバージョン法（Pulse Inversion法）と呼ばれる位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）、及び、ＡＭとＰＭとを組み合わせることで、ＡＭの効果及びＰＭの効果の双方が得られるＡＭＰＭ等が知られている。

また、信号処理回路１３０は、反射波データを周波数解析することで、ドプラ効果に基づく移動体（血流や組織、造影剤エコー成分等）の運動情報を反射波データから抽出し、抽出した運動情報を示すドプラデータを生成する。例えば、信号処理回路１３０は、移動体の運動情報として、平均速度、平均分散値及び平均パワー値等を多点に渡り抽出し、抽出した移動体の運動情報を示すドプラデータを生成する。信号処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０に出力する。

画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０から出力されたＢモードデータ及びドプラデータから超音波画像データを生成する。例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成したドプラデータから運動情報が映像化されたドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、例えば、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。画像生成回路１４０は、プロセッサにより実現される。

ここで、画像生成回路１４０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（走査コンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０から出力されたデータに対して、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、走査コンバート以外に種々の画像処理として、例えば、走査コンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成回路１４０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

なお、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０により生成された３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０により生成された３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成回路１４０は、「３次元のＢモード画像データ及び３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）」として生成する。そして、画像生成回路１４０は、ボリュームデータをディスプレイ１０３にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対して様々なレンダリング処理を行なう。

画像生成回路１４０が行なうレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を用いてボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成回路１４０が行なうレンダリング処理としては、例えば、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理がある。画像生成回路１４０は、画像生成部の一例である。

Ｂモードデータ及びドプラデータは、走査コンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成回路１４０が生成するデータは、走査コンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。

記憶回路１５０は、画像生成回路１４０により生成された各種の画像データを記憶する。また、記憶回路１５０は、信号処理回路１３０により生成されたデータも記憶する。記憶回路１５０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成回路１４０を経由して表示用の超音波画像データとなる。例えば、記憶回路１５０は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク又は光ディスクによって実現される。

また、記憶回路１５０は、走査（超音波の送受信）、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。

制御回路１６０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、制御回路１６０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１５０から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、通信制御回路１２０、信号処理回路１３０及び画像生成回路１４０の処理を制御する。また、制御回路１６０は、記憶回路１５０に記憶された表示用の超音波画像データにより示される超音波画像を表示するようにディスプレイ１０３を制御する。制御回路１６０は、表示制御部又は制御部の一例である。制御回路１６０は、例えば、プロセッサにより実現される。超音波画像は、画像の一例である。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、若しくは、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、又は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路１５０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１５０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサ毎に単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、図１における複数の回路（例えば、信号処理回路１３０、画像生成回路１４０及び制御回路１６０）を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。すなわち、信号処理回路１３０、画像生成回路１４０及び制御回路１６０は、プロセッサにより実現される１つの処理回路に統合されてもよい。

以上、実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成について説明した。次に、図２を参照して、超音波プローブ１０１の構成の一例について説明する。図２は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１の構成の一例を示す図である。

図２に例示するように、超音波プローブ１０１は、複数のモジュール１０１ａと、ケーブル１０１ｂと、コネクタ１０１ｃとを備える。

複数のモジュール１０１ａのそれぞれは、サブアレイ１０１ｆ毎に設けられる。すなわち、１つのモジュール１０１ａは、１つのサブアレイ１０１ｆに対応する。このため、例えば、超音波プローブ１０１の全ての振動素子１０１ｅにより構成される振動素子アレイが、４つのサブアレイ１０１ｆに分けられる場合には、図２の例に示すように、モジュール１０１ａの数は、４つとなる。なお、サブアレイ１０１ｆの数及びモジュール１０１ａの数は、これに限られない。例えば、サブアレイ１０１ｆの数及びモジュール１０１ａの数は、２以上の数であればよい。第１の実施形態に係るモジュール１０１ａは、送受信用ＩＣ１０１ｄと、サブアレイ１０１ｆを構成する複数の振動素子１０１ｅと、温度検出素子１０１ｇとを備える。温度検出素子１０１ｇは、サーミスタ等により温度検出部の一例である。なお、図２には、モジュール１０１ａの構成例が簡易的に示されている。モジュール１０１ａの詳細な構成については、後述する。

送受信用ＩＣ１０１ｄは、装置本体１００から送信された駆動信号を受信すると、受信した駆動信号を、受信した駆動信号に対応する振動素子１０１ｅに供給する。

また、送受信用ＩＣ１０１ｄは、サブアレイ１０１ｆを構成する複数の振動素子１０１ｅから出力される複数の反射波信号に対して、受信指向性を決定するのに必要な遅延量を与える遅延処理を実行する。そして、送受信用ＩＣ１０１ｄは、遅延処理が実行された複数の反射波信号を加算する加算処理を実行する。そして、送受信用ＩＣ１０１ｄは、遅延処理が実行された複数の反射波信号を加算する加算処理を実行する。そして、送受信用ＩＣ１０１ｄは、ケーブル１０１ｂ及びコネクタ１０１ｃを介して、加算処理による加算後の反射波信号を送受信回路１１０に送信する。

送受信用ＩＣ１０１ｄは、動作する際に電力を消費するため、発熱する。また、振動素子１０１ｅは、超音波の送信時の変換ロス、背面材や音響レンズでの減衰吸収のため、発熱する。送受信用ＩＣ１０１ｄ及び振動素子１０１ｅの発熱により、超音波プローブ１０１内の温度が上昇する。

そこで、超音波診断装置１が温度制御を行うために、サーミスタ等の温度検出素子１０１ｇは、超音波プローブ１０１内に設けられ、超音波プローブ１０１内の温度を検出する。温度検出素子１０１ｇは、検出した温度を示す検出信号を、ケーブル１０１ｂを介して、コネクタ１０１ｃ内の後述する変換回路１０１ｌに送信する。したがって、変換回路１０１ｌは、複数（図２の例では４つ）の送受信用ＩＣ１０１ｄのそれぞれから送信された検出信号を受信する。図２に示す場合、変換回路１０１ｌは、４つの検出信号を受信する。

ケーブル１０１ｂは、送受信用ＩＣ１０１ｄと、装置本体１００との通信を行うためのケーブルである。例えば、ケーブル１０１ｂの一端には、４つの送受信用ＩＣ１０１ｄのそれぞれが接続されている。また、ケーブル１０１ｂの他端には、コネクタ１０１ｃが接続されている。コネクタ１０１ｃが、装置本体１００のポート（図示せず）に接続されることで、ケーブル１０１ｂ及びコネクタ１０１ｃを介して、送受信用ＩＣ１０１ｄと装置本体１００との間で通信を行うことが可能となる。

第１の実施形態では、コネクタ１０１ｃは、変換回路１０１ｌを備える。変換回路１０１ｌは、受信した複数（図２の例では４つ）の検出信号を単一の検出信号に変換する。例えば、変換回路１０１ｌは、複数の検出信号の中から、最も高い温度を示す検出信号を特定する。そして、変換回路１０１ｌは、特定した検出信号を装置本体１００の通信制御回路１２０に送信する。すなわち、変換回路１０１ｌは、複数の検出信号の中から、最も高い温度を示す検出信号を出力する。変換回路１０１ｌは、変換部の一例である。

ここで、図２に示す実線は、アナログ信号の通信経路を示し、破線は、デジタルデータの通信経路を示す。例えば、送受信回路１１０からコネクタ１０１ｃ及びケーブル１０１ｂを介して、送受信用ＩＣ１０１ｄに送信される駆動信号は、実線で示されるように、アナログ信号である。同様に、送受信用ＩＣ１０１ｄから振動素子１０１ｅに供給される駆動信号も、実線で示されるように、アナログ信号である。

一方、送受信回路１１０から信号処理回路１３０に送信される反射波データ、通信制御回路１２０から制御回路１６０に送信される検出信号、及び、信号処理回路１３０から画像生成回路１４０に送信される各種のデータ等も、破線で示されるように、デジタルデータである。

次に、モジュール１０１ａの詳細について説明する。図３は、第１の実施形態に係るモジュール１０１ａの構成の一例を示す図である。図３に例示するように、モジュール１０１ａは、複数の振動素子１０１ｅ、信号引き出し用のフレキシブル配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）１０１ｈと、背面負荷材１０１ｓと、基板１０１ｋと、送受信用ＩＣ１０１ｄとを有する。

振動素子１０１ｅは、超音波の放射面を有する。振動素子１０１ｅの超音波の放射面には、グランド電極が設けられている。また、振動素子１０１ｅの超音波の放射面とは反対側の面（背面）には、信号電極が設けられている。グランド電極には、例えば、グランド接地用のフレキシブル配線板（図示せず）が接続されている。また、信号電極には、フレキシブル配線板１０１ｈが接続されている。振動素子１０１ｅは、駆動信号によって駆動されて、超音波の放射面から超音波を放射する。また、振動素子１０１ｅは、超音波の反射波を受信すると、受信した反射波を反射波信号に変換し、反射波信号を信号電極から出力する。

フレキシブル配線板１０１ｈは、例えば、両面ＦＰＣである。フレキシブル配線板１０１ｈが両面ＦＰＣである場合、フレキシブル配線板１０１ｈの振動素子１０１ｅ側の面とは反対側の面（背面）には、複数の振動素子の信号電極のそれぞれに接続される配線パターンのそれぞれが設けられている。配線パターンのそれぞれは、フレキシブル配線板１０１ｈの両面を電気的に接続するスルーホールを介して、フレキシブル配線板１０１ｈの振動素子１０１ｅ側の面に設けられた接着用パッドに接続されている。接着用パッドのそれぞれは、接続される対象の信号電極に対向する位置に設けられている。そして、各接着パッドと、対応する信号電極とが接着される。

図３に示すように、フレキシブル配線板１０１ｈは、背面負荷材１０１ｓの側面と略平行になるように、折り曲げられている。例えば、フレキシブル配線板１０１ｈは、背面負荷材１０１ｓ及び基板１０１ｋを挟み込むように折り曲げられている。

背面負荷材１０１ｓは、複数の振動素子１０１ｅの超音波の放射面とは反対側の面に対向するように設けられている。背面負荷材１０１ｓは、音響部材１０１ｉ及び高熱伝導部材１０１ｊを有する。音響部材１０１ｉは、振動素子１０１ｅから背面方向（超音波の送信方向とは逆の方向）への超音波の伝搬を抑制する。例えば、音響部材１０１ｉは、振動素子１０１ｅから、超音波の放射方向とは逆方向に放射される超音波を減衰させるとともに吸収する。音響部材１０１ｉは、酸化亜鉛等の金属酸化物を充填した樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を基材とし、タングステン粉末、酸化亜鉛粉末、炭化タングステン及び炭素繊維のうち少なくとも１つを混練し、硬化させたものである。音響部材１０１ｉは、例えば、略直方体である。音響部材１０１ｉの振動素子１０１ｅに対向する面（振動素子１０１ｅ側の面）は、フレキシブル配線板１０１ｈを介して、サブアレイ１０１ｆを構成する複数の振動素子１０１ｅに設けられた複数の信号電極に音響的に接続されている。音響部材１０１ｉは、第１の層の一例である。

高熱伝導部材１０１ｊは、音響部材１０１ｉの振動素子１０１ｅ側とは反対側に設けられ、かつ、熱伝導率が所定値以上の部材により形成される。高熱伝導部材１０１ｊは、例えば、アルミニウム、銅、炭素繊維又は高熱伝導性セラミックである。高熱伝導部材１０１ｊは、例えば、略直方体である。高熱伝導部材１０１ｊの１つの面と、音響部材１０１ｉの振動素子１０１ｅ側の面とは反対側の面とが接着されている。高熱伝導部材１０１ｊは、高熱伝導部材１０１ｊ内の熱伝導により、振動素子１０１ｅが発生した熱及び送受信用ＩＣ１０１ｄが発生した熱が伝搬される背面負荷材１０１ｓ（具体的には、音響部材１０１ｉ）を均熱化する。高熱伝導部材１０１ｊは、第２の層の一例である。

基板１０１ｋには、送受信用ＩＣ１０１ｄが搭載されている。送受信用ＩＣ１０１ｄは、基板１０１ｋ上に設けられた配線パターンに接続されている。送受信用ＩＣ１０１ｄに接続された配線パターンは、フレキシブル配線板１０１ｈの振動素子１０１ｅ側の面に振動素子１０１ｅ毎に設けられた配線パターンに、フレキシブル配線板１０１ｈに形成されたスルーホールを介して電気的に接続されている。

また、振動素子１０１ｅのグランド電極に電気的に接続された配線パターンであって、グランド接地用のフレキシブル配線板（図示せず）に設けられた配線パターンと、送受信用ＩＣ１０１ｄに接続された配線パターンとも電気的に接続されている。

したがって、送受信用ＩＣ１０１ｄと、振動素子１０１ｅの信号電極と、振動素子１０１ｅのグランド電極とは電気的に接続されている。

送受信用ＩＣ１０１ｄは、装置本体１００から送信された駆動信号を受信すると、受信した駆動信号を、受信した駆動信号に対応する振動素子１０１ｅ、すなわち、駆動対象の振動素子１０１ｅに対して送信する。送受信用ＩＣ１０１ｄは、駆動信号を送信することで、駆動対象の振動素子１０１ｅの両電極（信号電極及びグランド電極）間を駆動信号に応じた電圧で印加する。これにより、駆動対象の振動素子１０１ｅが駆動されて超音波を放射する。なお、送受信用ＩＣ１０１ｄは、フレキシブル配線板１０１ｈに直接実装されてもよい。例えば、送受信用ＩＣ１０１ｄは、「Chip on film」等の実装技術により、フレキシブル配線板１０１ｈに直接実装されてもよい。

ここで、図４及び図５を参照して、比較例に係る超音波プローブについて説明する。図４は、第１の比較例に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。図４に例示する第１の比較例に係る超音波プローブは、セクタ型超音波プローブであり、かつ、２次元アレイプローブである。第１の比較例に係る超音波プローブは、温度制御を行うために、サーミスタ２０４を備える。

図４の上部は、第１の比較例に係る超音波プローブのモジュールの一部を、アジマス方向と直交する面であって、エレベーション方向に沿う面から見た場合の図である。また、図４の下部は、第１の比較例に係る超音波プローブのモジュールの一部の下面図である。

図４の上部に示すように、第１の比較例に係る超音波プローブは、振動素子アレイ２０１、音響部材２０２及び高熱伝導部材２０３を備える。振動素子アレイ２０１は、エレベーション方向及びアジマス方向に格子状に配置された複数の振動素子により構成される。

ここで、超音波プローブでは、温度制御が行われる際に、超音波プローブの内部の温度として、なるべく高い温度が検出されることが好ましい。そのため、第１の比較例に係る超音波プローブでは、サーミスタ２０４は、図４の下部に示すように、振動素子アレイ２０１の中央部分の位置に対応する高熱伝導部材２０３の位置に設けられる。サーミスタ２０４をこのような位置に設ける理由の一例について説明する。セクタ型超音波プローブであり、かつ、２次元アレイプローブである第１の比較例に係る超音波プローブは、超音波の送受信を行う際に、全振動素子を駆動していると考えられる。このため、振動素子アレイ２０１の中央部分の温度が最も高くなると考えられる。また、送信開口又は受信開口の口径が、全振動素子を駆動する場合の口径よりも狭くなる場合であっても、振動素子アレイ２０１の中央部分の振動素子が駆動していると考えられる。したがって、この場合においても、振動素子アレイ２０１の中央部分の温度が最も高くなると考えられる。このため、サーミスタ２０４は、振動素子アレイ２０１の中央部分の位置に対応する高熱伝導部材２０３の位置に設けられる。

なお、セクタ型超音波プローブである第１の比較例に係る超音波プローブが備える振動素子アレイ２０１のサイズは、リニア型超音波プローブ等と比較して、小規模である。また、図４の上部及び下部に示すように、音響部材２０２及び高熱伝導部材２０３により構成される背面負荷材は、分割されておらず、一体的に形成されている。このため、高熱伝導部材２０３は、背面負荷材（具体的には、音響部材２０２）の均熱化を図ることができる。よって、図４の下部に示すように、サーミスタ２０４が、振動素子アレイ２０１の中央部分ではなく端部の位置に対応する高熱伝導部材２０３の位置に設けられてもよい。

図５は、第２の比較例に係る超音波プローブのモジュールを説明するための図である。図５に例示する第２の比較例に係る超音波プローブは、リニア型超音波プローブであり、かつ、２次元アレイプローブである。第２の比較例に係る超音波プローブは、温度制御を行うために、サーミスタ３０１ｄを備える。

図５の上部は、第２の比較例に係る超音波プローブのモジュールの一部を、アジマス方向と直交する面であって、エレベーション方向に沿う面から見た場合の図である。また、図５の下部は、第２の比較例に係る超音波プローブのモジュールの一部の下面図である。

図５の上部に示すように、第２の比較例に係る超音波プローブは、サブアレイ３０１ａ、音響部材３０１ｂ及び高熱伝導部材３０１ｃを有するモジュールを複数備える。複数のモジュールは、エレベーション方向に並んで設けられている。ここでいうサブアレイ３０１ａとは、第２の比較例に係る超音波プローブの全ての振動素子を複数のグループに分けた場合に、複数のグループのそれぞれに属する所定数の振動素子の集合を指す。サブアレイ３０１ａは、エレベーション方向及びアジマス方向に格子状に配置された複数の振動素子により構成される。

ここで、第２の比較例に係る超音波プローブの全ての振動素子により構成される振動素子アレイのサイズは、セクタ型超音波プローブ等と比較して、大規模である。このため、第２の比較例に係る超音波プローブが、送信開口の位置及び受信開口の位置を移動しつつ走査を行う場合には、一部の振動素子だけが駆動される。このため、振動素子アレイの最も温度が高くなる部分は、一定ではなく、変化する。

また、第２の比較例に係る超音波プローブでは、振動素子の数が多いため、複数のモジュールが設けられる。そして、複数のモジュールのそれぞれが、サブアレイ３０１ａを構成する複数の振動素子から出力される反射波信号を処理する。したがって、第２の比較例に係る超音波プローブでは、音響部材及び高熱伝導部材が複数の音響部材３０１ｂ及び複数の高熱伝導部材３０１ｃに分割される。このため、隣接する２つのモジュール間の熱抵抗は、比較的高いものとなる。すなわち、隣接する２つのモジュール間の熱伝達率が比較的低くなる。したがって、隣接する２つのモジュール間では、温度差が大きくなる傾向がある。このため、各モジュールにおいて、温度検出が行われる必要がある。

ここで、振動素子アレイは、上面視で、長方形となる。第２の比較例に係る超音波プローブでは、信号引き出しの実現のために、振動素子アレイの短手方向に、複数のサブアレイ３０１ａに分割することで、引き出し面の大きさを十分に確保することが望ましい。このため、１つのモジュールに含まれる１つの背面負荷材の形状は、極端な長辺短辺比を有する細長い長方形となる。例えば、背面負荷材の形状は、アジマス方向を長手方向とする長方形となる。このため、高熱伝導部材３０１ｃによる均熱化が充分に図られず、１つの背面負荷材の長手方向において、最も高い温度と最も低い温度との差が、ある程度大きくなる。また、送信開口の位置及び受信開口の位置の変化により、１つの背面負荷材において、最も高い温度となる部分も変化する。このため、１つの背面負荷材において、最も高い温度をサーミスタ３０１ｄにより検出する場合には、長手方向における複数の位置に複数のサーミスタ３０１ｄを設ける必要がある。

例えば、図５の下部に示すように、各モジュールにおいて、高熱伝導部材３０１ｃのアジマス方向において互いに異なる複数（４つ）の位置に、複数のサーミスタ３０１ｄを設ける必要がある。しかしながら、この場合には、モジュールの数が６つであるため、多数（２４（４×６）個）のサーミスタ３０１ｄを設ける必要がある。このため、最も高い温度を検出するための回路の規模が大きくなったり、サーミスタ３０１ｄの消費電力が増大したり、サーミスタ３０１ｄからの検出信号を伝達するためのケーブルの線数が増加したり、サーミスタ３０１ｄの購入費用等のコストが増大したりしてしまう。

そこで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１は、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができるように、以下に説明するように構成されている。

図６は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１のモジュール１０１ａを説明するための図である。図６に例示する超音波プローブ１０１は、上述したように、リニア型超音波プローブであり、かつ、２次元アレイプローブである。第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１のモジュール１０１ａは、温度制御を行うために、温度検出素子１０１ｇを備える。

図６の上部は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１のモジュール１０１ａの一部を、アジマス方向と直交する面であって、エレベーション方向に沿う面から見た場合の図である。また、図５の下部は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１のモジュール１０１ａの一部の下面図である。

超音波プローブ１０１は、図５の上部に示すように、サブアレイ１０１ｆ、音響部材１０１ｉ及び高熱伝導部材１０１ｊを有するモジュール１０１ａを複数備える。複数のモジュール１０１ａは、エレベーション方向に並んで設けられている。サブアレイ１０１ｆは、エレベーション方向及びアジマス方向に格子状に配置された複数の振動素子１０１ｅにより構成される。

ここで、図６に示すように、第１の実施形態では、複数（６つ）のモジュール１０１ａのうちエレベーション方向に隣接する２つのモジュール１０１ａ間で、アジマス方向における温度検出素子１０１ｇの配置を示す配置パターンが異なる。

図７Ａ～図７Ｅを参照して、配置パターンの一例について説明する。ここでは、５種類の配置パターンについて説明する。図７Ａ～図７Ｅは、第１の実施形態に係る配置パターンの一例を示す図である。また、高熱伝導部材１０１ｊに、アジマス方向における４つの異なる位置に、温度検出素子１０１ｇが配置される場合について説明する。図７Ａは、アジマス方向において１番目の位置に温度検出素子１０１ｇが配置されたことを示す配置パターン（１）を示す。図７Ｂは、アジマス方向において２番目の位置に温度検出素子１０１ｇが配置されたことを示す配置パターン（２）を示す。図７Ｃは、アジマス方向において３番目の位置に温度検出素子１０１ｇが配置されたことを示す配置パターン（３）を示す。図７Ｄは、アジマス方向において４番目の位置に温度検出素子１０１ｇが配置されたことを示す配置パターン（４）を示す。図７Ｅは、温度検出素子１０１ｇが配置されていないことを示す配置パターン（５）を示す。このように、温度検出素子１０１ｇの配置位置に応じて配置パターンは、異なる。また、温度検出素子１０１ｇが配置されていない場合も、配置パターンに含まれる。なお、本実施形態では、超音波プローブ１０１が備える複数のモジュール１０１ａのうち、少なくとも２つのモジュール１０１ａが、背面負荷材１０１ｓに設けられた温度検出素子１０１ｇを有していればよい。

図６において、上述したように、隣接する２つのモジュール１０１ａ間で配置パターンが異なっている。例えば、一番左側のモジュール１０１ａの配置パターンは、配置パターン（１）であり、左から２番目のモジュール１０１ａの配置パターンは、配置パターン（４）である。また、左から３番目のモジュール１０１ａの配置パターンは、配置パターン（２）であり、右から３番目のモジュール１０１ａの配置パターンは、配置パターン（３）である。右から２番目のモジュール１０１ａの配置パターンは、配置パターン（１）であり、一番右側のモジュール１０１ａの配置パターンは、配置パターン（４）である。

隣接する２つのモジュール１０１ａ間で配置パターンを異ならせる理由について説明する。例えば、送信開口及び受信開口が狭くなった場合であっても、複数のモジュールの複数のサブアレイ１０１ｆに亘って、送信開口及び受信開口が設定される傾向がある。このため、隣接する２つのモジュール１０１ａ間では、アジマス方向において略同一の位置の振動素子１０１ｅが発熱する傾向がある。よって、隣接する２つのモジュール１０１ａ間では、アジマス方向において略同一の位置の温度は、略同一となる傾向がある。

したがって、隣接する２つのモジュール１０１ａ間では、アジマス方向において異なる位置の温度を検出したほうが、超音波プローブ１０１全体では、最低限の個数の温度検出素子１０１ｇを用いて、効率良く、振動素子アレイにおける最大の温度を検出することができる。これらの理由から、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１では、隣接する２つのモジュール１０１ａ間で、アジマス方向における温度検出素子１０１ｇの配置を示す配置パターンが異なる。

図６に示す超音波プローブ１０１と、図５に示す第２の比較例に係る超音波プローブは、共に、リニア型超音波プローブであり、かつ、２次元アレイプローブである。しかしながら、第２の比較例に係る超音波プローブでは、温度制御に用いられるサーミスタ３０１ｄの数が２４個である。これに対して、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１では、１つのモジュール１０１ａが１つの温度検出素子１０１ｇを有するので、温度制御に用いられる温度検出素子１０１ｇの数が６個である。

したがって、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１によれば、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる。よって、超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１によれば、最も高い温度を検出するための回路の規模の増大を抑制することができる。また、超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１によれば、温度検出素子１０１ｇの消費電力の増大を抑制することができる。また、超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１によれば、温度検出素子１０１ｇからの検出信号を伝達するためのケーブルの線数の増加を抑制することができる。また、超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１によれば、温度検出素子１０１ｇの購入費用等のコストの増大を抑制することができる。

次に、温度制御において、制御回路１６０が実行する処理の一例について説明する。例えば、上述したように、変換回路１０１ｌは、受信した複数の検出信号の中から、最も高い温度を示す検出信号を通信制御回路１２０に送信する。通信制御回路１２０は、受信した検出信号を制御回路１６０に送信する。

制御回路１６０は、検出信号を受信すると、受信した検出信号が示す温度と、第１の閾値とを比較し、検出信号が示す温度が第１の閾値以上である場合には、超音波プローブ１０１の走査動作（スキャン動作）を停止させる。又は、制御回路１６０は、検出信号が示す温度が第１の閾値以上である場合には、超音波プローブ１０１への電力の供給を停止させて、超音波プローブ１０１の動作を停止させる。

また、制御回路１６０は、検出信号が示す温度と、第１の閾値よりも小さい第２の閾値とを比較する。そして、制御回路１６０は、検出信号が示す温度が第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である場合には、超音波プローブ１０１が被検体Ｐから離れて空中放置の状態となった際に、超音波の送信を停止するように、超音波プローブ１０１を制御する。

また、制御回路１６０は、検出信号が示す温度と、第２の閾値よりも小さい第３の閾値とを比較する。そして、制御回路１６０は、検出信号が示す温度が第３の閾値以上かつ第２の閾値未満である場合には、送信電圧を所定値下げるように、超音波プローブ１０１を制御する。ここで、送信電圧とは、例えば、駆動対象の振動素子１０１ｅの両電極（信号電極及びグランド電極）間に印加される電圧であって駆動信号に応じた電圧を指す。

以上、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１について説明した。超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１によれば、上述したように、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる。

なお、第１の実施形態において、温度検出素子１０１ｇとして熱電対が用いられてもよい。熱電対は、温度を検出し、検出した温度を示す検出信号を出力する。熱電対は、温度検出部の一例である。

（第１の実施形態の第１の変形例）
なお、上述した実施形態では、変換回路１０１ｌが、複数の検出信号の中から、最も高い温度を示す検出信号を出力する場合について説明した。しかしながら、変換回路１０１ｌは、複数の検出信号のそれぞれを一定時間毎に切り替えて出力してもよい。そこで、このような変形例を、第１の実施形態に係る第１の変形例として説明する。

例えば、変換回路１０１ｌは、複数の検出信号のそれぞれを順々に、一定時間ごとに選択する。そして、変換回路１０１ｌは、検出信号を選択する度に、選択された検出信号を通信制御回路１２０に送信する。通信制御回路１２０は、検出信号を受信すると、受信した検出信号を制御回路１６０に送信する。

制御回路１６０は、検出信号を受信する度に、一定の期間の間に受信した検出信号の中から、最も高い温度を示す検出信号を特定する。ここでいう一定の期間とは、例えば、制御回路１６０が検出信号を受信したタイミング（受信タイミング）から、この受信タイミングから所定時間前までの期間である。そして、制御回路１６０は、特定した検出信号が示す最も高い温度を用いて、第１の実施形態と同様の処理を行う。すなわち、制御回路１６０は、一定の期間の間に変換回路１０１ｌから出力された複数の検出信号が示す複数の温度のうち最も高い温度を用いて、第１の実施形態と同様の処理を行う。

以上、第１の実施形態の第１の変形例に係る超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１について説明した。第１の変形例によれば、第１の実施形態と同様に、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる。

（第２の実施形態）
上述した実施形態及び変形例では、振動素子１０１ｅがモジュール１０１ａに含まれる場合について説明した。しかしながら、振動素子１０１ｅがモジュール１０１ａに含まれなくてもよい。そこで、このような実施形態を第２の実施形態として説明する。第２の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、第２の実施形態についての説明では、第１の実施形態と異なる点を主に説明する。

図８は、第２の実施形態に係る超音波プローブ１０１の構成の一例を示す図である。図９は、第２の実施形態に係る超音波プローブ１０１のモジュール１０１ａを説明するための図である。上述した第１の実施形態では、超音波プローブ１０１の全ての振動素子１０１ｅにより構成される振動素子アレイが、４つのサブアレイ１０１ｆに分けられる場合について説明した。第２の実施形態では、図８及び図９に示すように、全ての振動素子１０１ｅにより構成される振動素子アレイ１０１ｍが、分割されずに用いられる。すなわち、第２の実施形態では、全ての振動素子１０１ｅが分割されずに一体となった振動素子アレイ１０１ｍが用いられる。第２の実施形態では、超音波プローブ１０１が振動素子アレイ１０１ｍを備えるものの、モジュール１０１ａには、振動素子アレイ１０１ｍが含まれない。

以上、第２の実施形態に係る超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１について説明した。第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる。

（第３の実施形態）
上述した実施形態及び変形例では、背面負荷材１０１ｓが高熱伝導部材１０１ｊを備え、高熱伝導部材１０１ｊに温度検出素子１０１ｇが設けられる場合について説明した。しかしながら、背面負荷材１０１ｓが高熱伝導部材１０１ｊを備えなくてもよい。そこで、このような実施形態を第３の実施形態として説明する。第３の実施形態の説明では、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、第３の実施形態についての説明では、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点を主に説明する。

図１０は、第３の実施形態に係る超音波プローブ１０１のモジュール１０１ａを説明するための図である。なお、以下、第２の実施形態に係るモジュール１０１ａが高熱伝導部材１０１ｊを備えない場合の実施形態を第３の実施形態として説明するが、第１の実施形態に係るモジュール１０１ａが高熱伝導部材１０１ｊを備えない場合の実施形態にも、以下で説明する内容が適用される。

図１０に例示するように、第３の実施形態に係るモジュール１０１ａは、高熱伝導部材１０１ｊを備えずに、音響部材１０１ｉを備える。図１０の下部に例示するように、音響部材１０１ｉに、アジマス方向における４つの異なる位置に、温度検出素子１０１ｇが設けられる。第３の実施形態に係る音響部材１０１ｉは、層の一例である。図１０の下部に示すように、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、エレベーション方向に隣接する２つのモジュール１０１ａ間で、アジマス方向における温度検出素子１０１ｇの配置を示す配置パターンが異なる。

以上、第３の実施形態に係る超音波プローブ１０１及び超音波診断装置１について説明した。第３の実施形態によれば、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる。

なお、上述した実施形態では、１つの高熱伝導部材１０１ｊ又は１つの音響部材１０１ｉに、１つの温度検出素子（例えば、１つのサーミスタ又は１つの熱電対）１０１ｇを設けるか、若しくは、温度検出素子１０１ｇを設けない場合について説明した。しかしながら、１つの高熱伝導部材１０１ｊ又は１つの音響部材１０１ｉに、２つ以上の温度検出素子１０１ｇが設けられてもよい。

以上述べた少なくとも１つの実施形態又は変形例によれば、温度を検出する温度検出素子１０１ｇの数の増大を抑制しつつ、振動素子アレイにおいて最も高い温度を検出することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 超音波診断装置
１０１ 超音波プローブ
１０１ａ モジュール
１０１ｅ 振動素子
１０１ｆ サブアレイ
１０１ｇ 温度検出素子
１０１ｓ 背面負荷材

Claims (12)

1. 超音波の放射方向と交差する第１の方向及び第２の方向であって、互いに交差する第１の方向及び第２の方向に格子状に配置された複数の振動素子と、当該複数の振動素子の前記超音波の放射面とは反対側の面に対向するように設けられた背面負荷材とを有するモジュールを複数備え、
   前記複数のモジュールは、前記第１の方向に並んで設けられ、
   前記複数のモジュールのうち、少なくとも２つのモジュールは、前記背面負荷材に設けられた温度検出部を有し、
   前記複数のモジュールのうち前記第１の方向に隣接する２つのモジュール間で、前記第２の方向における前記温度検出部の配置を示す配置パターンが異なる、
   超音波プローブ。
2. 超音波の放射方向と交差する第１の方向及び第２の方向であって、互いに交差する第１の方向及び第２の方向に格子状に配置された複数の振動素子と、
   前記複数の振動素子のうち対応する所定数の振動素子毎に設けられ、かつ、当該所定数の振動素子の前記超音波の放射面とは反対側の面に対向するように設けられた背面負荷材を有する複数のモジュールと、
   を備え、
   前記複数のモジュールは、前記第１の方向に並んで設けられ、
   前記複数のモジュールのうち、少なくとも２つのモジュールは、前記背面負荷材に設けられた温度検出部を有し、
   前記複数のモジュールのうち前記第１の方向に隣接する２つのモジュール間で、前記第２の方向における前記温度検出部の配置を示す配置パターンが異なる、
   超音波プローブ。
3. 前記複数のモジュールのそれぞれは、前記温度検出部を有する、請求項１又は２に記載の超音波プローブ。
4. 前記複数のモジュールのそれぞれは、１つの前記温度検出部を有する、請求項３に記載の超音波プローブ。
5. 前記背面負荷材は、
   前記振動素子から、前記超音波の放射方向とは逆方向に放射される超音波を減衰させるとともに吸収する第１の層と、
   前記第１の層の前記振動素子側とは反対側に設けられ、かつ、熱伝導率が所定値以上の部材により形成される第２の層と、
   を有し、
   前記温度検出部は、前記第２の層に設けられる、
   請求項１～４のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
6. 前記背面負荷材は、前記超音波の放射方向とは逆方向に伝搬する、前記振動素子からの超音波を減衰させるとともに吸収する層を有し、
   前記温度検出部は、前記層に設けられる、
   請求項１～４のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
7. 複数の前記温度検出部により出力される複数の検出信号を単一の検出信号に変換する変換部を更に備える、請求項１～６のいずれか１つに記載の超音波プローブ。
8. 前記変換部は、前記複数の検出信号の中から、最も高い温度を示す検出信号を出力する、請求項７に記載の超音波プローブ。
9. 前記変換部は、前記複数の検出信号のそれぞれを一定時間毎に切り替えて出力する、請求項７に記載の超音波プローブ。
10. 請求項７～９のいずれか１つに記載の超音波プローブと、
    前記変換部から出力された前記検出信号が示す温度、又は、一定の期間の間に前記変換部から出力された複数の前記検出信号が示す複数の温度のうち最も高い温度が、第１の閾値以上である場合には、前記超音波プローブの走査動作を停止させるか、又は、前記超音波プローブへの電力の供給を停止させる制御部と、
    を備える、超音波診断装置。
11. 前記制御部は、前記変換部から出力された前記検出信号が示す温度、又は、前記複数の温度のうち最も高い温度が、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以上かつ前記第１の閾値未満である場合には、前記超音波プローブが空中放置の状態となった際に、超音波の送信を停止するように、前記超音波プローブを制御する、請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記制御部は、前記変換部から出力された前記検出信号が示す温度、又は、前記複数の温度のうち最も高い温度が、前記第２の閾値よりも小さい第３の閾値以上かつ前記第２の閾値未満である場合には、送信電圧を下げるように、前記超音波プローブを制御する、請求項１１に記載の超音波診断装置。

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