超声波诊断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及超声波诊断装置。
【背景技术】
[0002]医用图像诊断装置是为了进行检查及诊断，不通过外科手术切除组织而将被检体内的组织的信息图像化为医用图像(断层图像、血流图像等)的装置。作为医用图像诊断装置，有 X 射线诊断装置、X 射线 CT (Computed Tomography)装置、MRI (Magnetic ResonanceImaging)装置及超声波诊断装置等。
[0003]在一个例子中，医用图像在拍摄被检体之后被存储到医疗机构内的医用图像保管系统(例如 PACS ;Picture Archiving and Communicat1n Systems)。之后，由阅片医等从图像保管系统读出医用图像来进行阅片。在另一例子中，医用图像在拍摄被检体后立刻(实时地)被图像化而供医师等阅览。即，有时为了掌握该时刻的被检体内的状态而利用医用图像。作为其他例子，医用图像有时被用作为了进行经过观察等而对被检体内的状态监视一定期间的目的。从该监视的观点来看，有时使用超声波诊断装置。即，考虑不产生被检体的辐射问题这一点，想到使用超声波诊断装置的状况。
[0004]此外，对被检体内的状态监视一定期间时，根据该期间的长度，有时很难使被检体停留在架台(X射线CT装置、MRI装置等)上。需要使被检体停留在X射线照射部与检测器之间的X射线诊断装置也存在同样问题。关于这一点，在超声波诊断装置的情况下，不需要架台等，通过超声波探头等在与观察部位之间收发超声波，由此得到体内组织的信息并将其图像化。而且，也不会像MRI装置这样由于倾斜磁场线圈的振动而产生噪声。
[0005]但是，在从体外得到体内组织的超声波图像的超声波探头的情况下，所得到的超声波图像可能会受到从体表至所希望的检查部位之间存在的组织(骨骼或肺等)的影响。为了消除该问题，在超声波诊断装置中使用经食道超声波探头(TEE ；transesophagealechocar1graphy ;探头)(例如专利文献I)。根据经食道超声波探头，从食道或上部消化器官进行超声波的收发，所以能够不受上述组织的影响而取得所希望的观察部位的超声波图像。
[0006]作为结构的一个例子，经食道超声波探头具备:具有规定长度的导中管部、具有超声波换能器的前端部、以及将该导中管部与前端部连接的弯曲部。导中管部至前端部被插入至体腔内、例如食道或胃等上部消化器官中。因此，导中管部形成为可弯折。此外，导中管部的位于前端部侧的另一端连接有把持部。把持部供操作者保持，并且设置有在弯曲部或前端部的操作等中使用的操作部。此外，在从把持部起经过导中管部至前端部之间，设置有用于将弯曲部弯曲的引线。
[0007]受到来自把持部的操作而引线被驱动时，弯曲部弯曲，前端部朝向规定方向。前端部朝向规定方向，通过前端部的超声波换能器朝向所希望的检查部位收发超声波，由此能够从例如食道的规定位置得到表示心脏的状态的图像。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献I
[0011]特开平5-161649号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]超声波诊断装置中的超声波换能器由于收发超声波而温度可能上升。例如压电元件在将被施加的电压变换成超声波时，由于内部损失而引起发热。对被检体内的状态监视一定期间的情况下，可能会由于温度上升的问题而难以继续监视。如上述那样，有时还向被检体内插入超声波的收发部，因此希望抑制过度的温度上升。
[0014]本实施方式的目的在于，在超声波诊断装置中能够对体内组织的状态观察规定期间。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本实施方式的超声波诊断装置具有超声波收发部和控制部。超声波收发部在被插入被检体内的状态下通过收发超声波来获得被检体的规定部位的生物体信息。控制部基于与周期性地动作的规定部位的状态相应地设定的触发信号，或者与该状态相应地求出的触发信号，使超声波收发部发送超声波。
【附图说明】
[0017]图1是表示超声波诊断装置的概略立体图。
[0018]图2A是表示前端部的概略侧面图。
[0019]图2B是表示图2A的概略A-A^截面图与概略截面图所示的各部分的位置关系的概略图。
[0020]图2C是表示在图2A的超声波换能器中附加了偏置件后的状态的概略截面图。
[0021]图2D是表示挠性印刷电路基板的概略立体图。
[0022]图3A是表示超声波换能器的概略立体图。
[0023]图3B是表示超声波换能器的概略立体图。
[0024]图3C是表示超声波换能器的概略立体图。
[0025]图3D是表示超声波换能器的概略立体图。
[0026]图4是表示第一实施方式的超声波诊断装置的前端部的功能结构的一个例子的概略框图。
[0027]图5是表示第一实施方式的超声波诊断装置的主体部的功能结构的一个例子的概略框图。
[0028]图6是表示第一实施方式中由生成部生成的B模式图像的一个例子的概略图。
[0029]图7A是表示第一实施方式中由生成部生成的多普勒光谱图像的一个例子的概略图。
[0030]图7B是表示第一实施方式中由生成部生成的多普勒光谱图像和心电波形的一个例子的概略图。
[0031]图8是表示得到图6的B模式图像的位置关系的概略图。
[0032]图9是表示第一实施方式的超声波诊断装置的动作的概略的流程图。
[0033]图10是表示第三实施方式的超声波诊断装置的动作的概略的流程图。
[0034]图11是表示第五实施方式的超声波诊断装置的主体部的功能结构的一个例子的概略框图。
[0035]图12是表示第五实施方式的超声波诊断装置的动作的概略的流程图。
[0036]图13是表示第五实施方式的超声波诊断装置的动作的概略的流程图。
[0037]图14是表示第五实施方式的超声波诊断装置的动作的概略的流程图。
【具体实施方式】
[0038]参照图1?图14，对第一实施方式?第六实施方式的超声波诊断装置进行说明。
[0039][第一实施方式]
[0040]首先，参照图1说明第一实施方式的超声波诊断装置100的整体结构的概略。图1是表示本发明的实施方式的超声波诊断装置100的概略结构的外观图。第一实施方式的超声波诊断装置100从生物体信息计测部120 (参照图5)接受与生物体信息(心电波形等)的设定相应的解析结果，进行间歇摄像。
[0041]如图1所示，本实施方式的超声波诊断装置100具有主体部101、前端部10等。前端部10与主体部101经由缆线11而连接。在图1的例子中，在缆线11的端部形成的连接器I Ia被连接于主体部101，在主体部101设置有用于接受该连接器Ila的连接部101a。此夕卜，在主体部101设置有:在超声波诊断装置100的操作中使用的操作部102 ;以及显示由超声波诊断装置100生成的图像以及其他图像的显示部103。另外，图1是超声波诊断装置100的示例。因此，关于主体部101的结构、缆线11、操作部102、显示部103的配置或结构等，不限于图1所示例的情况，能够适当地变更。例如也可以不是图1那样的主体部101，而是主体部101构成为便携式的超声波诊断装置。
[0042]<前端部的结构>
[0043]接下来，参照图2A、图2B及图3A对前端部10的结构进行说明。图2A是表示前端部10的概略侧面图。图2B是图2A的概略A-A7截面图和概略B-B7截面图，是表示这些截面图所示的各部的位置关系的概略图。另外，在图2B中，省略了缆线11、方向控制部16以及驱动部18的图示。图3A是表示一维排列地遍及支撑体的外周面的整周设置有超声波振子12a的超声波换能器12的概略立体图。
[0044](前端部的概要)
[0045]在图1及图2A所示的例子中，作为用于收发超声波的器件，使用胶囊形状的前端部10。如图2B所示，前端部10在形成为椭圆体状的收容部1a的内部具备超声波换能器12、收发控制部14以及I/F(接口)15(参照图4)等。另外，有时在收容部1a的内部具备方向控制部16以及驱动部18，但是图2B中省略了其图示。
[0046]此外，如图2B所示，在前端部10为椭圆体状的情况下，例如在收容部1a的长轴方向的一端侧连接着缆线11，缆线11内的信号线或用于向前端部10供给电力的电源线被引入到收容部1a内部。这些线与收发控制部14、方向控制部16、驱动部18连接。另外，如下面所记载的那样，在将收容部1a设为留置在被检体内的组织中的结构的情况下，能够设为通过缆线11来限制前端部10在被检体内的行进的结构。例如能够设为在固定于被检体的组织的一部分上的固定部(未图示)还固定缆线11的一部分的结构。作为该固定部，能够列举出安装于被检体的护齿(mouth piece)等。通过在护齿设置固定部，能够将缆线11插入到被检体内的长度限定为规定范围。由此，能够将前端部10在被检体内固定。
[0047]此外，前端部10也可以是使收容部1a膨胀而使收容部1a与食道等被检体的体内组织紧贴的结构。通过使收容部1a与体内组织紧贴，能够使前端部10留置在体内。虽未进行图示，但是在这样的结构中，收容部1a构成为双重的袋状。在收容部1a的内部的袋部分收容有超声波换能器12。收容部1a的外侧的袋部分与缆线11连接。缆线11与该外侧的袋部分连通，构成为能够从缆线11内的管llc(参照图2B)注入流体、即无菌水等液体等。通过流体的注入而使收容部1a膨胀，通过流体的排出而使收容部1a收缩。另外，在前端部10的收容部1a的内部设置有超声波换能器12，而关于收发控制部14、方向控制部16及驱动部18等是否设置在前端部10，能够根据超声波换能器12的结构(元件排列等)来适当地变更。
[0048](超声波换能器的整体以及各部的结构)
[0049]在图2B的例子的前端部10中，使用了将长方形的超声波振子12a以圆环状排列了 I列(一维排列)而得到的超声波换能器12(参照图3A)。在超声波换能器12中，超声波振子12a被配置在未图示的支撑体的外周面上。另外，以下将在支撑体上配置的通过将背面构件、压电元件、前面电极、背面电极、声学匹配层层叠而得的构造体记作“超声波振子12a”。此外，将支撑体、超声波振子12a的组以及声学透镜12c的集合记作“超声波换能器12”。对超声波振子12a进行支撑的支撑体(未图示)例如沿着中心轴而形成为内侧中空的圆筒状。或者，也能够将支撑体形成为圆柱状。在为了变更超声波的发送方向(超声波束角等)而需要使超声波振子12a的整体倾动的情况下，该支撑体被连接于驱动部18。超声波振子12a是通过从支撑体的外周面以放射状朝向外侧层叠背面构件、压电元件、前面电极、背面电极及声学匹配层而构成的。
[0050]未图示的压电元件中，在背面构件侧(支撑体侧)的面上设置有背面电极，在其相反的一侧(声学透镜侧)的面上设置有前面电极。压电元件将对背面电极以及前面电极施加的电压变换为超声波。该超声波被发送给被检体。此外，压电元件接受来自被检体的反射波，变换为电压(回波信号)。作为压电元件的材料，一般使用PZT(Piezoelectricelement/ 错钦酸铅/Pb (Zr，Ti) O3)。但是，也可以使用 PVDF (PolyVinylidene DiFluoride/聚偏二氟乙烯/(CH2CF2)n)。作为压电元件而使用PVDF薄膜的情况下，具有挠性而容易构成前端部10。此外，能够减小超声波振子12a的层叠方向的厚度，能够实现前端部10的小型化。此外，具有耐冲击性。此外，作为压电元件，可以使用钛酸钡(BaT13)、PZNT (Pb (Znl73Nb273) O3-PbT13)单晶、PMNT (Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-PbT13)单晶等。另外，压电元件既可以是单层，也可以使用多个层的压电元件。
[0051]另外，也可以是，将全部压电元件当中的一部分用作热释电元件，使其与未图示的温度检测用电路连接。该电路从该热释电元件接受热释电电压值或者热释电电流值，基于这些值求出超声波振子12a附近的温度。另外，该电路既可以配置于前端部10也可以配置于主体部101。前端部10被配置在被检体内，因此，操作者能够识别其温度这一点从监视检查部位的观点来看是有效的。
[0052]与各压电元件的前面电极的声学透镜12c侧相邻地设置有声学匹配层。S卩，声学匹配层配置在压电元件与声学透镜12c之间。声学匹配层用于在压电元件和被检体之间使声学阻抗匹配。此外，声学匹配层有时沿层叠方向设置有2层以上。该情况下，声学匹配层阶段性地使用声学阻抗不同的材料。根据这样的结构，在压电元件与声学透镜12c之间使声学阻抗阶段性地变化，能够获得声学的匹配。
[0053]与各压电元件的背面电极的支撑体侧相邻地设置有背面构件。背面构件将超声波发送时向与超声波的照射方向相反的一侧(后方)放射的超声波吸收，抑制各压电元件的多余振动。通过背面构件，抑制了振动时从各压电元件的背面的反射，能够避免给超声波脉冲的收发带来负面影响。另外，作为背面构件，从声学衰减、声学阻抗等观点来看，能够使用含有PZT粉末或钨粉末等的环氧树脂、填充有聚氯乙烯或铁素体粉末的橡胶、或者在多孔质的陶瓷中含浸了环氧树脂等树脂的材料等、任意材料。
[0054]〈声学透镜〉
[0055]声学透镜12c (参照图2B)用于将收发的超声波集束而整形为束状。作为声学透镜12c的材料，使用声学阻抗与生物体接近的硅树脂等。另外，在超声波振子12a被二维排列、并且能够通过电子扫描将超声波集束而整形为束状的情况下，有时不设置声学透镜12c。
[0056]此外，在前端部10从被检体的食道插入、超声波的发送方向朝向心脏这样的用途来使用的情况下，如图2C所示，也可以在声学透镜12c与超声波振子12a之间附加楔形的偏置件12f。声学透镜12c相对于超声波振子12a的支撑体倾斜。根据这样的结构，来自压电元件的超声波的方向被向不同的方向集束。通过偏置件12f的倾斜角，不需要用于从留置于食道的前端部10的超声波振子12a朝向心脏发送超声波的驱动控制，或者能够使驱动控制简单。
[0057]在图3A所示的结构中，接受与来自主体部101的超声波的发送方向有关的指示信号，为了进行超声波的发送方向的调整，通过后述的方向控制部16以及驱动部18来执行超声波换能器12的倾动。但是，在设置有偏置件12f的情况下，也可以设为不进行倾动的结构。
[0058](超声波换能器的其他例子)
[0059]参照图3B?图3D对超声波换能器12的结构的其他例子进行说明。图3B?图3D是表示超声波换能器12的概略立体图。其中，图3C示出了一维排列的超声波换能器12，图3B以及图3D示出了二维排列的超声波换能器12。此外，图3B示出了相对于支撑体遍及整周设置有超声波振子12a的超声波换能器12，图3C以及图3D示出了在支撑体的外周面的一部分设置有超声波振子12a的超声波换能器12。
[0060]图3B的例子中，遍及支撑体的外周面的整周二维排列有超声波振子12a。该结构中，由后述的收发控制部14驱动的元件的切换、超声波(超声波束)的偏转、集束能够通过电子扫描来执行。图3B所示的超声波换能器12中，不仅在元件的排列方向(方位角(Azimuth)方向)上，在与该方向实质正交的仰角(Elevat1n)方向上也能够通过电子扫描来进行超声波的偏转、集束。因此，有时不需要超声波换能器12的旋转、倾动。该情况下，不设置方向控制部16以及驱动部18。而且，有时不设置声学透镜12c。
[0061]在图3C的例子中，在支撑体的外周面的周向的一部分上一维排列有超声波振子12a。在一部分上排列的状态是指，例如支撑体为圆筒状的情况下，在包含于以其中心轴为中心的