超声波探头及超声波诊断装置的制造方法
【专利说明】超声波探头及超声波诊断装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请以日本专利申请2014 - 238641(申请日:2014年11月26日)为基础主张优先权。本申请通过参照这些申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的作为一形态的本实施方式涉及收发超声波的超声波探头及超声波诊断
目.ο
【背景技术】
[0004]作为乳癌、肝硬变及血管障碍等的诊断方法，作为医者的触诊的替代，有根据超声波的回波信号将生物体内的脏器等组织的硬度定量化并影像化的方法(弹性成像，Elastography)。弹性成像大体上被分类为应变检测型弹性成像和声响照射型弹性成像。应变检测型弹性成像是根据从体外将体表压迫及释放、由自发性地动作的心脏等脏器的运动引起的脏器的变形(应变)、将与周围的组织的相对的硬度定量化并影像化的技术。
[0005]声响照射型弹性成像是将具有产生声辐射压的比较大能量的激振(日语:加振)用的超声波从体外向生物体内的脏器等组织发送的技术。并且，声响照射型弹性成像通过计算由组织的变位(振动)而在组织周围作为横波产生的剪切波的声速，将组织的硬度(弹性率)定量化并影像化。
[0006]在它们之中，在声响照射型弹性成像中，首先，通过使用超声波探头的B模式用的超声波振子单元来形成激振用的超声波束(激振束)，存在于激振位置的组织变位。接着，通过使用相同的超声波振子单元，在激振位置的周围的检测位置形成检测用的超声波束(检测束)，从而用组织多普勒法等检测出通过组织的变位而产生的剪切波的波峰(日语:波頭)。
[0007]并且，在声响照射型弹性成像中，通过计测从激振束的发送时刻到剪切波的波峰到达检测位置的时刻为止的到达时间，计算从激振位置到检测位置的剪切波的声速。此外，计算从激振位置到多个检测位置的剪切波的平均声速，计算各声速相对于平均声速的相对值作为表示组织的硬度的信息。
[0008]由于在生物体中有粘性，所以剪切波的波峰随着从激振位置离开而变弱。由此，根据以往技术，在从激振位置离开的检测位置，剪切波的波峰的检测精度下降，所以弹性成像图像整体的画质的均匀性下降。
[0009]所以，在以往技术中，进行将显示范围分割为多个块、将剪切波的检测精度较高的多个检测位置(块)接合而生成I张弹性成像图像的处理。为此，需要对应于多个检测位置而进行多个发送次序(一连串的激振脉冲的发送和一连串的检测脉冲的发送的组合)，所以弹性成像图像等的帧速率下降多个发送次序所需要的时间量。另一方面，如果想要维持帧速率而减少检测位置的数量，则弹性成像图像的画质的均匀性下降。
[0010]进而，如果弹性成像图像等的帧速率下降，则实时性受损，此外，还产生通过生物体内的组织的运动而在图像中产生伪影的害处。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种能够在最小次数的发送次序所需要的时间中产生用于生成弹性成像图像的信息的超声波探头及超声波诊断装置。
[0012]有关本实施方式的超声波探头具备:至少I个第I振子，在弹性成像模式下，作为执行基于声辐射压的激振的激振专用振子而发挥功能；多个第2振子，在上述弹性成像模式下，作为检测通过上述激振产生的剪切波的检测专用振子而发挥功能。
[0013]根据上述结构的超声波探头，能够在最小次数的发送次序所需要的时间中产生用于生成弹性成像图像的信息。
【附图说明】
[0014]图1是表示有关本实施方式的超声波探头及超声波诊断装置的结构的概略图。
[0015]图2是表示以往的超声波探头的外观构造的立体图。
[0016]图3是表示以往的超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0017]图4是表示有关本实施方式的超声波探头中的第I超声波探头的外观构造的立体图。
[0018]图5是表示第I超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0019]图6是表示有关本实施方式的超声波探头的控制系统的块图。
[0020]图7是表示有关本实施方式的超声波探头的控制系统的构造图。
[0021]图8是用来说明使用图2及图3所示的以往的超声波探头的情况下的剪切波的声速的计算方法的图。
[0022]图9是表示检测位置处的剪切波的时间波形的一例的图。
[0023]图10是用来说明使用图4及图5所示的第I超声波探头的情况下的剪切波的声速的计算方法的图。
[0024]图11是表示头部的构造的外观图。
[0025]图12是表示有关本实施方式的超声波探头中的第2超声波探头的外观构造的立体图。
[0026]图13是表示第2超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0027]图14是用来说明使用图12及图13所示的第2超声波探头的情况下的剪切波的声速的计算方法的图。
[0028]图15是表示有关本实施方式的超声波探头中的第3超声波探头的外观构造的立体图。
[0029]图16是表示第3超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0030]图17是用来说明使用图15及图16所示的第3超声波探头的情况下的剪切波的声速的计算方法的图。
[0031]图18是表示有关本实施方式的超声波探头中的第4超声波探头的外观构造的立体图。
[0032]图19是表示第4超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0033]图20是用来说明使用图18及图19所示的第4超声波探头的情况下的剪切波的声速的计算方法的图。
[0034]图21是表示第5超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0035]图22是表示有关本实施方式的超声波探头中的第6超声波探头的外观构造的立体图。
[0036]图23是表示第6超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0037]图24是表示有关本实施方式的超声波探头中的第7超声波探头的外观构造的立体图。
【具体实施方式】
[0038]参照附图对有关本实施方式的超声波探头及超声波诊断装置进行说明。
[0039]图1是表示有关本实施方式的超声波探头及超声波诊断装置的结构的概略图。
[0040]图1表示有关本实施方式的超声波诊断装置10。超声波诊断装置10具备超声波探头11及装置主体12。
[0041]超声波探头11与装置主体12拆装自如地连接。超声波探头11设有弹性成像(声响照射型弹性成像)模式下的激振(加压)用的超声波振子单元(以下称作“激振专用振子单元”)20和弹性成像模式的检测(追踪)用的超声波振子单元(以下称作“检测专用振子单元”)30。另外，检测专用振子单元30也兼用在B模式及多普勒模式下的超声波的收发中。
[0042]这里，在图4及图5、图12及图13、图18及图19和图21中表示超声波探头11设有I个激振专用振子单元20的情况下的构造例。此外，在图15及图16中表示超声波探头11设有两个激振专用振子单元20 (201、202)的情况下的构造例。如果将超声波探头11的声辐射面的一方向定义为第I方向(方位角(azimuth)方向)，将另一方向定义为第2方向(仰角(elevat1n)方向)，则检测专用振子单元30设在激振专用振子单元20的沿着第2方向的一侧。
[0043]图2是表示以往的超声波探头的外观构造的立体图。图3是表示以往的超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0044]图2表示以往的超声波探头911的外观构造。以往的超声波探头911设有兼用于弹性成像模式下的激振及检测的I个超声波振子单元(以下称作“激振及检测兼用的振子单元”)930、和传递与装置主体之间的信号的线缆(未图示)。另外，激振及检测兼用的振子单元930也兼用于B模式及多普勒模式下的超声波的收发。
[0045]如图3所示，激振及检测兼用的振子单元930具备沿着第I方向(方位角方向)的多个振子931s。另外，激振及检测兼用的振子单元930也具备声匹配层、背衬(backing)及声透镜等，但在图2及图3中省略其图示。
[0046]多个振子931s分别发送产生声福射压的比较大能量(声压)的激振用的超声波，并收发与激振用的超声波相比较小的能量的检测用的超声波。
[0047]此外，多个振子931s除了弹性成像模式以外，在B模式等中也被使用。在B模式中，也可以通过在第I方向上依次切换B模式用的超声波束(扫描线)的位置来得到静止图像。此外，多个振子931s也可以通过在B模式下以多个帧得到静止图像来得到运动图像。
[0048]图4是表示有关本实施方式的超声波探头11中的第I超声波探头的外观构造的立体图。图5是表示第I超声波探头的声辐射面侧的构造的图。
[0049]图4表示有关本实施方式的超声波探头11中的第I超声波探头IlA的外观构造。第I超声波探头IlA设有I个激振专用振子单元20、I个检测专用振子单元30、头部(外装零件)40和传递与装置主体12 (在图1中图示)之间的信号的线缆(未图示)。检测专用振子单元30设在激振专用振子单元20的沿着第2方向的单侧。
[0050]激振专用振子单元20具备在弹性成像模式中作为执行基于声辐射压的激振的激振专用振子而发挥功能的至少I个第I振子。在图5所示的例子中，激振专用振子单元20具备I个大径的第I振子21。以下，将大径的第I振子称作“大径振子”。大径振子21与检测专用振子单元30中具备的各振子相比，第I方向上的宽度较长，第2方向的宽度没有限制。
[0051]大径振子21发送产生声辐射压的比较大能量的激振用的超声波。大径振子21在第I方向上具有一定程度的宽度，以使从大径振子21发送的激振用的超声波经由在第2方向上聚焦的声透镜(未图示)成为在第I方向上具有宽度的平面波Fp (在图10中图示)。另外，激振专用振子单元20也具备声匹配层、背衬及声透镜等，但在图4及图5中省略其图不O
[0052]另一方面，检测专用振子单元30具备在弹性成像模式中作为检测通过激振产生的剪切波的检测专用振子而发挥功能的多个第2振子。在图5所示的例子中，检测专用振子单元30具备沿着第I方向的多个第2振子31s。多个第2振子31s分别收发与激振用的超声波相比比较小能量的检测用的超声波。另外，检测专用振子单元30也具备声匹配层、背衬及声透镜等，但在图4及图5中省略其图示。
[00