超聲波探頭及超聲波診斷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供使用電流限制器和電感器而小型化的超聲波探頭。本發(fā)明是與對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波診斷的超聲波診斷裝置（101）連接的超聲波探頭（20）。超聲波探頭具備：換能器元件（Tr），將超聲波發(fā)送至被檢體，并且接收從被檢體反射的超聲波回波；電感器（16），與換能器元件并聯(lián)連接，調(diào)整超聲波回波的頻率；以及電流限制器（18），與電感器連接，將流動(dòng)于電感器的電流限制為既定電流以下。
【專利說(shuō)明】超聲波探頭及超聲波診斷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及超聲波探頭、具備該超聲波探頭的超聲波診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在超聲波診斷裝置中，從設(shè)在超聲波探頭的多個(gè)換能器元件對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波的發(fā)送，由各換能器元件接收從被檢體反射的超聲波回波。各換能器元件為了調(diào)整超聲波的頻率而連接有電感器。
[0003]專利文獻(xiàn)I公開了這樣的開關(guān)電路:將I個(gè)電感器與低頻率用、中頻率用或高頻率用的各換能器元件Tr連接，選擇并驅(qū)動(dòng)這些元件。另外，專利文獻(xiàn)I公開了這樣的開關(guān)電路:將低頻率用及高頻率用的2個(gè)電感器相對(duì)于換能器元件而與I個(gè)換能器元件分別串聯(lián)連接，選擇并驅(qū)動(dòng)這些元件。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 339700號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的課題
然而，如果在換能器元件中準(zhǔn)備許多電感器，則電感器所占的體積(或面積)變大。因此，特別是如果在發(fā)送時(shí)使大的電流流動(dòng)，則電感器的額定電流必定較大，如引用文獻(xiàn)I的圖4所記載，電感器不是 內(nèi)置于超聲波探頭，而是配置于超聲波探頭外的連接器等。另外，近年來(lái)，為了使操作者容易操作超聲波探頭，期望超聲波探頭的小型化。在推進(jìn)小型化的超聲波探頭中，越來(lái)越難以內(nèi)置電感器。
[0006]于是，本發(fā)明使用電流限制器和電感器，提供小型的超聲波探頭及使用該超聲波探頭的超聲波診斷裝置。
[0007]用于解決課題的方案
第I方面是與對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波診斷的超聲波診斷裝置連接的超聲波探頭。超聲波探頭具備:換能器元件Tl.，將超聲波發(fā)送至被檢體，并且接收從被檢體反射的超聲波回波；電感器，與換能器元件Tr并聯(lián)連接；以及電流限制器，與電感器連接，將流動(dòng)于電感器的電流限制為既定電流以下。
[0008]電感器調(diào)整超聲波回波的頻率。另外，在發(fā)送超聲波時(shí)，電流限制器使電感器不進(jìn)行動(dòng)作，在接收超聲波時(shí)，電流限制器使電感器進(jìn)行動(dòng)作。
[0009]而且，超聲波探頭具備將由超聲波探頭接收的超聲波回波傳送至超聲波診斷裝置的電纜，電感器及電流限制器配置于電纜的超聲波探頭側(cè)或電纜的超聲波診斷裝置側(cè)。
[0010]另外，換能器元件沿陣列方向一維地配置或沿陣列方向及與陣列方向正交的仰角方向二維地配置。
[0011]第2方面是具備超聲波探頭和與超聲波探頭連接的超聲波診斷裝置的超聲波診斷裝置。
[0012]發(fā)明的效果本發(fā)明能夠提供使用電流限制器和電感器的小型的超聲波探頭。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是示出超聲波圖像診斷裝置的實(shí)施方式的一個(gè)示例的概略圖；
圖2是示出超聲波探頭20的框圖；
圖3是頻率調(diào)整電路10的配置示例，Ca)是第I示例，(b)是第2示例；
圖4示出電流限制電路18的示例，Ca)是使用二極管的電路，(b)是使用MOSFET的電路。
【具體實(shí)施方式】
[0014](第I實(shí)施方式)
(超聲波診斷裝置的構(gòu)成)
圖1是示出第I實(shí)施方式的超聲波診斷裝置100的一個(gè)示例的概略圖。如圖1所示，超聲波診斷裝置100具有超聲波診斷裝置主體101和與該裝置主體101連接的超聲波探頭
20。該超聲波探頭20經(jīng)由電纜103及連接器105而與超聲波診斷裝置主體101連接。
[0015]超聲波探頭20設(shè)有換能器元件Tr和頻率調(diào)整電路10。換能器元件Tr從發(fā)送部(未圖示)接受既定的超聲波發(fā)送信號(hào)并將超聲波發(fā)送至被檢體。另外，換能器元件Tr接收從被檢體反射的超聲波回波。超聲波回波經(jīng)由頻率調(diào)整電路10而送至接收部(未圖示)。
[0016]在超聲波診斷裝置主體101，來(lái)自頻率調(diào)整電路10的超聲波回波信號(hào)經(jīng)由電纜103及連接器105而輸入。超聲波回波信號(hào)在裝置主體101內(nèi)的未圖示的A/D變換部中進(jìn)行A/D變換。然后，超聲波診斷裝置100基于A/D變換后的超聲波回波信號(hào)而生成超聲波圖像，該超聲波圖像顯示于超聲波診斷裝置主體101的顯示部107。
[0017](超聲波探頭的構(gòu)成)
圖2是示出超聲波探頭20的框圖。超聲波探頭20具有通道O(chO)~通道191(chl91)而設(shè)置的多個(gè)換能器元件Tr。另外，各換能器元件Tr具有并聯(lián)配置的電感器16。關(guān)于該電感器16，限制流動(dòng)于電感器16的電流的電流限制電路18與電感器16串聯(lián)連接。電感器16具有這樣的任務(wù):調(diào)整換能器元件Tr的諧振頻率，提高換能器元件Tr接收的超聲波回波信號(hào)的SN比。
[0018]關(guān)于電感器16，為了將超聲波探頭20小型化，使用小型的電感器16。例如SMD(Surface Mounted Device:表面安裝器件)類型的電感器16是約1.8mm (L) *0.8mm (W)*0.8mm (H)的大小。這樣的小型的電感器16，額定電流是例如0.01A。
[0019]另一方面，使大的電流流動(dòng)于換能器元件Tr能夠?qū)⒋蟮某暡òl(fā)送至被檢體。因此，在將超聲波發(fā)送至被檢體時(shí)，例如0.6A的電流流動(dòng)于與換能器元件Tr并聯(lián)配置的電感器16。因此，有必要準(zhǔn)備額定電流為例如0.7A的電感器16。額定電流0.7A的電感器16的大小是約4.0mm (L) *4.0mm (W) *1.8mm (H)的大小。如果該大小的電感器16設(shè)置于全部192個(gè)通道，則超聲波探頭20會(huì)變得非常大。
[0020]在本實(shí)施方式中，電流限制電路18與小型的電感器16串聯(lián)連接。如上所述，額定電流為0.01A的電感器16的體積是額定電流0.7A的電感器16的體積的約1/25。另外，即使包括額定電流為0.01A的電感器16的體積和電流限制電路18的體積而比較，也成為約1/4~1/3。因此，在本實(shí)施方式的構(gòu)成中，超聲波探頭20能夠小型化。
[0021]在本實(shí)施方式中，電流限制電路18例如上限值設(shè)定為0.01A,如果比0.01A更大的電流流入電感器16，則將從電感器16向地的電流切斷。因此，在將超聲波發(fā)送至被檢體時(shí)，發(fā)送部(未圖示)使例如0.6A的電流流動(dòng)于換能器元件Tr，但電流限制電路18將電流截?cái)?，不使電感?6進(jìn)行動(dòng)作。因此，保護(hù)電感器16免受過(guò)電流。另一方面，在接收從被檢體反射的超聲波回波時(shí)，來(lái)自換能器元件Tr的超聲波回波信號(hào)，其電流為0.01A以下，電流限制電路18使電感器16進(jìn)行動(dòng)作。而且，電感器16提高超聲波回波信號(hào)的SN比。
[0022]在本實(shí)施方式中，示出192個(gè)換能器元件Tr沿陣列方向排列的示例。是所謂的ID陣列振動(dòng)元件?？墒?，本實(shí)施方式不限定于ID陣列振動(dòng)元件。雖未圖示，也可以將頻率調(diào)整電路10 (電感器16及電流限制電路18)與1.25D陣列振動(dòng)元件并聯(lián)配置。1.2?陣列振動(dòng)元件是這樣的振動(dòng)元件:由沿仰角方向(與陣列方向正交的方向)成對(duì)地排列的多個(gè)換能器元件Tr構(gòu)成，通過(guò)未圖示的開關(guān)電路的成對(duì)選擇而將信號(hào)供給至仰角方向的成對(duì)的換能器元件Tr。雖未圖示，也可以將本實(shí)施方式適用于1.5D陣列振動(dòng)元件。1.5D陣列振動(dòng)元件是這樣的振動(dòng)元件:由沿仰角方向排列的換能器元件Tr構(gòu)成，不是成對(duì)，而是獨(dú)立地沿仰角方向控制換能器元件Tr。
[0023](頻率調(diào)整電路的構(gòu)成)
圖3是示出頻率調(diào)整電路10的配置位置的框圖。圖3 (a)是在圖2中說(shuō)明的頻率調(diào)整電路10的配置示例。圖3 (b)是頻率調(diào)整電路10的另一配置示例。
[0024]在圖3 Ca)中，頻率調(diào)整電路10內(nèi)置于超聲波探頭20。而且，超聲波回波信號(hào)經(jīng)由電纜103及連接器105而與裝置主體101連接。連接器105內(nèi)，僅有布線而沒有內(nèi)置頻率調(diào)整電路10。
[0025]另一方面，在圖3 (b)中，頻率調(diào)整電路10內(nèi)置于連接器105。由換能器元件Tr接收的超聲波回波信號(hào)經(jīng)由電纜103而送至連接器105。而且，在連接器105內(nèi)的頻率調(diào)整電路10中，超聲波回波提高SN比。由于超聲波探頭20不具有電感器16及電流限制電路18，因而可進(jìn)一步將超聲波探頭20小型化。
[0026](電流限制電路的構(gòu)成)
圖4是示出電流限制電路18的框圖。圖4 (a)是使用二極管的電流限制電路18a的不例。圖 4 (b)是使用 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的電流限制電路18b的示例。電流限制電路18a及電流限制電路18b都具有在過(guò)電流流動(dòng)于電感器16時(shí)將電流截?cái)嗟墓δ堋?br> [0027]圖4 (a)所示的電流限制電路18a在一端連接有電感器16，在另一端連接地。另外，設(shè)有直流電源DCl及DC2，與直流電源DCl的+側(cè)串聯(lián)連接的電阻Rl與PN結(jié)二極管Dl及D2的陽(yáng)極連接。PN結(jié)二極管Dl及D2并聯(lián)配置，PN結(jié)二極管Dl的陰極與電感器16連接，PN結(jié)二極管D2的陰極與地連接。另外，與直流電源DC2的+側(cè)串聯(lián)連接的電阻R2與PN結(jié)二極管D3及D4的陰極連接。PN結(jié)二極管D3及D4并聯(lián)配置，PN結(jié)二極管D3的陽(yáng)極與電感器16連接，PN結(jié)二極管D4的陽(yáng)極與地連接。
[0028]通過(guò)電阻Rl及R2以及直流電源DCl及DC2的設(shè)定，從而在既定以上的電流流動(dòng)于電感器16時(shí)，將電流的流動(dòng)截?cái)唷?br> [0029]圖4(b)所示的電流限制電路18b具有2個(gè)MOSFET (MFl及MF2)，在MOSFET (MFl)的漏極連接有電感器16，在MOSFET (MF2)的源極連接地。另外，MOSFET (MFl)的源極與MOSFET (MF2)的漏極由電阻R3連接。與電阻R3并聯(lián)地，配置有與MOSFET (MFl)的柵極連接的電容器Cl，還配置有與MOSFET (MF2)的柵極連接的電容器C2。另外，MOSFET (MFl)的柵極經(jīng)由電阻R4而與直流電源DC3連接，MOSFET (MF2)的柵極經(jīng)由電阻R5而與直流電源DC3連接。
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明 10……頻率調(diào)整電路
16......電感器
18……電流限制電路 20……超聲波探頭 100……超聲波診斷裝置 101……超聲波診斷裝置主體
103......電纜
105……連接器
107......顯示部
Tr……換能器元 件。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波探頭，與對(duì)被檢體進(jìn)行超聲波診斷的超聲波診斷裝置連接，具備: 換能器元件，將超聲波發(fā)送至所述被檢體，并且接收從所述被檢體反射的超聲波回波； 電感器，與所述換能器元件并聯(lián)連接；以及 電流限制器，與所述電感器連接，將流動(dòng)于所述電感器的電流限制為既定電流以下。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，所述電感器調(diào)整所述超聲波回波。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波探頭，在發(fā)送所述超聲波時(shí)，所述電流限制器使所述電感器不進(jìn)行動(dòng)作，在接收所述超聲波時(shí)，所述電流限制器使所述電感器進(jìn)行動(dòng)作。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的超聲波探頭， 所述超聲波探頭具備將由所述超聲波探頭接收的所述超聲波回波傳送至所述超聲波診斷裝置的電纜， 所述電感器及所述電流限制器配置于所述電纜的所述超聲波探頭側(cè)或所述電纜的所述超聲波診斷裝置側(cè)。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的超聲波探頭，所述換能器元件Tr沿陣列方向配置或沿所述陣列方向及與所述陣列方向正交的仰角方向配置。
6.一種超聲波 診斷裝置，具備: 權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的超聲波探頭；以及 與所述超聲波探頭連接的超聲波診斷裝置主體。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK103800035SQ201310564862
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】雨宮慎一, 津田理樹 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司