本發明涉及超聲波探測器、以及超聲波裝置。

背景技術：

一直以來，已知一種利用超聲波使對象物的內部截面構造圖像化的超聲波裝置(例如，參照專利文獻1)。

該專利文獻1中記載的超聲波探測器是在醫療領域在手術中確認生物體內的、例如臟器的內部斷層圖像時所使用的超聲波探測器。該超聲波探測器具有在其前端部設置了具備超聲波振子的振子部的探測器主體，在探測器主體的與振子部相反一側的端部上連接有進行信號的輸入和輸出的線纜。該線纜向與始自于振子部的超聲波輸出方向相反一側延伸。在這種構成的超聲波探測器中，例如在手術中，施術者利用超聲波探測器取得手術對象的內部斷層圖像時，在將超聲波探測器從手術對象的上方推壓上去時，能夠從離開手術對象的方向牽出線纜。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-28050號公報

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

然而，上述這種超聲波探測器，是從上方將超聲波探測器向手術對象推壓，確認手術對象的內部斷層圖像。因此，當施術者在手術中確認手術對象的內部斷層圖像時，需要先暫時中斷施術，進行利用超聲波探測器的測定以及內部斷層圖像的確認，然后，將超聲波探測器從手術對象移開至不影響手術的位置。而且，由于線纜向與超聲波輸出方向相反一側延伸，因此，不能確認來自手術對象臟器的側面及背面的內部斷層圖像。

本發明提供一種能夠在不中斷對上述對象物施術的情況下，確認從任意方向看對象物所見的內部斷層的超聲波探測器及超聲波裝置。

解決技術問題的手段

本發明涉及的一實施例的超聲波探測器，其特征在于，包括：具有發送接收超聲波的發送接收面的薄板型的殼體、以及具有軸方向，所述軸方向的一端側連接到與所述殼體的所述發送接收面交叉的側面的手柄部。

在本實施例中，超聲波探測器在與薄板型殼體的超聲波的發送接收面交叉的側面設置有手柄部。

在這種構成中，殼體是薄板型，其側面設置有手柄部，因此，通過把持手柄部將殼體插入對象物的側面和背面，能夠將超聲波探測器設置在所需的位置上。

由此，例如，在對生物體內的臟器進行手術時，當施術者在施術中確認手術對象等測定對象的內部斷層圖像時，就無需—先中斷施術，從測定對象的上方推壓超聲波探測器確認內部斷層圖像，然后，將超聲波探測器移開至不影響施術的位置，再繼續施術等—繁瑣的操作。就是說，在本實施例中，由于把持手柄部而將超聲波探測器設置在測定對象的側面及背面，因此，無需進行將施術中的超聲波探測器向測定對象推壓及移開的操作，從而能夠縮短工作過程，使得手術迅速進行。而且，這時，由于手柄部連接至薄板型的殼體的側面，因此，即使將殼體插入測定對象的側面及背面，手柄部也不會給測定對象及生物體內的其它臟器造成損傷，也不會影響施術。而且，由于能夠使用手柄部在測定對象的任意位置推壓超聲波探測器的發送接收面，因此，能夠確認來自測定對象的任意方向的內部斷層圖像，使得施術效率良好。

在本實施例的超聲波探測器中，優選的是，所述手柄部沿平行于所述發送接收面的面方向的方向延伸。

在本實施例中，手柄部沿平行于發送接收面的面方向的方向延伸。根據這種構成，通過手柄部，能夠在手柄部沒有干擾到手術對象等的情況下，將超聲波探測器輕松地插入所需的位置。另外，在將超聲波探測器設置在臟器的背側時，如果手柄部向與發送接收面交叉的方向延伸，則有可能手柄部會損傷其它器官等，而根據本實施例，可以抑制手柄部對其它器官的干擾，安全地將超聲波探測器設置在所需位置。

在本實施例的超聲波探測器中，優選的是，所述手柄部裝卸自如地設置于所述殼體上。

在本實施例中，由于手柄部裝卸自如地設置于殼體上，因此，在將超聲波探測器設置在所需位置后，能夠去掉手柄部，不妨礙手術。由此，能夠有效地進行手術。

在本實施例的超聲波探測器中，優選的是，所述手柄部具備：連接于所述殼體上的第一手柄部、以及連結在所述第一手柄部連接且能夠改變相對于所述第一手柄部的角度的第二手柄部。

在本實施例中，手柄部由第一手柄部及第二手柄部構成，以能夠改變相對于第一手柄部的角度設置第二手柄部。由此，在把持手柄部將超聲波探測器設置在測定對象的側面及背面之后，能夠改變第二手柄部相對于第一手柄部的角度，將其移動至不妨礙施術的位置，從而能夠在手柄部不妨礙施術的情況下，有效地進行手術。

本實施例的超聲波探測器中，優選的是，所述手柄部具有沿所述軸方向的筒狀內周面，并在由所述筒狀內周面構成的中空部中配置有與設置在所述殼體內的超聲波傳感器連接的線纜。

在本實施例中，手柄部具有筒狀內周面，在該筒狀內周面上配置有與進行超聲波的發送和接收的超聲波傳感器連接的線纜。根據這種構成，殼體中無需另外設置線纜的連結部，從而實現結構的簡化。

在本實施例的超聲波探測器中，優選的是，所述殼體的所述側面是凸狀曲面。

本實施例中，由于將殼體的側面設計成凸狀曲面，因此，在例如將超聲波探測器設置在生物體內時，不會發生殼體銳利的角部損傷生物體的臟器等的不利情況，從而能夠在生物體內安全地設置超聲波探測器。

在本實施例的超聲波探測器中，優選的是，所述殼體的沿所述發送接收面的法線的厚度尺寸在1㎝以下。

在本實施例中，由于殼體的厚度尺寸在1㎝以下，因此，在將超聲波探測器插入生物體內時，能夠在不壓迫生物體的情況下，安全地設置超聲波探測器。

在本實施例的超聲波探測器中，具備包括支承膜、以及使所述支承膜振動的膜狀的振子的超聲波換能器，優選的是，所述超聲波換能器沿所述發送接收面的面方向設置成陣列狀。

在本實施例中，具備由薄膜狀的支承膜及振子構成的超聲波換能器，通過將該超聲波換能器沿發送接收面的面方向配置成陣列狀而構成超聲波傳感器。根據這種構成，與例如使用體型(Bulk type)壓電部件的超聲波探測器相比，能夠實現薄型化。因此，能夠搭載在上述那樣的薄型殼體中，從而能夠在不給生物體造成損傷的情況下，將超聲波探測器設置在生物體內。

本發明的一實施例涉及的超聲波裝置，其特征在于，具備上述超聲波探測器、以及基于從所述超聲波探測器輸出的信號形成圖像的圖像形成部。

在本實施例中，基于通過使用超聲波探測器進行的超聲波的發送處理及反射超聲波的接收處理而得到的來自于超聲波探測器的信號，利用圖像形成部形成圖像。由此，能夠確認利用圖像形成部形成的圖像，同時，由施術者針對對象施術。

在本實施例的超聲波裝置中，具備檢測所述超聲波探測器的姿勢的姿勢檢測部，優選的是，所述圖像形成部根據所述超聲波探測器的姿勢使所述圖像旋轉或翻轉。

在本實施例中，具備檢測超聲波探測器的姿勢的姿勢檢測部，基于姿勢檢測部所檢測出的姿勢使圖像旋轉或翻轉。

由此，無論將超聲波探測器設置在什么方向，都能夠將圖像形成部所形成的圖像修正至施術者容易確認的方向，從而能夠提高手術效率。

附圖說明

圖1是示出本實施方式的超聲波裝置的簡要構成的框圖。

圖2是示出本實施方式的超聲波裝置的超聲波探測器的簡要構成的立體圖。

圖3的(A)是超聲波探測器的側面圖，(B)是手柄部的連結部附近的截面圖。

圖4是本實施方式的超聲波傳感器的俯視圖。

圖5是本實施方式的超聲波傳感器的一部分的截面圖。

圖6是示出本實施方式的第二手柄部的簡要構成的圖。

圖7的(A)是示出將手柄部靠近跟前，在相對于測定對象來說的上面側設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖。

圖8的(A)是示出將手柄部靠近跟前，在相對于測定對象的背面側設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖9的(A)是示出將手柄部靠近跟前，在相對于測定對象的右側面設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖10的(A)是示出將手柄部靠近跟前，在相對于測定對象的左側面設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖11的(A)是示出將手柄部作為里側，在相對于測定對象來說的上面側設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖12的(A)是示出將手柄部作為里側，在相對于測定對象的背面側設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖13的(A)是示出將手柄部作為里側，在相對于測定對象的右側面設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖14的(A)是示出將手柄部作為里側，在相對于測定對象的左側面設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖15的(A)是示出將手柄部作為鉛垂上側，在相對于測定對象的里側設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖。

圖16的(A)是示出將手柄部作為鉛垂上側，在相對于測定對象的面前側設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖17的(A)是示出將手柄部作為鉛垂上側，在相對于測定對象的右側面設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

圖18的(A)是示出將手柄部作為鉛垂上側，在相對于測定對象的左側面設置超聲波探測器時的超聲波掃描面的圖，(B)是示出針對該超聲波掃描面得到的圖像的圖，(C)是示出利用圖像形成部進行了處理的內部斷層圖像的圖。

附圖標記說明

1…超聲波裝置；2…超聲波探測器；3…線纜；10…控制裝置；12…顯示部；14…運算部；21…殼體；21A…傳感器面；21B…傳感器窗；21C…側面；21D…通過孔；21F…卡定部；22…超聲波傳感器；23…姿勢檢測傳感器；24…手柄部；41…元件基板；42…密封板；50…超聲波換能器陣列；51…超聲波換能器；51A…超聲波換能器組；141…超聲波控制部件；142…圖像形成部件；241…第一手柄部；241A…卡合爪；242…第二手柄部；242A…部分手柄部；242B…卡合部；242C…卡合槽；243…連結部；411…基板主體部；412…支承膜；413…壓電元件；414…下部電極；415…壓電膜；416…上部電極；452…發送電路；453…接收電路；454…姿勢檢測電路；A…超聲波掃描面；Ar1…陣列區域；Ar2…端子區域。

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發明的一實施方式進行說明。

[超聲波裝置1的簡要構成]

圖1是示出本實施方式的超聲波裝置1的簡要構成的框圖。

如圖1所示，本實施方式的超聲波裝置1具備：超聲波探測器2、以及通過線纜3(參照圖3)與超聲波探測器2電連接的控制裝置10。

該超聲波裝置1使超聲波探測器2與生物體的測定對象的器官(例如臟器等)的表面抵接，由超聲波探測器2將超聲波發送至生物體內。并且，通過超聲波探測器2接收被生物體內的器官反射的超聲波，基于該接收信號，取得例如生物體的內部斷層圖像。該超聲波裝置1主要是在醫療機構，由施術者將生物體內的器官作為手術對象進行手術時，施術者將其用于確認測定對象(手術對象及其周邊的器官)的內部斷層畫面。

[超聲波探測器2的構成]

圖2是示出本實施方式的超聲波裝置中的超聲波探測器的簡要構成的立體圖。圖3的(A)是超聲波探測器的側面圖，圖3的(B)是手柄部24的連結部附近的截面圖。

如圖2及圖3所示，超聲波探測器2包括殼體21、超聲波傳感器22、姿勢檢測傳感器23(參照圖1)、以及手柄部24而構成。

如圖2所示，殼體21構成為薄型箱狀，其厚度尺寸形成為1cm以下。與該殼體21的厚度方向垂直的一面構成了傳感器面21A(發送接收面)。在該傳感器面21A上設置有傳感器窗21B，超聲波傳感器22的一部分(聲學透鏡44)從傳感器窗21B中露出。而且，與殼體21的傳感器面21A鄰接的側面21C被構成為凸狀曲面，抑制與生物體接觸時對生物體的損傷。

而且，在殼體21的側面21C的一部分上設置有手柄部24。關于手柄部24的詳細說明，將在后面敘述。

[超聲波傳感器22的構成]

超聲波傳感器22設置在殼體21的內部、傳感器面21A側。

圖4是超聲波傳感器22的俯視圖，圖5是超聲波傳感器22的一部分的截面圖(被圖4的B-B線切斷的截面圖)。

如圖5所示，超聲波傳感器22具備元件基板41、密封板42、聲匹配層43、聲學透鏡44、以及配線基板45。

元件基板41具備：基板主體部411、層疊在基板主體部411上的支承膜412、以及層疊在支承膜412上的壓電元件413(振子)。

元件基板41中，在從厚度方向看的俯視圖上，在基板中心部設置有陣列區域Ar1。在該陣列區域Ar1上以陣列狀配置有多個超聲波換能器51，從而構成超聲波換能器陣列50。而且，在元件基板41的陣列區域Ar1的外側，設置有端子區域Ar2，從中引出與各個超聲波換能器51連接的電極線。

基板主體部411是例如Si等的半導體基板。在該基板主體部411的陣列區域Ar1內，設置有對應于各個超聲波換能器51的開口部411A。而且，在基板主體部411的一個面上，設置有支承膜412，各個開口部411A被該支承膜412封閉。

支承膜412由例如SiO2、SiO2及ZrO2的層疊體等構成，如上所述，其封閉開口部411A的一端。

壓電元件413設置在封閉各個開口部411A的支承膜412上，分別由下部電極414、壓電膜415、以及上部電極416的層疊體構成。這里，本發明的超聲波換能器51由支承膜412及壓電元件413構成。

在這種超聲波換能器51中，通過在下部電極414及上部電極416之間施加規定頻率的方波電壓，能夠使開口部411A的開口區域內的支承膜412振動而發送超聲波。而且，當反射超聲波導致支承膜412振動時，在壓電膜415的上下產生電位差，通過檢測在下部電極414及上部電極416之間產生的所述電位差，能夠檢測出所接收的超聲波。

而且，如圖4所示，根據本實施方式，在元件基板41的陣列區域Ar1內，沿X方向(第一方向)、以及垂直于X方向的Y方向(第二方向)設置有多個上述這樣的超聲波換能器51。

這里，下部電極414形成沿X方向的直線狀，并沿X方向橫跨并排的多個超聲波換能器51而設置。而且，下部電極414的端部延伸至端子區域Ar2，在端子區域Ar2與配線基板45電連接。

另一方面，上部電極416具備橫跨沿Y方向排列的多個超聲波換能器51而設的第一上部電極416A、以及連接第一上部電極416A的端部的第二上部電極416B。第二上部電極416B的端部延伸至端子區域Ar2，在端子區域Ar2與配線基板45電連接。

在上述這樣的超聲波換能器陣列50中，一個超聲波換能器組51A由通過下部電極414連接且排列在X方向的超聲波換能器51構成，該超聲波換能器組51A沿Y方向構成多個并排的一維陣列結構。

密封板42是為增強元件基板41的強度而設，其由例如42合金等金屬板以及半導體基板等構成，并接合在元件基板41上。由于密封板42的材質及厚度會影響超聲波換能器51的頻率特性，因此，優選基于利用超聲波換能器51發送和接收的超聲波的中心頻率而設定。

而且，在該密封板42中，在俯視圖上與元件基板41的各開口部411A重疊的位置上，分別設置有凹槽421。設置該凹槽421以用于抑制由于支承膜412的振動而產生的超聲波的背面波導致的影響。即，每一個凹槽421抑制一個超聲波換能器51產生的背面波輸入鄰接的其它超聲波換能器51導致的不良情況(串擾)。而且，凹槽421的槽深設定為超聲波的波長λ的四分之一(λ/4)的奇數倍。由此，當通過密封板42反射的背面波再次輸入至超聲波換能器51時，與從超聲波換能器51釋放至生物體側(與密封板42相反一側)的超聲波的相位偏差受到抑制，從而抑制超聲波的衰減。

如圖5所示，聲匹配層43設置在與元件基板41的密封板42相反一側的面上。具體而言，聲匹配層43填充在元件基板41的開口部411A中，且從基板主體部411的表面按照規定的厚度尺寸形成。

聲學透鏡44設置在聲匹配層43上，如圖2及圖3所示，其從殼體21的傳感器窗21B向外部露出。

這些聲匹配層43及聲學透鏡44將超聲波換能器51發送來的超聲波有效地傳輸至測定對象生物體，同時，將生物體內反射的超聲波有效地傳輸至超聲波換能器51。因此，聲匹配層43及聲學透鏡44被設定為介于元件基板41的超聲波換能器51的聲阻抗與生物體的聲阻抗中間的聲阻抗。

配線基板45是固定元件基板41及密封板42的基板，具有連接在引出自元件基板41的端子區域Ar2的各條電極線上(下部電極414、上部電極416)的端子部(省略圖示)。各條電極線與端子部的連接，可舉出利用貫通FPC(軟性線路板)以及密封板42而設的貫通電極等的連接的例子。

另外，配線基板45設置有用于驅動超聲波換能器陣列50的各個超聲波換能器51的驅動電路等。具體而言，如圖1所示，配線基板45具備選擇電路451、發送電路452、接收電路453、以及姿勢檢測電路454等。

另外，本實施方式中，上部電極416為各個超聲波換能器51共有。因此，根據本實施方式，在配線基板45上，連接在上部電極416上的端子部連接至例如接地電路等，被設定為規定的同電位(例如0電位)。

選擇電路451基于控制裝置10的控制，對連接超聲波傳感器22和發送電路452的發送連接、以及連接超聲波傳感器22和接收電路453的接收連接進行切換。

發送電路452在根據控制裝置10的控制切換為發送連接時，通過選擇電路451輸出使超聲波傳感器22發送超聲波的發送信號。

接收電路453在根據控制裝置10的控制切換為接收連接時，通過選擇電路451將超聲波傳感器22輸入的接收信號輸出至控制裝置10。接收電路453包括例如低噪音放大電路、電壓控制衰減器、可編程增益放大器、低通濾波器、A/D轉換器等，進行了接收信號向數字信號的轉換、噪音成分的去除、向所需信號電平的放大等各種信號處理后，向控制裝置10輸出處理后的接收信號。

姿勢檢測電路454連接至姿勢檢測傳感器23，進行姿勢檢測傳感器23的驅動控制、超聲波探測器2的姿勢檢測(傳感器面21A的位置及方向的檢測)。就是說，姿勢檢測電路454與姿勢檢測傳感器23共同構成本發明的姿勢檢測部。此外，姿勢檢測電路454向控制裝置10輸出所檢測出的超聲波探測器2的姿勢(姿勢檢測信號)。

[姿勢檢測傳感器23的構成]

姿勢檢測傳感器23設置在殼體21的內部，與姿勢檢測電路454共同構成本發明的姿勢檢測部。該姿勢檢測傳感器23由例如陀螺儀傳感器及加速度傳感器構成，檢測超聲波探測器2的姿勢(朝向傳感器面21A的方向)。

另外，姿勢檢測傳感器23連接至配線基板45的姿勢檢測電路454，所檢測出的超聲波探測器2的姿勢(姿勢檢測信號)由姿勢檢測電路454發送至控制裝置10。

[手柄部24的構成]

如圖2及圖3所示，手柄部24連接在殼體21的側面21C上。

該手柄部24具備連接在殼體21的側面21C上的第一手柄部241、以及通過連結部243與第一手柄部241連接的第二手柄部242。

第一手柄部241是具有相對于殼體21的超聲波的發送接收面即傳感器面21A平行的軸向的軸部件。該第一手柄部241構成為筒狀，內部由于筒狀內周面而成為中空形狀。在由該筒狀內周面形成的中空軸芯部，插入有線纜3。

更具體而言，在殼體21的側面21C上設置有線纜3的通過孔21D(參照圖3的(B))，從該通過孔21D中引出連接超聲波傳感器22的配線基板45與控制裝置10的線纜3。另外，通過孔21D與線纜3之間的空隙中設置有填料部件及樹脂等的防水部件21E。而且，第一手柄部241以與該通過孔21D同軸的方式連接到殼體21的側面21C上。

第一手柄部241中，內周圓筒狀的中空部以與上述通過孔21D同軸的方式裝卸自如地設置在側面21C上。作為將第一手柄部241固定在側面21C的方法，并無特別限定，如圖3的(B)所示，可以舉出將設置在第一手柄部241的一端上的卡合爪241A卡合到設置在側面21C上的卡定部21F上的構成等例子。

另外，通過將這些卡合爪241A及卡定部21F設置成與第一手柄部241(通過孔21D)同軸的圓環狀，能夠使第一手柄部241構成為能以軸芯為中心旋轉。

第二手柄部242和第一手柄部241一樣，內部形成中空狀(內周筒狀)，通過連結部243與第一手柄部241連接。此外，第二手柄部242也可以裝卸自如地設置在連結部243上。

作為裝卸第二手柄部242的構成，例如，可以以圖6所示那樣構成。圖6是示出了第二手柄部242的簡要構成的圖。

也就是說，第二手柄部242具有沿軸向形成長形的截面為U字形的多個(例如2個)部分手柄部242A。這些部分手柄部242A在外周面上具有卡合部242B及卡合槽242C，通過使這些卡合部242B及卡合槽242C卡合而結合，并能通過解除卡合而分解。另外，卡合部242B及卡合槽242C的個數，也可以設置為多個。

另外，作為第二手柄部242的裝卸構成，并不限定此。當第二手柄部242為裝卸自如地連接在連結部243上的結構時，其結構可以設置為，例如，沿著插穿在軸芯上的線纜3，使第二手柄部242向離開連結部243的方向滑動而取下的結構等。

連結部243由例如可撓性的樹脂等構成，如圖2所示，以能夠改變第一手柄部241和第二手柄部242之間的角度的方式連接。該連結部243和第一手柄部241及第二手柄部242同樣，形成插通線纜3的中空狀。

另外，在圖2中，作為連結部243，圖示了由可撓性的管構成的例子，但不僅限于此。例如，可以被構成為通過進一步設置棘輪機構等，使得第二手柄部242相對于第一手柄部241的角度能夠維持在規定角度。這時，如上所述，如果是第一手柄部241能夠以軸芯為中心旋轉的構成，則能夠將第二手柄部242的軸向適當改變為任意的方向。

另外，連結部243可以形成裝卸自如地與第一手柄部241及第二手柄部242連接的構成。這種情況下，能夠例如根據測定對象換上彈性系數不同的連結部243，從而能夠更有效地設置超聲波探測器2。

[控制裝置10的構成]

如圖1所示，控制裝置10被構成為例如具有操作部11、顯示部12、存儲部13、以及運算部14。該控制裝置10可以使用例如平板終端、智能手機、及個人計算機等終端裝置，也可以是用于操作超聲波探測器2的專用終端裝置。

操作部11是用于用戶操作超聲波裝置1的UI(用戶界面)，可以由例如設置在顯示部12上的觸摸面板、操作按鈕、鍵盤、以及鼠標等構成。

顯示部12顯示圖像，由例如液晶顯示器等構成。

存儲部13存儲用于控制超聲波裝置1的各種程序及各種數據。

運算部14由例如CPU(中央處理單元)等運算電路、以及存儲器等存儲電路構成。而且，運算部14通過讀取并執行存儲在存儲部13中的各種程序，作為超聲波控制部件141、及圖像形成部件142發揮作用。

超聲波控制部件141控制超聲波傳感器22，利用超聲波傳感器22的超聲波進行發送和接收控制。具體而言，超聲波控制部件141向各超聲波換能器組51A的下部電極414輸出驅動信號，驅動超聲波換能器組51A。這時，通過使輸入各個超聲波換能器組51A的驅動信號延遲，能夠控制超聲波的發送方向。由此，如圖2所示，能夠對包含超聲波換能器組51A在超聲波傳感器22中的排列方向(Y方向)并垂直于傳感器面21A的扇形的超聲波掃描面A內發送超聲波。而且，通過利用超聲波傳感器22接收該超聲波掃描面A上存在的測定對象所反射的超聲波，能夠在超聲波掃描面A內檢測反射了超聲波的位置(在聲阻抗上產生差別的邊界部分)。

圖像形成部件142是本發明的圖像形成部，基于接收電路453處理的超聲波的接收信號，形成超聲波掃描面A內的圖像(生物體內的內部斷層圖像)，并在顯示部12上顯示。

這時，圖像形成部件142基于姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454所檢測的超聲波探測器2的姿勢(基于傳感器面21A的方向等的姿勢檢測信號)，使生成的圖像翻轉或旋轉。

[利用超聲波裝置1的超聲波測定方法]

以下，對利用上述超聲波裝置1的測定對象的測定方法進行說明。

如上所述，本實施方式的超聲波裝置1在例如對生物體內的手術對象進行手術時，被用于觀察測定對象(手術對象及其周圍的器官)的內部斷層圖像。

具體而言，在施術者對生物體內的測定對象觀察其內部斷層圖像時，施術者(或超聲波裝置1的操作者)將手柄部24把持在手，將超聲波探測器2插入測定對象的側面及背面。然后，施術者或操作者驅動超聲波裝置1。由此，超聲波控制部件141進行利用超聲波傳感器22的超聲波的發送和接收處理。另外，圖像形成部件142根據接收的超聲波，形成內部斷層圖像，并在顯示部12上顯示。

這時，圖像形成部件142基于姿勢檢測傳感器23檢測出的超聲波探測器2的姿勢，對所形成的圖像進行處理。

圖7的(A)是示出將超聲波探測器2從上面側向測定對象推壓時的超聲波掃描面A的圖，圖7的(B)是示出由超聲波探測器2得到的圖像的圖。

根據本實施方式，如圖7的(A)所示，在使手柄部24處于施術者側(跟前)，并從測定對象的上方推壓超聲波探測器2時，圖像形成部件142將姿勢檢測傳感器22所檢測出的姿勢判定為正方向的姿勢。這種情況下，圖像形成部件142在不使基于由超聲波探測器2取得的接收超聲波的超聲波掃面A的圖像(內部斷層圖像)翻轉或旋轉等的情況下，在顯示部12上顯示。

圖8至圖10是示出了使手柄部24的位置處于施術者側(跟前側)，在側面及背面設置超聲波探測器2，觀察和圖7同樣的斷層面(超聲波掃描面A)的圖像時的超聲波探測器的姿勢、取得的圖像、以及利用圖像形成部件142處理的圖像的圖。

如圖8的(A)所示，使手柄部24處于跟前、并在測定對象的背面設置超聲波探測器2后，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454即檢測該超聲波探測器2的姿勢，向控制裝置10輸出。另一方面，從超聲波探測器2輸入有對應于圖8的(B)所示的圖像的超聲波接收信號。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖8的(B))進行180度旋轉處理(或上下左右翻轉處理)。由此，如圖8的(C)所示，對于測定對象，能夠按照如圖7所示的方式，顯示與將超聲波探測器2從上方推壓時相同的內部斷層圖像。

圖9及圖10所示的情況也同樣，例如在圖9的情況下，使手柄部24處于跟前而在測定對象的右側設置超聲波探測器2后，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454即檢測該超聲波探測器2的姿勢，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖9的(B))在90度順時針方向進行旋轉處理。

而且，在圖10的情況下，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對使手柄部24處于跟前、并在測定對象的左側設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號所生成的圖像(圖10的(B))在90度逆時針方向進行旋轉處理。

由此，如圖9的(C)及圖10的(C)所示，能夠顯示與將超聲波探測器2從測定對象的上方推壓時相同的內部斷層圖像(圖7的(B))。

而且，上述以手柄部24設置在施術者側(跟前側)為例，但將手柄部24設置在跟前側，有時會妨礙施術者的操作。

在這種情況下，如圖11至圖14所示，將手柄部24設置在與施術者相反的里側即可。

這里，在圖11的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對將手柄部24作為里側在測定對象的上表面設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖11的(B))進行左右翻轉處理。

在圖12的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對將手柄部24作為里側在測定對象的背面設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖12的(B))進行180度旋轉處理及左右翻轉處理(或進行上下翻轉處理)。

在圖13的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對將手柄部24作為里側在測定對象的右側設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖13的(B))進行90度逆時針旋轉處理及左右翻轉處理(或，進行90度順時針旋轉處理及上下翻轉處理)。

在圖14的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對將手柄部24作為里側在測定對象的左面設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖14的(B))進行90度順時針旋轉處理及左右翻轉處理(或，進行90度逆時針旋轉處理及上下翻轉處理)。

由此，如圖11的(C)、圖12的(C)、圖13的(C)、以及圖14的(C)所示，能夠顯示與圖7所示的內部斷層圖像相同的圖像。

也就是說，能夠以使得手柄部24處于不妨礙施術者施術的位置的方式設置超聲波探測器2，而且，無論手柄部24處于什么位置，都能夠顯示施術者所見的測定對象的內部斷層圖像。

然而，上述圖7至圖14的例子通過以使得手柄部24處于施術者的跟前側或里側的方式設置超聲波探測器2，沿著例如大致鉛垂的方向，在與施術者相對的測定截面上設定了超聲波掃描面A，然而通過適當地設定手柄部24的位置，能夠得到采用任意的超聲波掃描面A的內部斷層圖像。例如，通過使手柄部24處于從施術者看去的左側(或右側)，能夠沿大致鉛垂的方向、并在與圖7至圖14的測定截面正交的面的方向設定超聲波掃描面A。

另外，在手柄部24處于殼體21的大致鉛垂上側時(例如把持手柄部24，從鉛垂上側將超聲波探測器2插入測定對象的側面時)，能夠得到測定對象的大致水平方向的內部斷層圖像。

圖15至圖18是得到水平方向的內部斷層圖像時的超聲波探測器2的設置示例。

圖15的(A)示出了隔著測定對象將超聲波探測器2設置在與施術者相反一側(里側)時的超聲波掃描面A，這種情況下，如圖15的(B)所示，能夠從來自超聲波探測器2的接收信號中得到對施術者來說容易確認的圖像。就是說，這種情況下，圖像形成部件142不用使基于超聲波探測器2所取得的接收超聲波的超聲波掃描面A的圖像(內部斷層圖像)翻轉或旋轉等，即可在顯示部12上顯示。

另一方面，在圖16的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對使手柄部24處于鉛垂上側而在測定對象的里側設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖16的(B))，進行180度旋轉處理(或上下左右翻轉處理)。

在圖17的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對使手柄部24處于垂直上側而在測定對象的右側面設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖17的(B))，進行90度順時針旋轉處理。

在圖18的例子中，姿勢檢測傳感器23及姿勢檢測電路454對使手柄部24處于鉛垂上側而在測定對象的左側面設置超聲波探測器2的情況進行檢測，向控制裝置10輸出。這種情況下，圖像形成部件142對基于超聲波接收信號而生成的圖像(圖18的(B))，進行90度逆時針旋轉處理。

由此，如圖16的(C)、圖17的(C)、以及圖18的(C)所示，能夠顯示與圖15的(B)所示的內部斷層圖像相同的圖像。

就是說，能夠以使得手柄部24處于不妨礙施術者的施術的位置的方式設置超聲波探測器2，而且，無論手柄部24處于什么位置，都能夠顯示施術者所見的測定對象的內部斷層圖像。

另外，在本實施方式的超聲波裝置1中，在顯示上述的超聲波探測器2的設置、以及測定對象的內部斷層圖像后，施術者或操作者無需移開超聲波探測器2。就是說，本實施方式中，由于超聲波探測器2的殼體21設置在測定對象的背面或側面，殼體21不會妨礙施術。而且，也能夠在不妨礙施術的方向上移動手柄部24。因此，即使在施術者對手術對象進行施術期間，也能夠保持之前設置的超聲波探測器2的樣子，由此，即使在施術中，也能夠進行利用超聲波裝置1的測定對象的內部斷層圖像的確認。

而且，在施術中，例如，也能夠操作手柄部24，對超聲波探測器2的位置進行微調，從而能夠進行效率高的手術。

[本實施方式的作用效果]

本實施方式的超聲波裝置1中，超聲波探測器2具有：裝入了超聲波傳感器22的薄板型殼體21、以及連接至與殼體21的傳感器面21A交叉的側面21C上的手柄部24。

因此，操作者將手柄部24拿在手上，在將超聲波探測器2插入測定對象的側面或背面的狀態下，能夠進行對測定對象的超聲波測定(內部斷層畫面的確認)。由此，例如，在生物體手術中，施術者在施術中確認測定對象的內部斷層圖像時，無需進行中斷施術而將超聲波探測器抵接測定對象等操作，能夠容易地確認測定對象的內部斷層圖像。特別是肝臟腫瘤等的切除手術中，需要密切注意不能切斷動脈血管，一直以來，由于利用超聲波探測器的確認和施術交替進行等原因，手術的效率處于惡化之中。與此相反，本實施方式中，通過將超聲波探測器2設置在肝臟的背面或側面，能夠在施術中的任何時候通過超聲波確認肝臟的內部斷層畫面，因此，能夠飛躍性地提高手術的效率。

本實施方式的超聲波探測器2中，手柄部24的軸向從殼體21的側面21C沿與傳感器面21A的面方向平行的方向延伸。因此，在將超聲波探測器2插入測定對象的背面或側面時，手柄部24不會出現壓迫測定對象的臟器等器官及其周邊部分等不良情況，從而能夠安全地將超聲波探測器2設置在所需的位置上。

本實施方式的手柄部24具備第一手柄部241及第二手柄部242，第一手柄部241裝卸自如地設置在殼體21上。

因此，將超聲波探測器2插入測定對象的側面或背面后，在手柄部24妨礙施術時，能夠將第一手柄部241從殼體21取下，由此，能夠實現施術的效率化。

由于第一手柄部241裝卸自如地連接在殼體21上，因此，根據手術對象不同，能夠適當地換上軸長不同的第一手柄部241。而且，也能夠適當地進行第一手柄部241和殼體21之間的縫隙的清洗。

此外，在本實施方式中，由于第二手柄部242能夠相對于第一手柄部241改變角度，因此，在例如將超聲波探測器2設置在測定對象的背面時，超聲波探測器2的插入操作的效率性得以提高。另外，在設置超聲波探測器2后，改變第二手柄部242相對于第一手柄部241的角度，能夠使第二手柄部242不妨礙施術，且將其移動至不壓迫其它臟器等器官的位置。

此外，由于第二手柄部242裝卸自如地連接在將第一手柄部241及第二手柄部242連接起來的連結部243上，因此，在第二手柄部242成為妨礙時，能夠卸下第二手柄部242。

而且，由于第二手柄部242通過一對部分手柄部242A的卡合部242B及卡合槽242C之間卡合而構成，因此，通過解除該卡合狀態，能夠容易地卸下第二手柄部242。另外，即使在移動超聲波探測器2時，通過使卡合部242B及卡合槽242C之間卡合，也能夠輕松安裝。

而且，第一手柄部可以旋轉自如地連接在殼體21上。這種情況下，在第一手柄部241及第二手柄部242的連結部243設置有棘輪機構等，即使在只能改變規定的面內的角度時，也能夠通過使第一手柄部241旋轉而將第二手柄部242的軸向移動至所需的方向。

在本實施方式中，第一手柄部241、第二手柄部242以及連結部243分別形成內表面筒狀，軸芯部形成中空，線纜3沿軸芯插穿。因此，無需從殼體21另外引出線纜3。就是說，假設采用從殼體21另外引出線纜3的構成，則該線纜3可能會妨礙施術，而在本實施方式中，由于是通過手柄部24的中心軸引出，因此，線纜3不會妨礙施術。

在本實施方式的超聲波探測器2中，殼體21的側面21C為凸狀曲面。因此，在將超聲波探測器2插入生物體內時、以及插入后，能夠避免殼體21的角部給生物體內的器官造成損傷的風險，從而能夠安全地設置超聲波探測器2。

此外，由于殼體21的厚度尺寸為1cm以下，因此，即使將超聲波探測器2插入生物體內，也不會因該超聲波探測器2而壓迫生物體內的臟器。因此，能夠安全地將超聲波探測器2插入生物體內。

本實施方式的超聲波探測器2中，裝入殼體21中的超聲波傳感器22具有由支承膜412、及層疊在支承膜412上的膜狀的壓電元件413構成的超聲波換能器51，由多個超聲波換能器51設置成陣列狀而構成超聲波換能器陣列50。

由此，超聲波換能器51能夠通過膜狀的支承膜412和膜狀的壓電元件413構成薄板型的超聲波傳感器22。在采用一直被使用的體型(Bulk type)壓電部件的超聲波探測器中，壓電部件的背面側需要有例如厚度方向為10～20cm的背板，由于植入生物體內的尺寸大，有壓迫其它臟器等的危險，因此，難以如本實施方式那樣插入測定對象的背面或側面。對此，根據本實施方式，如上所述，由于使用將膜狀的超聲波換能器51設置成陣列狀的超聲波傳感器22，能夠如上所述那樣容易且安全地將超聲波探測器2插入生物體內需要的地方。

本實施方式的超聲波裝置1具備圖像形成部件142，能夠基于利用超聲波探測器2的超聲波的發送接收處理，形成測定對象的內部斷層圖像，并在顯示部12上顯示。因此，在對生物體的手術中，施術者在施術中不論何時都能夠確認手術對象及其周邊部位的內部斷層圖像，從而提高手術的效率。

此外，本實施方式的超聲波探測器2具備由加速度傳感器及陀螺儀傳感器等構成的姿勢檢測傳感器23、以及姿勢檢測電路454，用于檢測超聲波探測器2的姿勢。即、檢測手柄部24相對于殼體21向哪一方向延伸、傳感器面21A朝向哪一方向等。而且，圖像形成部件142根據該姿勢檢測信號，將基于超聲波接收信號而生成的圖像通過旋轉處理及左右翻轉處理、上下翻轉處理等加工，使其成為施術者容易看的圖像，并在顯示部12上顯示。

因此，無論手柄部24的位置以及傳感器面21A朝向哪個方向，都能夠在顯示部12上顯示施術者所見的測定對象的內部斷層圖像。因此，施術者能夠容易并確切地確認測定對象的內部構造，進一步提高手術的效率。

[變形例]

另外，本發明不僅限于上述各種實施方式，只要在能夠實現本發明的目的范圍內，通過變形、改進、以及將各實施方式進行適當組合等方式得到的構成，都包含在本發明的范圍內。

在上述實施方式中，假設了手柄部24具備第一手柄部241及第二手柄部242的構成，但是，例如，也可以不設置第二手柄部242，而只由第一手柄部241構成手柄部24。

以第一手柄部241、第二手柄部242以及連結部243分別裝卸自如地連接的構成為例進行了說明，但不僅限于此。例如，也可以是使第一手柄部241、第二手柄部242以及連結部243成為一體的構成。具體而言，由蛇紋管等構成長筒狀的軸部件的一部分，夾著該蛇紋部，將殼體側作為第一手柄部，將相反側(控制裝置側)作為第二手柄部。這種情況下，在蛇紋部上，能夠將第一手柄部及第二手柄部的角度改變為任意的角度。

在上述實施方式中，以線纜3插穿手柄部24的中心軸的構成為例進行了說明，但不僅限于此。

例如，可以是在殼體的一部分上設置線纜3的插穿口，從該插穿口引出線纜3的構成等。這種情況下，作為線纜3的插穿口，與手柄部24同樣，優選殼體21的側面21C。

示出了手柄部24(第一手柄部241)具有與傳感器面21A平行的軸向的例子，但不僅限于此。

例如，第一手柄部241也可以設置為與傳感器面21A交叉的角度。此外，也可以形成能夠適當改變第一手柄部241相對于側面21C的設置角度的構成。

對于圖像形成部件142，舉出了根據該姿勢檢測信號，對基于超聲波接收信號而生成的圖像進行旋轉處理、左右翻轉處理、以及上下翻轉處理等加工、并在顯示部12上顯示的例子，但在這種情況下，也可以形成能夠指定基準圖像的構成。例如，作為相對于上述實施方式的圖7至圖14所示的超聲波掃描面A的內部斷層圖像，將圖7所示的超聲波探測器2的設置作為基準，進行了圖像處理，以使得即使改變了超聲波探測器2的姿勢，也能夠顯示圖7所示的圖像。與此相反，也可以形成在如圖11所示的、將手柄部24向里側設置時，能夠將基于超聲波接收信號而生成的圖像設定為基準的構成。

此外，例如，可以形成不進行利用圖像形成部件142的圖像處理、即可在顯示部12上顯示對應于超聲波探測器2的設置方向的圖像的構成。

作為超聲波傳感器22，舉出了設置一維陣列結構的超聲波換能器陣列50的例子，但也可以形成例如設置二維陣列結構的超聲波換能器陣列的構成。這種情況下，形成將各個超聲波換能器51的下部電極414各自獨立地引出至端子區域Ar、并能夠對各個超聲波換能器51輸入不同信號的構成即可。通過使用這種二維陣列結構的超聲波換能器，也能夠取得生物體內部的三維圖像。另外，即使是這種二維陣列結構，通過設置上述實施方式所示的手柄部24，利用同樣的操作改變超聲波探測器的姿勢，也能夠容易地取得來自各種角度的三維圖像。

在上述實施方式中，如圖5所示，舉出了在開口部411A側設置聲匹配層43及聲學透鏡44的構成的例子，但不僅限于此。例如，可以是開口部411A處于密封板42側(背面41A側)，各個壓電元件413設置在元件基板41的工作面41B側的構成。這種情況下，形成聲匹配層43，并在其表面形成聲學透鏡44，以在元件基板41的工作面41B側覆蓋各個壓電元件413。

另外，作為超聲波換能器51，舉出了由封閉開口部411A的支承膜412、以及設置在支承膜412上的壓電元件413構成的例子，但不僅限于此。例如，也可以是具備設置在基板上的第一電極、相對于基板通過間隙設置的振動膜、以及與設置在振動膜上的第一電極相對的第二電極的構成。在本構成中，通過在第一電極及第二電極之間施加矩形脈沖波，而在電極之間產生靜電引力，使振動膜振動。

在上述實施方式中，舉出了殼體21的厚度尺寸為1cm以下的例子，但也可以例如，具有比1cm更大的厚度尺寸。例如，在進行手腕或腳部手術等的情況下，在周圍不存在其它器官時，可以使殼體21的厚度尺寸相對稍大一些。

此外，本實施方式中，舉出了以生物體的器官為測定對象的例子，但并不僅限于此，例如，也可以將本發明用作測定混凝土建筑物等的內部構造時的超聲波裝置。即使在這種情況下，也能夠將超聲波探測器2插入構造物的縫隙等，或使用手柄部24使超聲波探測器2抵接在高處等操作員的手夠不著的位置。在這種情況下，根據構造物尺寸等設定殼體21的厚度尺寸即可。另外，在以這種構造物為對象時，也可以不將殼體21的側面21C形成為凸狀曲面，例如，也可以設置與傳感器面21A垂直的側面21C。

作為第二手柄部242的構成例，舉出了由圖6所示的多個部分手柄部242A構成的例子，但如上所述，不僅限于該構成。例如，可以是通過使第二手柄部242沿線纜3在軸向移動，而形成的能夠裝卸的構成。

另外，在第一手柄部241中，通過將卡合爪241A與殼體21的卡定部21F卡合，使第一手柄部241相對于殼體21能夠裝卸，但不僅限于此。例如，也可以是通過使設置在第一手柄部241的前端的螺栓部與設置在殼體21上的螺母部擰接而形成的能夠裝卸的構成。

即使是第一手柄部241及連結部243的裝卸構成、第二手柄部242及連結部243的裝卸構成，也能夠使用上述各種構成例。例如，可以形成使設置在第一手柄部241及第二手柄部242的前端上的螺栓部與設置在連結部243上的螺母部擰接的構成，也可以形成使設置在第一手柄部241及第二手柄部242上的卡定爪與設置在連結部243上的卡定槽卡合的構成。

此外，本發明實施時的具體構造，可以是在能夠實現本發明的目的的范圍內通過適當組合上述各實施方式及變形例而形成的構成，并且，也可以適當改變為其它構成等。