超聲波探頭及超聲波診斷裝置的制造方法
【專利說明】超聲波探頭及超聲波診斷裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請以日本專利申請2014 - 238641(申請日:2014年11月26日)為基礎主張優先權。本申請通過參照這些申請而包含該申請的全部內容。
技術領域
[0003]本發明的作為一形態的本實施方式涉及收發超聲波的超聲波探頭及超聲波診斷
目.ο
【背景技術】
[0004]作為乳癌、肝硬變及血管障礙等的診斷方法，作為醫者的觸診的替代，有根據超聲波的回波信號將生物體內的臟器等組織的硬度定量化并影像化的方法(彈性成像，Elastography)。彈性成像大體上被分類為應變檢測型彈性成像和聲響照射型彈性成像。應變檢測型彈性成像是根據從體外將體表壓迫及釋放、由自發性地動作的心臟等臟器的運動引起的臟器的變形(應變)、將與周圍的組織的相對的硬度定量化并影像化的技術。
[0005]聲響照射型彈性成像是將具有產生聲輻射壓的比較大能量的激振(日語:加振)用的超聲波從體外向生物體內的臟器等組織發送的技術。并且，聲響照射型彈性成像通過計算由組織的變位(振動)而在組織周圍作為橫波產生的剪切波的聲速，將組織的硬度(彈性率)定量化并影像化。
[0006]在它們之中，在聲響照射型彈性成像中，首先，通過使用超聲波探頭的B模式用的超聲波振子單元來形成激振用的超聲波束(激振束)，存在于激振位置的組織變位。接著，通過使用相同的超聲波振子單元，在激振位置的周圍的檢測位置形成檢測用的超聲波束(檢測束)，從而用組織多普勒法等檢測出通過組織的變位而產生的剪切波的波峰(日語:波頭)。
[0007]并且，在聲響照射型彈性成像中，通過計測從激振束的發送時刻到剪切波的波峰到達檢測位置的時刻為止的到達時間，計算從激振位置到檢測位置的剪切波的聲速。此外，計算從激振位置到多個檢測位置的剪切波的平均聲速，計算各聲速相對于平均聲速的相對值作為表示組織的硬度的信息。
[0008]由于在生物體中有粘性，所以剪切波的波峰隨著從激振位置離開而變弱。由此，根據以往技術，在從激振位置離開的檢測位置，剪切波的波峰的檢測精度下降，所以彈性成像圖像整體的畫質的均勻性下降。
[0009]所以，在以往技術中，進行將顯示范圍分割為多個塊、將剪切波的檢測精度較高的多個檢測位置(塊)接合而生成I張彈性成像圖像的處理。為此，需要對應于多個檢測位置而進行多個發送次序(一連串的激振脈沖的發送和一連串的檢測脈沖的發送的組合)，所以彈性成像圖像等的幀速率下降多個發送次序所需要的時間量。另一方面，如果想要維持幀速率而減少檢測位置的數量，則彈性成像圖像的畫質的均勻性下降。
[0010]進而，如果彈性成像圖像等的幀速率下降，則實時性受損，此外，還產生通過生物體內的組織的運動而在圖像中產生偽影的害處。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是提供一種能夠在最小次數的發送次序所需要的時間中產生用于生成彈性成像圖像的信息的超聲波探頭及超聲波診斷裝置。
[0012]有關本實施方式的超聲波探頭具備:至少I個第I振子，在彈性成像模式下，作為執行基于聲輻射壓的激振的激振專用振子而發揮功能；多個第2振子，在上述彈性成像模式下，作為檢測通過上述激振產生的剪切波的檢測專用振子而發揮功能。
[0013]根據上述結構的超聲波探頭，能夠在最小次數的發送次序所需要的時間中產生用于生成彈性成像圖像的信息。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示有關本實施方式的超聲波探頭及超聲波診斷裝置的結構的概略圖。
[0015]圖2是表示以往的超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
[0016]圖3是表示以往的超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0017]圖4是表示有關本實施方式的超聲波探頭中的第I超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
[0018]圖5是表示第I超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0019]圖6是表示有關本實施方式的超聲波探頭的控制系統的塊圖。
[0020]圖7是表示有關本實施方式的超聲波探頭的控制系統的構造圖。
[0021]圖8是用來說明使用圖2及圖3所示的以往的超聲波探頭的情況下的剪切波的聲速的計算方法的圖。
[0022]圖9是表示檢測位置處的剪切波的時間波形的一例的圖。
[0023]圖10是用來說明使用圖4及圖5所示的第I超聲波探頭的情況下的剪切波的聲速的計算方法的圖。
[0024]圖11是表示頭部的構造的外觀圖。
[0025]圖12是表示有關本實施方式的超聲波探頭中的第2超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
[0026]圖13是表示第2超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0027]圖14是用來說明使用圖12及圖13所示的第2超聲波探頭的情況下的剪切波的聲速的計算方法的圖。
[0028]圖15是表示有關本實施方式的超聲波探頭中的第3超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
[0029]圖16是表示第3超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0030]圖17是用來說明使用圖15及圖16所示的第3超聲波探頭的情況下的剪切波的聲速的計算方法的圖。
[0031]圖18是表示有關本實施方式的超聲波探頭中的第4超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
[0032]圖19是表示第4超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0033]圖20是用來說明使用圖18及圖19所示的第4超聲波探頭的情況下的剪切波的聲速的計算方法的圖。
[0034]圖21是表示第5超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0035]圖22是表示有關本實施方式的超聲波探頭中的第6超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
[0036]圖23是表示第6超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0037]圖24是表示有關本實施方式的超聲波探頭中的第7超聲波探頭的外觀構造的立體圖。
【具體實施方式】
[0038]參照附圖對有關本實施方式的超聲波探頭及超聲波診斷裝置進行說明。
[0039]圖1是表示有關本實施方式的超聲波探頭及超聲波診斷裝置的結構的概略圖。
[0040]圖1表示有關本實施方式的超聲波診斷裝置10。超聲波診斷裝置10具備超聲波探頭11及裝置主體12。
[0041]超聲波探頭11與裝置主體12拆裝自如地連接。超聲波探頭11設有彈性成像(聲響照射型彈性成像)模式下的激振(加壓)用的超聲波振子單元(以下稱作“激振專用振子單元”)20和彈性成像模式的檢測(追蹤)用的超聲波振子單元(以下稱作“檢測專用振子單元”)30。另外，檢測專用振子單元30也兼用在B模式及多普勒模式下的超聲波的收發中。
[0042]這里，在圖4及圖5、圖12及圖13、圖18及圖19和圖21中表示超聲波探頭11設有I個激振專用振子單元20的情況下的構造例。此外，在圖15及圖16中表示超聲波探頭11設有兩個激振專用振子單元20 (201、202)的情況下的構造例。如果將超聲波探頭11的聲輻射面的一方向定義為第I方向(方位角(azimuth)方向)，將另一方向定義為第2方向(仰角(elevat1n)方向)，則檢測專用振子單元30設在激振專用振子單元20的沿著第2方向的一側。
[0043]圖2是表示以往的超聲波探頭的外觀構造的立體圖。圖3是表示以往的超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0044]圖2表示以往的超聲波探頭911的外觀構造。以往的超聲波探頭911設有兼用于彈性成像模式下的激振及檢測的I個超聲波振子單元(以下稱作“激振及檢測兼用的振子單元”)930、和傳遞與裝置主體之間的信號的線纜(未圖示)。另外，激振及檢測兼用的振子單元930也兼用于B模式及多普勒模式下的超聲波的收發。
[0045]如圖3所示，激振及檢測兼用的振子單元930具備沿著第I方向(方位角方向)的多個振子931s。另外，激振及檢測兼用的振子單元930也具備聲匹配層、背襯(backing)及聲透鏡等，但在圖2及圖3中省略其圖示。
[0046]多個振子931s分別發送產生聲福射壓的比較大能量(聲壓)的激振用的超聲波，并收發與激振用的超聲波相比較小的能量的檢測用的超聲波。
[0047]此外，多個振子931s除了彈性成像模式以外，在B模式等中也被使用。在B模式中，也可以通過在第I方向上依次切換B模式用的超聲波束(掃描線)的位置來得到靜止圖像。此外，多個振子931s也可以通過在B模式下以多個幀得到靜止圖像來得到運動圖像。
[0048]圖4是表示有關本實施方式的超聲波探頭11中的第I超聲波探頭的外觀構造的立體圖。圖5是表示第I超聲波探頭的聲輻射面側的構造的圖。
[0049]圖4表示有關本實施方式的超聲波探頭11中的第I超聲波探頭IlA的外觀構造。第I超聲波探頭IlA設有I個激振專用振子單元20、I個檢測專用振子單元30、頭部(外裝零件)40和傳遞與裝置主體12 (在圖1中圖示)之間的信號的線纜(未圖示)。檢測專用振子單元30設在激振專用振子單元20的沿著第2方向的單側。
[0050]激振專用振子單元20具備在彈性成像模式中作為執行基于聲輻射壓的激振的激振專用振子而發揮功能的至少I個第I振子。在圖5所示的例子中，激振專用振子單元20具備I個大徑的第I振子21。以下，將大徑的第I振子稱作“大徑振子”。大徑振子21與檢測專用振子單元30中具備的各振子相比，第I方向上的寬度較長，第2方向的寬度沒有限制。
[0051]大徑振子21發送產生聲輻射壓的比較大能量的激振用的超聲波。大徑振子21在第I方向上具有一定程度的寬度，以使從大徑振子21發送的激振用的超聲波經由在第2方向上聚焦的聲透鏡(未圖示)成為在第I方向上具有寬度的平面波Fp (在圖10中圖示)。另外，激振專用振子單元20也具備聲匹配層、背襯及聲透鏡等，但在圖4及圖5中省略其圖不O
[0052]另一方面，檢測專用振子單元30具備在彈性成像模式中作為檢測通過激振產生的剪切波的檢測專用振子而發揮功能的多個第2振子。在圖5所示的例子中，檢測專用振子單元30具備沿著第I方向的多個第2振子31s。多個第2振子31s分別收發與激振用的超聲波相比比較小能量的檢測用的超聲波。另外，檢測專用振子單元30也具備聲匹配層、背襯及聲透鏡等，但在圖4及圖5中省略其圖示。
[00