[发明专利]超声波探头

说明书

技术领域

本发明涉及超声波探头，其用于通过接触生物体等的被检测体并发送超声波来得到被检测体的诊断信息。

背景技术

超声波诊断装置对人或动物等生物体的被检测体内照射超声波，检测在被检测体内反射的回声(echo)，并将生物体内组织的断层图像(cross-sectional image)等显示在显示屏，由此提供被检测体的诊断所需的信息。此时，超声波诊断装置利用超声波探头向被检测体内发送超声波、以及接收来自被检测体内的反射回声。

图1表示一例这样的超声波探头。在图1中，超声波探头10包括：多个压电元件11，其被排列在一个方向(X方向)，以便在与被检测体(未图示)之间发送接收超声波；声匹配层12(12a和12b)，其由设置在压电元件11的被检测体一侧的前面(同图的上方)的一层以上(同图为两层)构成；传播介质13，其设置在该声匹配层12的被检测体一侧表面；以及背面承载部件14，设置在相对于压电元件11与声匹配层12相反一侧即背面。压电元件11的前面与背面分别配置有未图示的电极。电信号通过该电极以及电气端子15提供给压电元件11。压电元件11从声匹配层12一侧形成多个槽，并相对于与排列方向(X方向)正交的一个方向(Y方向)形成为凹面形状(例如参照专利文献1)。

压电元件11由PZT(Piezoelectric Transducer，压电换能器)系等的压电陶瓷或压电单晶体等形成，压电元件11将所印加的电压变换为超声波而发送到被检测体内，接收在被检测体内反射了的回声，并将其变换为电信号。在图示的例子中，多个压电元件11被排列在X方向。通过这样多个地排列压电元件11，能够对超声波以电子方式进行扫描并使超声波偏转或者汇聚(focusing)，可进行所谓电子扫描。

声匹配层12用于高效地对被检测体内发送接收超声波而被设置。更具体而言，声匹配层12用于将压电元件11的声阻抗呈阶梯状地接近被检测体的声阻抗。

在图示的例子中，因为将压电元件11以及声匹配层12相对于被检测体一侧形成为凹面形状，所以具有汇聚超声波束的功能，但是形状呈凹面则与被检测体之间不能充分地贴紧，因此采用设置了传播介质13的结构，该传播介质13也包含解决该问题的功效。传播介质13为选项构件，根据需要而设置。

背面承载部件14与压电元件11结合，并保持其，进而用于衰减无用的超声波。另外，在本说明书中，还将图的X方向称为“(压电元件的)排列方向”，将Y方向称为“(压电元件的)宽度方向”，将Z方向称为“(压电元件的)厚度方向”。

【专利文献1】日本专利申请特表平8-506227号公报

电子扫描型的超声波诊断装置使多个排列的压电元件成为任意的群体，对每个压电元件给予一定的延迟时间而驱动它们，并进行从压电元件到被检测体内的超声波的发送和接收。通过给予这样的延迟时间，超声波束被汇聚或者扩散，从而能够得到广视野宽度或者高分辨率的超声波图像。该结构作为通常的系统已为人所知。近年来，采取利用相对于基本频率的2次或者3次的高次谐波频率分量来提高超声波诊断装置的诊断图像的分辨率的方式，因此超声波探头的高灵敏度和扩展频宽至关重要。作为扩展频宽的一个方法，专利文献1所示的压电元件的方法是使用将压电陶瓷与高分子进行复合的复合压电体。另外，作为提高灵敏度的一个方法，具有降低硅橡胶等声透镜的衰减的方法，作为该方法，如专利文献1所示那样，使压电元件呈凹面的形状，并在该凹面部设置衰减较小的聚氨酯高分子(polyurethane polymer)等。

但是，在这样的以往的结构中，从所排列的压电元件11的电极引出的电气端子15只与压电元件11的电极的一部分连接，因此如果压电元件11因机械式冲击而裂损，则与电气端子15之间的连接有时会断线，从而在可靠性(质量)上存在问题。而且，在上述以往的结构中，采用设置压电陶瓷与高分子的复合压电体以及两层的声匹配层并使它们分别呈凹面形状，因此可使用的材料限定为柔软的材料，并且频宽的扩展受到限制。另外，要在该结构中进一步扩展频宽时，也可考虑在复合压电体中减少压电陶瓷所占的比例而降低声阻抗的方法，但是在该情况下，复合压电体的电容率变小，作为结果电阻抗会变大，从而出现灵敏度降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高质量、能够得到高灵敏度且宽频带的特性、并能够得到高分辨率的超声波图像的超声波探头。