[发明专利]超声波诊断装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够连接具有静电电容式超声波振子的超声波探头的超声波诊断装置。

背景技术

以往，在超声波振子中，一直使用陶瓷压电材料PZT(锆酸钛酸铅)来作为将电信号变换为超声波的压电元件，但是使用硅微机械技术对硅半导体基板进行加工而得到的静电电容式超声波振子(Capacitive Micro-Machined Ultrasonic Transducer(以下称为c-MUT元件))正受到注目。

该c-MUT元件构成为如下结构：在硅基板上设置平面状的第一电极，并且以与该第一电极相对置的方式隔开规定的空腔(cavity)地设置平面状的第二电极。

在使用具有上述c-MUT元件的超声波探头来生成超声波诊断图像的超声波诊断装置中，上述c-MUT元件通过在上述两个电极之间施加偏置电压并且对其中一个电极施加驱动信号，来使空腔上部的膜(构成第二电极的振动片)振动以发送超声波，并利用上述空腔上部的膜检测返回的回波信号，从而进行超声波的发送接收。

即，上述c-MUT元件不仅需要作为用于产生超声波的RF信号的驱动信号，还在发送时和接收时都需要偏置电压。因此，上述c-MUT元件能够通过使所施加的偏压电平发生变化来控制灵敏度。

然而，若对c-MUT元件施加过度的偏置电压，则会在该c-MUT元件中引起短路状态，其结果是变成过电流状态而导致c-MUT元件的破损。

为了防止像这样由于施加过度的偏置电压而导致c-MUT元件破损，在c-MUT元件侧的电极与偏置电源之间设置过电压检测单元，在由该过电压检测单元检测到施加了过度的偏置电压时停止施加偏置电压(例如，参照日本特开2007-29259号公报)。

另外，当施加于c-MUT元件的电极之间的偏置电压的大小超过规定的范围时，会变为插入电极之间的拱形的牺牲层崩溃的状态、即Collapse(崩溃)状态。为了在该Collapse状态时防止对被检体输出过大超声波，存在具有如下保护电路的超声波振子和超声波诊断装置，该保护电路对DC偏置电压进行检测，当所检测出的DC偏置电压超过阈值时，利用开关切断DC偏置电路与超声波振子之间的电连接(例如参照日本特开2008-136725号公报)。

另外，作为其它的现有技术，例如国际公开第2005/120130号所示，存在如下一种超声波探头装置：在进行发送时，在可安装拆卸式的超声波探头的超声波振子中，将RF信号、即驱动信号重叠在从DC偏压产生电路输出的DC偏置电压中。

然而，在日本特开2007-29259号公报和日本特开2008-136725号公报的现有技术中，在未对c-MUT元件施加偏置电压的状态下对其发送正负两极性的驱动信号的情况下，即使设置了过电压检测单元和保护电路等保护单元，c-MUT元件也有可能会破损。

另外，在国际公开第2005/120130号所记载的超声波探头中也有可能会产生这种问题。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够防止c-MUT元件破损的超声波诊断装置。

发明内容

用于解决问题的方案

本发明的超声波诊断装置能够连接超声波探头，该超声波探头具有能够根据所施加的偏置电压来控制灵敏度的静电电容式超声波振子，该超声波诊断装置的特征在于，具备：偏置电压输出部，其能够改变施加于上述静电电容式超声波振子的上述偏置电压；发送信号输出部，其对上述静电电容式超声波振子输出超声波发送信号；操作部，其输出用于对包括上述偏置电压输出部和上述发送信号输出部的上述超声波诊断装置进行指示的指示信号；以及控制部，其根据来自上述操作部的指示信号来对上述偏置电压输出部和上述发送信号输出部进行控制，以控制上述偏置电压和上述发送信号的输出时序，使得在输出上述偏置电压之后输出上述超声波信号，或者在停止上述超声波信号的输出之后停止上述偏置电压的输出。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的超声波诊断装置的整体结构的框图。

图2是表示图1的控制部的控制例的流程图。

图3是用于说明第一实施方式所涉及的超声波诊断装置的作用的时序图。

图4是用于说明第一实施方式所涉及的超声波诊断装置的作用的时序图。

图5是表示本发明的第二实施方式所涉及的超声波诊断装置的整体结构的框图。

图6是表示第二实施方式所涉及的超声波诊断装置的电源启动时以后的偏置电压和发送信号的变化的时序图。