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JP7707960B2 - Ultrasound probe and ultrasound diagnostic device - Google Patents
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JP7707960B2 - Ultrasound probe and ultrasound diagnostic device - Google Patents

Ultrasound probe and ultrasound diagnostic device

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JP7707960B2 JP2022025939A JP2022025939A JP7707960B2 JP 7707960 B2 JP7707960 B2 JP 7707960B2 JP 2022025939 A JP2022025939 A JP 2022025939A JP 2022025939 A JP2022025939 A JP 2022025939A JP 7707960 B2 JP7707960 B2 JP 7707960B2
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Description

本発明は、超音波探触子および超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasound probe and an ultrasound diagnostic device.

超音波探触子は、超音波診断装置に接続され、または超音波診断装置と通信可能に構成されたものを、体表に当てるか、または、体内へ挿入するという簡単な操作で、生体組織の形状および動きなどを診断画像として得るために用いられる。 Ultrasound probes are connected to ultrasound diagnostic equipment or configured to be able to communicate with ultrasound diagnostic equipment, and are used to obtain diagnostic images of the shape and movement of biological tissues by simply placing the probe against the body surface or inserting it into the body.

上記診断画像は、超音波探触子から生体に超音波を照射し、生体から反射される超音波を受信することで得ることができる。具体的には、超音波探触子に含まれる超音波トランスデューサが、超音波診断装置からの電気信号を超音波に変換して生体に超音波を照射し、生体から反射された超音波を電気信号に変換する。そして、変換された電気信号が超音波診断装置に入力されて処理されることで上記診断画像が得られる。 The diagnostic image can be obtained by irradiating a living body with ultrasound from an ultrasound probe and receiving the ultrasound reflected from the living body. Specifically, an ultrasound transducer included in the ultrasound probe converts an electrical signal from an ultrasound diagnostic device into ultrasound, irradiates the living body with the ultrasound, and converts the ultrasound reflected from the living body into an electrical signal. The converted electrical signal is then input to the ultrasound diagnostic device and processed to obtain the diagnostic image.

上記のように用いられる超音波探触子は、外部からの衝撃が筐体内の超音波トランスデューサ、およびケーブル等に伝わり、破損してしまうことがある。これらの問題を生じにくくするため、筐体内に充填材を充填させることが知られている。 In ultrasonic probes used as described above, external shocks can be transmitted to the ultrasonic transducer and cables inside the housing, resulting in damage. To prevent these problems from occurring, it is known to fill the housing with a filler material.

例えば、特許文献1には、ハウジング(筐体)内に圧電振動部を収納し、上記ハウジング内に充填材としてポリウレタン樹脂等の発泡材が充填された超音波探触子が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an ultrasonic probe in which a piezoelectric vibration unit is housed in a housing, and the housing is filled with a foam material such as polyurethane resin as a filler.

ところで、超音波トランスデューサと超音波診断装置とが、電気信号を送受信する際、電気信号どうしの電磁的な干渉の影響を受け、または外部からの不要な信号の影響を受けて、ノイズが発生する問題があった。 However, when an ultrasonic transducer and an ultrasonic diagnostic device transmit and receive electrical signals, there is a problem in that noise occurs due to the effects of electromagnetic interference between the electrical signals or due to the effects of unwanted signals from outside.

具体的には、超音波トランスデューサと、超音波診断装置(または超音波診断装置と無線通信するための通信素子)との間で電気信号を通過させる、複数のケーブル内に、隣接するケーブルから漏れた電磁波が透過して電気信号が乱れ、ノイズが発生してしまう。または、外部からの電磁波が上記ケーブル内に透過して電気信号が乱れ、ノイズが発生してしまう。これらにより診断画像の精度が低下してしまう問題があった。 Specifically, electromagnetic waves leaking from adjacent cables penetrate into the multiple cables that pass electrical signals between the ultrasonic transducer and the ultrasonic diagnostic device (or a communication element for wireless communication with the ultrasonic diagnostic device), disrupting the electrical signals and generating noise. Or, external electromagnetic waves penetrate into the cables, disrupting the electrical signals and generating noise. These problems result in reduced accuracy of diagnostic images.

診断画像の精度を確保するため、上記ノイズの発生を抑制することが望ましい。例えば、特許文献2では、ノイズの発生を抑制するための、銅やアルミ等を用いたシールド板を有する超音波探触子が記載されている。なお、特許文献2では、ケース内に充填したモールド材(充填材)として、熱伝導率を向上させるための金属材を混入させたエポキシ樹脂や発泡ウレタン樹脂を用いている。この金属材としては、密度を低下させるために、中空のものを用いている。そして、上記シールド板は、モールド材の熱をケーブルのシールド線に逃がす役割も備えている、とされている。 In order to ensure the accuracy of diagnostic images, it is desirable to suppress the generation of the above-mentioned noise. For example, Patent Document 2 describes an ultrasound probe having a shield plate made of copper, aluminum, or the like to suppress the generation of noise. In Patent Document 2, epoxy resin or urethane foam resin mixed with a metal material to improve thermal conductivity is used as the molding material (filler) filled in the case. The metal material used is hollow in order to reduce density. The shield plate is also said to have the role of dissipating heat from the molding material to the shield wire of the cable.

特開2016-123536号公報JP 2016-123536 A 特開2006-204622号公報JP 2006-204622 A

しかしながら、特許文献2に記載の超音波探触子は、フレキシブルプリント基板(FPC)と略同形状のシールド板を用いるため、超音波探触子のプローブ径を小さくすることが困難であった。 However, the ultrasonic probe described in Patent Document 2 uses a shield plate that is roughly the same shape as the flexible printed circuit board (FPC), making it difficult to reduce the probe diameter of the ultrasonic probe.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化等への対応が容易な、より簡易な構成で、ノイズの発生を抑制することができる超音波探触子、およびこれを用いた超音波診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an ultrasound probe that can suppress noise generation with a simpler configuration that can be easily made smaller, and an ultrasound diagnostic device using the same.

上記課題を解決するための、本発明の一実施形態に係る超音波探触子は、超音波を送受信するための超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサを収納する筐体と、前記筐体内に充填され、電気的に接地された充填材と、を有する。 To solve the above problem, an ultrasonic probe according to one embodiment of the present invention has an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a housing for housing the ultrasonic transducer, and a filler material that is filled in the housing and is electrically grounded.

上記課題を解決するための、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置は、上記超音波探触子を有する。 To solve the above problem, an ultrasound diagnostic device according to one embodiment of the present invention has the above ultrasound probe.

本発明により、ノイズの発生を抑制することができる超音波探触子、およびこれを用いた超音波診断装置が提供される。 The present invention provides an ultrasound probe that can suppress noise generation, and an ultrasound diagnostic device that uses the same.

図1は、本発明の一実施形態に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention. 図3は、上記超音波探触子に含まれる超音波トランスデューサの構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of an ultrasonic transducer included in the ultrasonic probe. 図4は、図1におけるA-A線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 図5は、本発明の一実施形態の変形例1に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe according to a first modified example of an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態の変形例1に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe according to a first modified example of an embodiment of the present invention. 図7は、本発明の一実施形態の変形例2に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe according to a second modification of an embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施形態の変形例3に係る超音波探触子の全体構造の一例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe according to a third modification of an embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment.

1.超音波探触子
図1、図2は、本発明の一実施形態に係る超音波探触子100の全体構造の一例を示す断面図である。
1 and 2 are cross-sectional views showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe 100 according to an embodiment of the present invention.

図1に示されるように、超音波探触子100は、超音波トランスデューサ110と、筐体120と、充填材130と、ケーブル140と、を有する。本実施形態において、超音波探触子100は、通信基板150をさらに有し、超音波診断装置と超音波トランスデューサとが、ワイヤレス通信できるような構成であってもよい。 As shown in FIG. 1, the ultrasound probe 100 has an ultrasound transducer 110, a housing 120, a filler 130, and a cable 140. In this embodiment, the ultrasound probe 100 may further have a communication board 150, and may be configured to enable wireless communication between the ultrasound diagnostic device and the ultrasound transducer.

1-1.超音波トランスデューサ
図3は、超音波トランスデューサ110の構成を示す断面図である。なお、本実施形態において、図1、2、5~9に示される超音波トランスデューサ110は、複数個の超音波トランスデューサを含んでおり、図3に示される超音波トランスデューサ110は、複数個のうちの1個について示したものである。
1-1. Ultrasonic transducer Fig. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic transducer 110. In this embodiment, the ultrasonic transducer 110 shown in Figs. 1, 2, and 5 to 9 includes a plurality of ultrasonic transducers, and the ultrasonic transducer 110 shown in Fig. 3 shows one of the plurality of ultrasonic transducers.

超音波トランスデューサ110は、超音波を送受信するための部材である。図3に示されるように、超音波トランスデューサ110は、バッキング材111と、フレキシブルプリント基板(FPC)と、圧電材113と、音響整合層114と、音響レンズ115と、を有する。 The ultrasonic transducer 110 is a component for transmitting and receiving ultrasonic waves. As shown in FIG. 3, the ultrasonic transducer 110 has a backing material 111, a flexible printed circuit board (FPC), a piezoelectric material 113, an acoustic matching layer 114, and an acoustic lens 115.

(バッキング材)
バッキング材111は、超音波を減衰させるための部材である。後述する圧電材113は、体積振動することにより、超音波を送信する方向に超音波を発振するほか、超音波を送信する方向とは、逆向きの方向に対しても、わずかに超音波を発振する。バッキング材111は、圧電材113から発せられた、上記逆向きの方向の超音波を減衰させるための部材である。
(Backing material)
The backing material 111 is a member for attenuating ultrasonic waves. The piezoelectric material 113, which will be described later, vibrates in volume to oscillate ultrasonic waves in the direction in which the ultrasonic waves are transmitted, and also oscillates a small amount of ultrasonic waves in the opposite direction to the direction in which the ultrasonic waves are transmitted. The backing material 111 is a member for attenuating ultrasonic waves emitted from the piezoelectric material 113 in the opposite direction.

なお、本明細書において、「超音波を送信する方向」とは、圧電材113から音響レンズ115に向かう方向(図2におけるZ方向)のことを指す。 In this specification, the "direction in which ultrasonic waves are transmitted" refers to the direction from the piezoelectric material 113 toward the acoustic lens 115 (the Z direction in FIG. 2).

本実施形態では、バッキング材111が一層で構成されているが、バッキング材111は、複数の層の積層体であってもよい。 In this embodiment, the backing material 111 is composed of a single layer, but the backing material 111 may be a laminate of multiple layers.

バッキング材111の材料は、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂である。バッキング材111は、超音波を減衰させる機能を調整するために、シリコーンゴム粒子などの有機粒子を含んでもよい。 The material of the backing material 111 is not particularly limited, but may be, for example, an epoxy resin or a urethane resin. The backing material 111 may contain organic particles such as silicone rubber particles to adjust the function of attenuating ultrasonic waves.

(フレキシブルプリント基板)
フレキシブルプリント基板(以下、FPCと称する。)112は、後述する圧電材113に信号電極116a、116bを介して信号を伝えたり、圧電材113から信号電極116a、116bを介して信号を受信したりするための部材である。本実施形態では、フレキシブルプリント基板112は、バッキング材111と、圧電材113との間に配置され、外部の電源や超音波診断装置等とケーブル140を介して電気的に接続される。なお、フレキシブルプリント基板の代わりに硬質基板を用いても良い。
(Flexible Printed Circuit Board)
The flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) 112 is a member for transmitting signals to a piezoelectric material 113 (described later) via signal electrodes 116a, 116b, and for receiving signals from the piezoelectric material 113 via the signal electrodes 116a, 116b. In this embodiment, the flexible printed circuit board 112 is disposed between the backing material 111 and the piezoelectric material 113, and is electrically connected to an external power source, an ultrasonic diagnostic device, or the like via a cable 140. Note that a rigid board may be used instead of the flexible printed circuit board.

(圧電材)
圧電材113は、FPC112と電気的に接続されるように配置された、超音波を送受信するための部材である。
(Piezoelectric material)
The piezoelectric material 113 is a member arranged to be electrically connected to the FPC 112, and is used for transmitting and receiving ultrasonic waves.

上記圧電材料113aの例には、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系等の圧電セラミック;マグネシウム酸ニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体(PMN-PT)、亜鉛酸ニオブ酸鉛・チタン酸鉛固溶体(PZN-PT)等の圧電単結晶;およびこれらの材料と高分子材料を複合した複合圧電材;などが含まれる。 Examples of the piezoelectric material 113a include piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT)-based piezoelectric ceramics; piezoelectric single crystals such as lead magnesium niobate-lead titanate solid solution (PMN-PT) and lead zinc niobate-lead titanate solid solution (PZN-PT); and composite piezoelectric materials made by combining these materials with polymeric materials.

また、圧電材113の両面に配置される複数の信号電極116aおよび116bは、圧電材113に電圧を印加するための電極である。信号電極116aおよび116bは、上述のFPC112と電気的に接続され、かつ十分に圧電材113との間で信号を授受可能であれば特に限定されず、例えば、金や銀、銅等からなる層とすることができる。 The signal electrodes 116a and 116b arranged on both sides of the piezoelectric material 113 are electrodes for applying a voltage to the piezoelectric material 113. There are no particular limitations on the signal electrodes 116a and 116b as long as they are electrically connected to the above-mentioned FPC 112 and can sufficiently transmit and receive signals between the piezoelectric material 113, and they can be layers made of gold, silver, copper, etc., for example.

(音響整合層)
音響整合層114は、圧電材113と音響レンズ115との間の音響インピーダンスを調整するための部材である。本実施形態では、音響整合層114は、圧電材113と音響レンズ115との間に配置されている。音響整合層114は、一層で構成されていてもよいし、音響インピーダンスが異なる複数層から構成されていてもよい。
(acoustic matching layer)
The acoustic matching layer 114 is a member for adjusting the acoustic impedance between the piezoelectric material 113 and the acoustic lens 115. In this embodiment, the acoustic matching layer 114 is disposed between the piezoelectric material 113 and the acoustic lens 115. The acoustic matching layer 114 may be composed of a single layer, or may be composed of multiple layers having different acoustic impedances.

音響整合層114は、樹脂を含むことが好ましい。これにより、音響整合層114の密度を調整しやすくして、音響インピーダンスを調整しやすくすることができる。音響整合層114に含まれる樹脂の例には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂などが含まれる。また、音響整合層114は、これらの樹脂を硬化させる硬化剤を含んでもよい。 The acoustic matching layer 114 preferably contains a resin. This makes it easier to adjust the density of the acoustic matching layer 114, and therefore the acoustic impedance. Examples of the resin contained in the acoustic matching layer 114 include epoxy resin, urethane resin, silicone resin, polystyrene resin, etc. The acoustic matching layer 114 may also contain a curing agent that hardens these resins.

音響整合層114の音響インピーダンスは、各層を構成する成分の種類や量を変更することで、適宜調整できる。 The acoustic impedance of the acoustic matching layer 114 can be adjusted as appropriate by changing the types and amounts of components that make up each layer.

(音響レンズ)
音響レンズ115は、圧電材113から送波された超音波を集束させるための部材である。図3に示されるように、本実施形態では、音響レンズ115は、図2のZ方向に突出するシリンドリカル型の音響レンズである。また、当該音響レンズ115では、圧電材113が発振する超音波をZ方向に集束させて超音波トランスデューサ110の外部に出射させる。
(Acoustic Lens)
The acoustic lens 115 is a member for focusing ultrasonic waves transmitted from the piezoelectric material 113. As shown in Fig. 3, in this embodiment, the acoustic lens 115 is a cylindrical acoustic lens that protrudes in the Z direction in Fig. 2. The acoustic lens 115 focuses ultrasonic waves oscillated by the piezoelectric material 113 in the Z direction and emits the ultrasonic waves to the outside of the ultrasonic transducer 110.

音響レンズ115は、被検査対象、例えば生体に適した音響特性を有する材料で構成されている。例えば、音響レンズ115は、シリコーンゴム等、被検査対象に比較的近い音響インピーダンスを有する材料で構成されることが好ましい。 The acoustic lens 115 is made of a material having acoustic properties suitable for the object to be inspected, such as a living body. For example, it is preferable that the acoustic lens 115 is made of a material, such as silicone rubber, that has an acoustic impedance relatively close to that of the object to be inspected.

1-2.筐体
筐体120は、超音波トランスデューサ110と、充填材130とを収納する部材である。
1-2. Housing The housing 120 is a member that houses the ultrasonic transducer 110 and the filler 130.

筐体120は、超音波を送信する方向の端部に、超音波トランスデューサ110の音響レンズ115を露出させるための開口部121を有する。また、超音波探触子100がケーブル140を有するとき、筐体120は、上記方向とは逆方向の端部に、ケーブル140を挿入するための挿通孔122を有してもよい。本実施形態では、筐体120は、挿通孔122に挿入されたケーブル140の一部を収納している。 The housing 120 has an opening 121 at the end in the direction in which ultrasonic waves are transmitted, for exposing the acoustic lens 115 of the ultrasonic transducer 110. When the ultrasonic probe 100 has a cable 140, the housing 120 may have an insertion hole 122 at the end in the opposite direction to the above direction, for inserting the cable 140. In this embodiment, the housing 120 stores a portion of the cable 140 inserted into the insertion hole 122.

筐体120の形状は、超音波トランスデューサ110と、充填材130とを収納することができれば特に限定されない。また、筐体120の大きさは、超音波探触子の大きさに応じて適宜設定される。 The shape of the housing 120 is not particularly limited as long as it can accommodate the ultrasonic transducer 110 and the filler 130. The size of the housing 120 is set appropriately according to the size of the ultrasonic probe.

筐体120の材料は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートである。これらのうち、耐薬品性の観点から、ポリフェニレンエーテルやポリブチレンテレフタレートが好ましい。 The material of the housing 120 is not particularly limited, but may be, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, ABS resin, polycarbonate, polyphenylene ether, or polybutylene terephthalate. Of these, polyphenylene ether and polybutylene terephthalate are preferred from the standpoint of chemical resistance.

1-3.充填材
充填材130は、筐体120内に充填され、電気的に接地されている。
1-3. Filler The filler 130 fills the inside of the housing 120 and is electrically grounded.

上述のように、特許文献2に記載の超音波探触子は、超音波探触子のプローブ径を小さくすることが困難であった。 As mentioned above, it was difficult to reduce the probe diameter of the ultrasonic probe described in Patent Document 2.

そこで本発明者は、超音波探触子の小型化に対応できるように、特許文献2のようにシールド板を用いずにノイズの発生を抑制する方法を検討した。また、本発明者は、ノイズの発生を抑制するために、ケーブル内の電気信号を乱す電磁波をケーブルの周囲から取り除く必要があると考えた。 The inventor therefore investigated a method of suppressing noise generation without using a shield plate as in Patent Document 2, in order to accommodate the miniaturization of ultrasonic probes. The inventor also considered that in order to suppress noise generation, it would be necessary to remove electromagnetic waves that disrupt the electrical signals in the cable from around the cable.

本発明者は検討の末、筐体内に充填される充填材を介して、電気信号を乱す電磁波を外部へ逃がすことで、超音波探触子の小型化への対応が容易で、かつ、ノイズの発生を抑制することができると考えた。そして、本発明者は、充填材を電気的に接地することで、充填材を介して上記電磁波を外部へ逃がしてノイズの発生を抑制できることを見出した。 After much investigation, the inventors came to the conclusion that by allowing the electromagnetic waves that disrupt the electrical signal to escape to the outside via the filler material that fills the housing, it would be easier to miniaturize the ultrasonic probe and also possible to suppress the generation of noise. The inventors then discovered that by electrically grounding the filler material, it would be possible to allow the electromagnetic waves to escape to the outside via the filler material and suppress the generation of noise.

充填材を介して、上記電磁波を外部へ逃がすことで、特許文献2のようなシールド板を用いずにノイズ発生を抑制することができる。これにより、筐体内に充填材を充填して、充填材を電気的に接地するだけでノイズの発生を抑制できるため、超音波探触子の小型化に対応でき、より簡易な構成とすることができる。 By releasing the electromagnetic waves to the outside through the filler, it is possible to suppress noise generation without using a shield plate as in Patent Document 2. This allows noise generation to be suppressed simply by filling the housing with filler and electrically grounding the filler, which can accommodate miniaturization of ultrasonic probes and allows for a simpler configuration.

また、充填材は、筐体内に充填されてケーブルの周りを覆っているため、外部からの電磁波を、ケーブル周囲に存在する充填材を介して探触子の外部へ逃がし、上記電磁波によってケーブル内の電気信号が乱れることを抑制してノイズ発生を抑制することができる。 In addition, since the filler fills the housing and covers the cable, external electromagnetic waves can escape to the outside of the probe via the filler that surrounds the cable, preventing the electromagnetic waves from disrupting the electrical signals in the cable and suppressing noise generation.

接地の方法は特に限定されない。例えば、外部の接地線と接続するシールド線を設けて、充填材とシールド線とを電気的に接続することで、電気信号を乱す電磁波を充填材から接地線へと逃がすことができる。これによりノイズの発生を抑制することができる。また、超音波探触子と、超音波診断装置とを接続するケーブルを用いずに、ワイヤレス通信により電気信号を送受する超音波探触子においても、充填材を電気的に接地することで、上記電磁波を外部へ逃がして上記ノイズの発生を抑制することができる。 The method of grounding is not particularly limited. For example, by providing a shielded wire that connects to an external ground wire and electrically connecting the filler and the shielded wire, the electromagnetic waves that disrupt the electrical signal can be allowed to escape from the filler to the ground wire. This makes it possible to suppress the generation of noise. Also, even in an ultrasonic probe that transmits and receives electrical signals by wireless communication without using a cable connecting the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic device, the electromagnetic waves can be allowed to escape to the outside by electrically grounding the filler, thereby suppressing the generation of the noise.

接地によるノイズの発生をより抑制する観点からは、充填材130は、導電性を有することが好ましい。本明細書において、「導電性を有する」とは、充填材130の電気抵抗率が1000μΩ・m以下であることをいう。 From the viewpoint of further suppressing the generation of noise due to grounding, it is preferable that the filler 130 has electrical conductivity. In this specification, "having electrical conductivity" means that the electrical resistivity of the filler 130 is 1000 μΩ·m or less.

充填材130の電気抵抗率は、1000μΩ・m以下であることが好ましく、100μΩ・m以下であることがより好ましい。上記電気抵抗率が、1000μΩ・m以下であると、充填材130の導電性をより高めて、上記電気信号を乱す電磁波をケーブルの周囲から超音波探触子100の外部に逃がしやすくして、ノイズの発生をより抑制することができる。上記電気抵抗率の下限値は、特に限定されないが、0.01μΩ・m以上であることが好ましい。上記電気抵抗率は、例えば、JIS R 7609:2007に準じた方法によって測定することができる。 The electrical resistivity of the filler 130 is preferably 1000 μΩ·m or less, and more preferably 100 μΩ·m or less. If the electrical resistivity is 1000 μΩ·m or less, the conductivity of the filler 130 is increased, making it easier for electromagnetic waves that disturb the electrical signal to escape from around the cable to the outside of the ultrasonic probe 100, and the generation of noise can be further suppressed. The lower limit of the electrical resistivity is not particularly limited, but is preferably 0.01 μΩ·m or more. The electrical resistivity can be measured, for example, by a method conforming to JIS R 7609:2007.

充填材130は、圧縮強度が0.1MPa以上であることが好ましく、20MPa以上であることがより好ましい。上記圧縮強度が0.1MPa以上であると、充填材130の機械的強度をより向上させて、超音波探触子100の外部からの衝撃による耐衝撃性をより向上させることができる。上記圧縮強度の上限値は、特に限定されないが、200MPa以下であることが好ましい。上記圧縮強度は、JIS K 7076:1991に準じた方法よって測定することができる。 The compressive strength of the filler 130 is preferably 0.1 MPa or more, and more preferably 20 MPa or more. If the compressive strength is 0.1 MPa or more, the mechanical strength of the filler 130 can be further improved, and the impact resistance of the ultrasonic probe 100 against external impact can be further improved. The upper limit of the compressive strength is not particularly limited, but is preferably 200 MPa or less. The compressive strength can be measured by a method according to JIS K 7076:1991.

充填材130の密度は、4.5g/cm以下であることが好ましく、1.5g/cm以下であることがより好ましい。また、4.5g/cm以下であると、超音波探触子100をより軽量化させることができ、超音波探触子100の操作性をより向上させることができる。上記密度の下限値は、特に限定されないが、0.1g/cm以上であることが好ましい。上記密度は、JIS Z 8807:2012によって測定することができる。 The density of the filler 130 is preferably 4.5 g/ cm3 or less, and more preferably 1.5 g/ cm3 or less. Furthermore, when the density is 4.5 g/ cm3 or less, the ultrasonic probe 100 can be made lighter, and the operability of the ultrasonic probe 100 can be improved. The lower limit of the density is not particularly limited, but is preferably 0.1 g/ cm3 or more. The density can be measured according to JIS Z 8807:2012.

ノイズの発生をより抑制し、超音波探触子100の耐衝撃性を高め、かつ超音波探触子100をより軽量化する観点から、充填材130は、多孔質黒鉛、または発泡炭素を含むことが好ましい。これらは、いずれか単独で充填材130に含まれてもよいし、これらが組み合わされて充填材130に含まれてもよい。ノイズの発生をさらに抑制する観点から、充填材130は、多孔質黒鉛を含むことがより好ましい。 From the viewpoint of further suppressing the generation of noise, increasing the impact resistance of the ultrasonic probe 100, and making the ultrasonic probe 100 lighter, it is preferable that the filler 130 contains porous graphite or expanded carbon. Either of these may be contained alone in the filler 130, or a combination of these may be contained in the filler 130. From the viewpoint of further suppressing the generation of noise, it is more preferable that the filler 130 contains porous graphite.

上記多孔質黒鉛は、固体状の黒鉛(炭素)が賦活化処理されることで製造される。具体的には、固体状の黒鉛(炭素)と、二酸化炭素または水蒸気とが反応し、固体炭素がガス化することで、炭素表面が虫食いされるようにして細孔が形成されて、製造される。 The porous graphite is produced by activating solid graphite (carbon). Specifically, the solid graphite (carbon) reacts with carbon dioxide or water vapor, gasifying the solid carbon, and forming pores that eat away at the carbon surface.

一方で、発泡炭素は、黒鉛を練り込んだ樹脂を発泡させた導電性発泡体、もしくは、フェノール樹脂またはポリウレタン樹脂の発泡体を、空気(酸素)を遮断した環境下で焼成したものである。 On the other hand, foamed carbon is made by baking conductive foam made by foaming resin mixed with graphite, or foam made from phenolic resin or polyurethane resin, in an environment that is cut off from air (oxygen).

上記黒鉛を練り込んだ樹脂の例には、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ウレタン樹脂などが含まれる。 Examples of resins incorporating the above-mentioned graphite include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, urethane resin, etc.

充填材130に多孔質黒鉛が含まれる場合、多孔質黒鉛の空孔率は、30%以上90%以下であることが好ましく、70%以上90%以下であることがより好ましい。上記空孔率が、30%以上であると、充填材130の密度をより低くして、超音波探触子100をより軽量化させることができる。また、90%以下であると、充填材130の圧縮強度が過剰に低下することを抑制して、超音波探触子100の耐衝撃性をより高めることができる。上記空孔率は、例えば、下記式(1)によって求めることができる。式(1)において、ρbulkは多孔質黒鉛の密度を表し、ρparticleは、空隙を有さないと仮定したときの同じ体積の黒鉛の密度を表す。
(1-ρbulk/ρparticle)×100 (1)
When the filler 130 contains porous graphite, the porosity of the porous graphite is preferably 30% or more and 90% or less, and more preferably 70% or more and 90% or less. When the porosity is 30% or more, the density of the filler 130 can be lowered, and the ultrasonic probe 100 can be made lighter. When the porosity is 90% or less, the compressive strength of the filler 130 can be prevented from excessively decreasing, and the impact resistance of the ultrasonic probe 100 can be further improved. The porosity can be calculated, for example, by the following formula (1). In formula (1), ρ bulk represents the density of the porous graphite, and ρ particle represents the density of the same volume of graphite when it is assumed that the graphite does not have voids.
(1-ρ bulkparticle )×100 (1)

多孔質黒鉛の平均空孔径は、0.3μm以上4.0μm以下であることが好ましい。上記平均空孔径が0.3μm以上であると、充填材130の空孔率を高めて超音波探触子100を軽量化しやすくすることができる。また、4.0μm以下であると、空孔率が高まりすぎずに、超音波探触子100の耐衝撃性をより高めることができる。上記平均空孔径は、顕微鏡を用いて、100μm×100μmの観察範囲に存在する空孔の径を空孔の数で平均することで求めることができる。 The average pore diameter of the porous graphite is preferably 0.3 μm or more and 4.0 μm or less. If the average pore diameter is 0.3 μm or more, the porosity of the filler 130 can be increased, making it easier to reduce the weight of the ultrasonic probe 100. If the average pore diameter is 4.0 μm or less, the porosity is not too high, and the impact resistance of the ultrasonic probe 100 can be further improved. The average pore diameter can be determined by averaging the diameters of the pores present in an observation area of 100 μm x 100 μm by the number of pores using a microscope.

本実施形態において、多孔質黒鉛は、粒子の状態で充填されていてもよいし、充填材130が充填される領域の形状に成型されたバルクの状態で充填されていてもよい。ノイズの発生をより抑制する観点から、充填材130は、バルクの状態で充填されていることが好ましい。 In this embodiment, the porous graphite may be filled in a particulate state, or in a bulk state molded to the shape of the area to be filled with the filler 130. From the viewpoint of further suppressing the generation of noise, it is preferable that the filler 130 be filled in a bulk state.

多孔質黒鉛が粒子の状態で充填される場合、粒子の粒径は、400μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。400μm以下であることで、筐体120内により多くの多孔質黒鉛を充填して、超音波探触子100の耐衝撃性をより高めることができる。上記粒径の好ましい下限値は、特に限定されないが、1μm以上であることが好ましい。 When the porous graphite is filled in the form of particles, the particle size is preferably 400 μm or less, and more preferably 30 μm or less. By having the particle size be 400 μm or less, more porous graphite can be filled into the housing 120, and the impact resistance of the ultrasonic probe 100 can be further improved. The preferred lower limit of the particle size is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more.

多孔質黒鉛の市販品の例には、Porous Carbon(低透過)、Porous Carbon(高透過)(いずれも株式会社タンケンシールセーコウ製)、カーボン多孔体(三菱鉛筆株式会社製)などが含まれる。 Examples of commercially available porous graphite products include Porous Carbon (low permeability) and Porous Carbon (high permeability) (both manufactured by Tanken Seal Seiko Co., Ltd.), and Porous Carbon (manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd.).

充填材130として発泡炭素を用いる場合、発泡炭素の空孔率は、30%以上90%以下であることが好ましく、70%以上90%以下であることがより好ましい。上記空孔率が、30%以上であると、充填材130の密度をより低くして、超音波探触子100をより軽量化させることができる。また、90%以下であると、充填材130の圧縮強度が過剰に低下することを抑制して、超音波探触子100の耐衝撃性をより高めることができる。上記空孔率は、多孔質黒鉛の空孔率と同様にして求めることができる。 When using expanded carbon as the filler 130, the porosity of the expanded carbon is preferably 30% or more and 90% or less, and more preferably 70% or more and 90% or less. If the porosity is 30% or more, the density of the filler 130 can be lowered, and the ultrasonic probe 100 can be made lighter. If the porosity is 90% or less, excessive reduction in the compressive strength of the filler 130 can be suppressed, and the impact resistance of the ultrasonic probe 100 can be further improved. The porosity can be determined in the same manner as the porosity of porous graphite.

発泡炭素の市販品の例には、Grafoam FPA-30(グラフテック社製)が含まれる。 Commercially available examples of foamed carbon include Grafoam FPA-30 (manufactured by Graphtec Corporation).

本実施形態では、充填材130は、後述するケーブル140に含まれるシールド線143を介して、超音波診断機の接地線に接続され、電気的に接地されている。超音波探触子100がケーブル140を有さず、超音波診断機と後述する通信基板150との間でワイヤレス通信を行う場合、通信基板150のグランド部(後述)と充填材130とを電気的に接続し、上記グランド部と接地線とを接続して、接地することができる。 In this embodiment, the filler 130 is connected to the ground wire of the ultrasonic diagnostic device via a shield wire 143 included in a cable 140 described later, and is electrically grounded. When the ultrasonic probe 100 does not have a cable 140 and wireless communication is performed between the ultrasonic diagnostic device and a communication board 150 described later, the filler 130 can be electrically connected to a ground part (described later) of the communication board 150, and the ground part can be connected to a ground wire to be grounded.

なお、充填材130は超音波トランスデューサ110のグランド部(不図示)と電気的に接続されていてもよい。 The filler 130 may be electrically connected to the ground portion (not shown) of the ultrasonic transducer 110.

1-4.ケーブル
本実施形態において、超音波探触子100は、超音波トランスデューサ110と、外部の装置(超音波診断装置)とを接続するためのケーブル140を有してもよい。
1-4. Cable In this embodiment, the ultrasound probe 100 may have a cable 140 for connecting the ultrasound transducer 110 to an external device (ultrasound diagnostic device).

ケーブル140は、超音波トランスデューサと電気的に接続されており、超音波診断機からの信号を超音波トランスデューサに対して電気信号を送信したり、超音波トランスデューサからの信号を超音波診断機に対して送信したりするための部材である。本実施形態では、ケーブル140は、筐体120の挿通孔122に挿入され、その一部が筐体120内に収納されている。また、本実施形態では、ケーブル140は、その一端が超音波トランスデューサ110と接続されており、他端が外部の超音波診断装置に接続されている。 The cable 140 is electrically connected to the ultrasonic transducer, and is a member for transmitting an electrical signal from the ultrasonic diagnostic device to the ultrasonic transducer, and transmitting a signal from the ultrasonic transducer to the ultrasonic diagnostic device. In this embodiment, the cable 140 is inserted into the insertion hole 122 of the housing 120, and a part of it is stored inside the housing 120. Also, in this embodiment, one end of the cable 140 is connected to the ultrasonic transducer 110, and the other end is connected to an external ultrasonic diagnostic device.

図4は、図1におけるA-A線断面図である。図4に示されるように、ケーブル140は、複数の信号線141と、信号線141の周囲を覆う樹脂材142と、樹脂材142の外周を覆うシールド線143と、被覆材144とを有する。 Figure 4 is a cross-sectional view of line A-A in Figure 1. As shown in Figure 4, cable 140 has multiple signal wires 141, a resin material 142 that covers the periphery of signal wires 141, a shield wire 143 that covers the outer periphery of resin material 142, and a coating material 144.

信号線141は、超音波トランスデューサ110に対して電気信号を送受するための配線である。樹脂材142は、複数の信号線141を、それぞれ電気的に分離するための部材である。 The signal line 141 is wiring for transmitting and receiving electrical signals to the ultrasonic transducer 110. The resin material 142 is a member for electrically isolating each of the multiple signal lines 141.

シールド線143は、導電性を有する充填材130と電気的に接続されるとともに、超音波診断装置の接地線に接続されている。これにより、電気信号を乱す電磁波を超音波探触子100の外部に逃がして、ノイズの発生を抑制することができる。シールド線143の材料は、例えば、銅、アルミなどである。 The shield wire 143 is electrically connected to the conductive filler 130 and is also connected to the ground wire of the ultrasonic diagnostic device. This allows electromagnetic waves that disrupt the electrical signal to escape to the outside of the ultrasonic probe 100, suppressing the generation of noise. The material of the shield wire 143 is, for example, copper or aluminum.

シールド線は、上記のような電磁波から、信号線を保護するために用いられることが知られているが、本発明者の検討によると、シールド線を用いただけでは、十分にノイズの発生を抑制できなかった。 It is known that shielded wires are used to protect signal lines from the above-mentioned electromagnetic waves, but according to the inventor's investigations, the use of shielded wires alone is not sufficient to suppress noise generation.

本実施形態では、充填材130を用いて、シールド線143と電気的に接続して接地することで、電気信号を乱す電磁波を超音波探触子100の外部に逃がしやすくすることができる。 In this embodiment, the filler 130 is used to electrically connect to the shield wire 143 and ground it, making it easier for electromagnetic waves that disrupt electrical signals to escape outside the ultrasonic probe 100.

被覆材144は、シールド線143を保護するための部材である。被覆材144の材料は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンなどである。 The covering material 144 is a member for protecting the shielded wire 143. The material of the covering material 144 is, for example, polyvinyl chloride, polyethylene, etc.

1-5.通信基板
図2に示されるように、超音波探触子100は、外部の超音波診断装置とワイヤレス通信を行うための通信基板150を有してもよい。
2, the ultrasound probe 100 may have a communication board 150 for wireless communication with an external ultrasound diagnostic device.

通信基板150は、外部の超音波診断装置からの電気信号を受信し、超音波トランスデューサからの電気信号を、外部の超音波診断装置へ送信する通信素子(不図示)を含む。 The communication board 150 includes a communication element (not shown) that receives electrical signals from an external ultrasound diagnostic device and transmits electrical signals from the ultrasound transducer to the external ultrasound diagnostic device.

本実施形態において、通信基板150は、接続ケーブル151を介して超音波トランスデューサ110と接続されている。これにより、超音波診断装置から受信した電気信号を超音波トランスデューサ110に伝達することができ、超音波トランスデューサ110からの電気信号を通信素子に伝達することができる。接続ケーブル151の構成は、ケーブル140と同様のものとすることができる。 In this embodiment, the communication board 150 is connected to the ultrasonic transducer 110 via a connection cable 151. This allows electrical signals received from the ultrasonic diagnostic device to be transmitted to the ultrasonic transducer 110, and electrical signals from the ultrasonic transducer 110 to be transmitted to the communication element. The configuration of the connection cable 151 can be similar to that of the cable 140.

通信基板150は、グランド部(不図示)を含む。グランド部は、通信基板150内の電流が流れる回路において、基準となる電位を有する部分であり、導電性を有する。 The communication board 150 includes a ground section (not shown). The ground section is a portion that has a reference potential in a circuit through which current flows within the communication board 150, and is conductive.

図2に示された構成において、充填材130は、上記グランド部と電気的に接続される。そして、上記グランド部が接地線に接続されることで、充填材130は電気的に接地される。これにより、電気信号を乱す電磁波を外部へ逃がしてノイズの発生を抑制することができる。 In the configuration shown in FIG. 2, the filler 130 is electrically connected to the ground portion. The ground portion is then connected to a ground wire, so that the filler 130 is electrically grounded. This allows electromagnetic waves that disrupt electrical signals to escape to the outside, suppressing the generation of noise.

1-6.超音波探触子の大きさ
超音波探触子100のプローブ径(図1における矢印A)は、超音波探触子をより小型化する観点から、30mm以下であることが好ましく、20mm以下であることがより好ましい。プローブ径が30mm以下であることで、超音波探触子100を体内に挿入させやすくすることができる。上記プローブ径の下限値は特に限定されないが、1mm以上であることが好ましい。本明細書において、「超音波探触子のプローブ径」とは、超音波探触子の、超音波を送信する方向における最下流側の表面における最大幅のことをいう。
1-6. Size of Ultrasound Probe The probe diameter of the ultrasound probe 100 (arrow A in FIG. 1) is preferably 30 mm or less, and more preferably 20 mm or less, from the viewpoint of making the ultrasound probe more compact. A probe diameter of 30 mm or less makes it easier to insert the ultrasound probe 100 into the body. The lower limit of the probe diameter is not particularly limited, but is preferably 1 mm or more. In this specification, the "probe diameter of the ultrasound probe" refers to the maximum width of the ultrasound probe at the surface on the most downstream side in the direction of transmitting ultrasound.

[変形例1]
図5、図6は、本実施形態の変形例1に係る超音波探触子100の全体構造の一例を示す断面図である。
[Modification 1]
5 and 6 are cross-sectional views showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe 100 according to a first modified example of the present embodiment.

図5、図6に示されるように、本実施形態において、超音波探触子100は、充填材130と筐体120の内壁との間に配置された第1補強部材170を有してもよい。これにより、超音波探触子の機械的強度をさらに向上させ、耐衝撃性をより高めることができる。 As shown in Figures 5 and 6, in this embodiment, the ultrasonic probe 100 may have a first reinforcing member 170 disposed between the filler 130 and the inner wall of the housing 120. This can further improve the mechanical strength of the ultrasonic probe and further increase its impact resistance.

第1補強部材170は、図5のように、筐体120の内側面全体に沿うように配置されていてもよいし、図6のように、内壁面の一部に沿うように配置されていてもよい。また、第1補強部材170は、筐体120の内壁との間に充填材130がさらに存在するように配置されてもよい。 The first reinforcing member 170 may be arranged so as to follow the entire inner surface of the housing 120 as shown in FIG. 5, or may be arranged so as to follow a portion of the inner wall surface as shown in FIG. 6. The first reinforcing member 170 may also be arranged so that there is further a filler 130 between the first reinforcing member 170 and the inner wall of the housing 120.

第1補強部材170の材料は、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、および銅、アルミなどの金属である。これらのうち、超音波探触子100の機械的強度をより向上させる観点から、上記材料は、銅、アルミなどの金属であることが好ましい。 The material of the first reinforcing member 170 is not particularly limited, but may be, for example, a resin such as urethane resin or epoxy resin, or a metal such as copper or aluminum. Of these, from the viewpoint of further improving the mechanical strength of the ultrasonic probe 100, it is preferable that the material is a metal such as copper or aluminum.

従来は、超音波探触子の機械的強度を向上させるために、金属などの導電体の補強部材を筐体内に配置させると、補強部材自身が外部からの不要な電磁波を受信してノイズが発生してしまうため、上記補強部材に絶縁処理を施して上記電磁波の受信を抑制するか、または上記補強部材を電気的に接地させて上記電磁波を外部に逃がす必要があった。 Conventionally, when a reinforcing member made of a conductive material such as metal is placed inside the housing to improve the mechanical strength of an ultrasonic probe, the reinforcing member itself receives unwanted electromagnetic waves from the outside, generating noise. Therefore, it was necessary to either insulate the reinforcing member to suppress reception of the electromagnetic waves, or to electrically ground the reinforcing member to allow the electromagnetic waves to escape to the outside.

一方で、本実施形態では、第1補強部材170が導電体であっても、第1補強部材170は導電性を有する充填材130と電気的に接続することができる。そして、充填材130は電気的に接地されているため、外部からの電磁波を、充填材130を介して超音波探触子100の外部へ逃がして、ノイズの発生を抑制することができる。 On the other hand, in this embodiment, even if the first reinforcing member 170 is a conductor, the first reinforcing member 170 can be electrically connected to the conductive filler 130. Furthermore, since the filler 130 is electrically grounded, electromagnetic waves from the outside can be released to the outside of the ultrasonic probe 100 via the filler 130, thereby suppressing the generation of noise.

第1補強部材170の形状および大きさは、超音波探触子100の形状、大きさに応じて適宜調整することができる。 The shape and size of the first reinforcing member 170 can be adjusted as appropriate depending on the shape and size of the ultrasound probe 100.

[変形例2]
図7は、本実施形態の変形例2に係る超音波探触子100の全体構造の一例を示す断面図である。
[Modification 2]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe 100 according to a second modification of the present embodiment.

超音波探触子100は、超音波トランスデューサ110の、筐体120内に収納された表面に配置された第2補強部材180を有してもよい。 The ultrasonic probe 100 may have a second reinforcing member 180 disposed on a surface of the ultrasonic transducer 110 housed within the housing 120.

第2補強部材180は、超音波トランスデューサ110の耐久性を向上させるために部材である。 The second reinforcing member 180 is a member for improving the durability of the ultrasonic transducer 110.

第2補強部材180の材料は、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、および銅、アルミなどの金属である。これらのうち、超音波トランスデューサ110の機械的強度をより向上させる観点から、上記材料は、銅、アルミなどの金属であることが好ましい。 The material of the second reinforcing member 180 is not particularly limited, but may be, for example, a resin such as urethane resin or epoxy resin, or a metal such as copper or aluminum. Of these, from the viewpoint of further improving the mechanical strength of the ultrasonic transducer 110, it is preferable that the material is a metal such as copper or aluminum.

上述のように、金属などの導電体の補強部材を筐体内部に配置させると、補強部材自身が外部からの不要な電磁波を受信してしまうため、上記補強部材に絶縁処理を施すか、または上記補強部材を電気的に接地する必要がある。 As mentioned above, if a reinforcing member made of a conductive material such as metal is placed inside the housing, the reinforcing member itself will receive unwanted electromagnetic waves from the outside, so it is necessary to insulate the reinforcing member or electrically ground it.

一方で、本実施形態では、充填材130が電気的に接地されているため、第2補強部材180が導電体であっても、これと電気的に接続された充填材130により、上記電磁波を超音波探触子100の外部へ逃がして、ノイズの発生を抑制することができる。 In this embodiment, however, since the filler 130 is electrically grounded, even if the second reinforcing member 180 is a conductor, the filler 130 electrically connected to it allows the electromagnetic waves to escape outside the ultrasonic probe 100, thereby suppressing the generation of noise.

第2補強部材180は、超音波トランスデューサ110の、筐体120内に収納された表面に配置される限りにおいて、特に限定されない。本実施形態では、第2補強部材180は、超音波トランスデューサ110の、ケーブル140が配置されている側の表面に配置されている。 The second reinforcing member 180 is not particularly limited as long as it is placed on the surface of the ultrasonic transducer 110 housed within the housing 120. In this embodiment, the second reinforcing member 180 is placed on the surface of the ultrasonic transducer 110 on the side where the cable 140 is placed.

第2補強部材180の形状および大きさは、超音波探触子100の形状、大きさに応じて適宜調整することができる。 The shape and size of the second reinforcing member 180 can be adjusted as appropriate depending on the shape and size of the ultrasound probe 100.

[変形例3]
図8は、本実施形態の変形例3に係る超音波探触子100の全体構造の一例を示す断面図である。
[Modification 3]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the overall structure of an ultrasonic probe 100 according to a third modification of the present embodiment.

超音波探触子100は、超音波トランスデューサ110と、ケーブル140との間に配置され、超音波トランスデューサ110と、ケーブル140とを電気的に接続するための接続基板190を有してもよい。 The ultrasonic probe 100 may have a connection board 190 disposed between the ultrasonic transducer 110 and the cable 140 for electrically connecting the ultrasonic transducer 110 and the cable 140.

接続基板190は、ケーブル140(または接続ケーブル151)の信号線141を接続させるための端子(不図示)、およびフレキシブルプリント基板(FPC)112に接続するための配線(不図示)を有する。これにより、超音波トランスデューサ110と、ケーブル140とを電気的に接続することができる。 The connection board 190 has a terminal (not shown) for connecting the signal line 141 of the cable 140 (or the connection cable 151) and wiring (not shown) for connecting to the flexible printed circuit board (FPC) 112. This allows the ultrasonic transducer 110 and the cable 140 to be electrically connected.

また、接続基板190はグランド部(GND)を有する(不図示)。グランド部は、電流が流れる回路において、基準となる電位を有する部分であり、導電性を有する。これにより、上記グランド部(GND)と、電気的に接地されている充填材130と、を電気的に接続させることができ、ケーブル内の電気信号を乱す電磁波を超音波探触子100の外部へ逃がして、ノイズの発生をより抑制することができる。 The connection board 190 also has a ground portion (GND) (not shown). The ground portion is a portion that has a reference potential in a circuit through which current flows, and is conductive. This allows the ground portion (GND) to be electrically connected to the filling material 130, which is electrically grounded, and allows electromagnetic waves that disrupt the electrical signals in the cable to escape to the outside of the ultrasonic probe 100, further suppressing the generation of noise.

接続基板190の形状および大きさは、超音波探触子100の形状、大きさに応じて適宜調整することができる。 The shape and size of the connection board 190 can be adjusted as appropriate depending on the shape and size of the ultrasound probe 100.

2.超音波診断装置
図9は、本実施形態に係る超音波診断装置200の構成を示す図である。
2. Ultrasound Diagnostic Apparatus Fig. 9 is a diagram showing the configuration of an ultrasound diagnostic apparatus 200 according to this embodiment.

図9に示されるように、超音波診断装置200は、超音波探触子100と、本体部210と、コネクタ部220と。ディスプレイ230と、を備え、超音波探触子100と本体部210とが、ケーブル140およびコネクタ部220を介して接続されている。図8における超音波探触子100は、説明の便宜上、図1、2、図5~8の超音波探触子100とは縮尺を変更して示している。 As shown in FIG. 9, the ultrasound diagnostic device 200 includes an ultrasound probe 100, a main body 210, a connector 220, and a display 230, and the ultrasound probe 100 and the main body 210 are connected via a cable 140 and the connector 220. For ease of explanation, the ultrasound probe 100 in FIG. 8 is shown at a different scale from the ultrasound probe 100 in FIGS. 1, 2, and 5 to 8.

超音波診断装置200は、超音波探触子100を含んでいればよく、ケーブル140によって、超音波探触子100と接続されずに、超音波探触子100の超音波トランスデューサ110とワイヤレス通信可能な構成であってもよい。 The ultrasound diagnostic device 200 may include an ultrasound probe 100, and may be configured to be capable of wireless communication with the ultrasound transducer 110 of the ultrasound probe 100 without being connected to the ultrasound probe 100 via a cable 140.

本体部210からの電気信号(送信信号)は、ケーブル140を通じて超音波探触子100の圧電材に送信される。この送信信号は、圧電材によって超音波に変換され、被検査対象内に送波される。送波された超音波は被検査対象内で反射される。そして、当該反射波の一部が圧電材によって受波され、電気信号(受信信号)に変換され、本体部210に送信される。受信信号は、超音波診断装置200の本体部210において画像データに変換されディスプレイ230に表示される。 An electrical signal (transmission signal) from the main body 210 is transmitted to the piezoelectric material of the ultrasound probe 100 via the cable 140. This transmission signal is converted into ultrasonic waves by the piezoelectric material and transmitted into the object being inspected. The transmitted ultrasonic waves are reflected within the object being inspected. A portion of the reflected waves is then received by the piezoelectric material, converted into an electrical signal (received signal), and transmitted to the main body 210. The received signal is converted into image data in the main body 210 of the ultrasound diagnostic device 200 and displayed on the display 230.

本実施形態では、超音波診断装置200は、接地線(不図示)を有しており、上記接地線は、ケーブル140のシールド線143を介して、超音波探触子100の充填材130と電気的に接続されている。これにより、電気信号を乱す電磁波を超音波探触子100の外部へ逃がし、ノイズの発生を抑制することができるため、超音波診断装置200を用いて、より正確な診断を行うことが可能となる。 In this embodiment, the ultrasonic diagnostic device 200 has a ground wire (not shown), and the ground wire is electrically connected to the filler 130 of the ultrasonic probe 100 via the shield wire 143 of the cable 140. This allows electromagnetic waves that disturb the electrical signal to escape to the outside of the ultrasonic probe 100, suppressing the generation of noise, making it possible to perform a more accurate diagnosis using the ultrasonic diagnostic device 200.

本発明に係る超音波探触子は、小型化に対応でき、より簡易な構成で、ノイズの発生を抑制することができる。そのため、超音波診断の分野などにおいて、より多様かつ正確な診断を行うのに有用である。 The ultrasound probe according to the present invention can be made smaller and has a simpler configuration, making it possible to suppress noise generation. Therefore, it is useful in fields such as ultrasound diagnosis, for more diverse and accurate diagnoses.

100 超音波探触子
110 超音波トランスデューサ
111 バッキング材
112 フレキシブルプリント基板
113 圧電材
114 音響整合層
114a 第1の音響整合層
114b 第2の音響整合層
114c 第3の音響整合層
114d 第4の音響整合層
115 音響レンズ
116a、116b 信号電極
120 筐体
130 充填材
140 ケーブル
200 超音波診断装置
210 本体部
220 コネクタ部
230 ディスプレイ
REFERENCE SIGNS LIST 100 Ultrasonic probe 110 Ultrasonic transducer 111 Backing material 112 Flexible printed circuit board 113 Piezoelectric material 114 Acoustic matching layer 114a First acoustic matching layer 114b Second acoustic matching layer 114c Third acoustic matching layer 114d Fourth acoustic matching layer 115 Acoustic lens 116a, 116b Signal electrode 120 Housing 130 Filler 140 Cable 200 Ultrasonic diagnostic device 210 Main body 220 Connector 230 Display

Claims (9)

超音波を送受信するための超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサを収納する筐体と、
前記筐体内に充填され、電気的に接地された充填材と、
を有する、超音波探触子。
an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves;
a housing for housing the ultrasonic transducer;
A filler material filled in the housing and electrically grounded;
An ultrasonic probe having:
前記充填材は、多孔質黒鉛を含む、請求項1に記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe of claim 1, wherein the filler material includes porous graphite. 前記充填材は、発泡炭素を含む、請求項1または2に記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe according to claim 1 or 2, wherein the filler material includes expanded carbon. 前記充填材と、前記筐体の内壁との間に配置された第1補強部材をさらに有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 3, further comprising a first reinforcing member disposed between the filling material and the inner wall of the housing. 前記第1補強部材は導電体であり、前記充填材と電気的に接続される、請求項4に記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe of claim 4, wherein the first reinforcing member is an electrical conductor and is electrically connected to the filling material. 前記超音波トランスデューサの、前記筐体内に収納された表面に配置された第2補強部材をさらに有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second reinforcing member disposed on a surface of the ultrasonic transducer housed within the housing. 前記超音波トランスデューサと、外部の装置とを接続するためのケーブルをさらに有する、
請求項1~6のいずれか一項に記載の超音波探触子。
Further comprising a cable for connecting the ultrasonic transducer to an external device.
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 6.
前記超音波トランスデューサと、前記ケーブルとの間に配置され、前記超音波トランスデューサと、前記ケーブルとを電気的に接続するための接続基板をさらに有する、請求項7に記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe according to claim 7, further comprising a connection board disposed between the ultrasonic transducer and the cable for electrically connecting the ultrasonic transducer and the cable. 請求項1~8のいずれか一項に記載の超音波探触子を有する、超音波診断装置。

An ultrasonic diagnostic device comprising the ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 8.

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