特許 7458796 超音波プローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】超音波プローブ

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20240325BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

H04R17/00 330L

H04R17/00 332A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020006893

(22)【出願日】2020-01-20

(65)【公開番号】P2021112409

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-12-05

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】四方 浩之

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 翔平

(72)【発明者】

【氏名】都築 健太郎

【審査官】佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０１４９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１７５０５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１０３４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－００６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１０６３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５８２０５６４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平１１－２８５４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２５４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８０６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４１５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０５９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０７６９０８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００ － ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向に複数の振動子が配列されたアレイ素子と、
少なくとも前記アレイ素子の第１面を覆う音響レンズと、
前記音響レンズにおける前記アレイ素子と反対側に、通過する超音波の音速が、前記音響レンズを通過する超音波の音速よりも生体を通過する超音波の音速に近い材質よりなるオフセット部材と、を備え、
前記音響レンズは、通過する超音波の音速が生体を通過する超音波の音速より早い材質よりなり、
前記音響レンズの第１断面における、前記音響レンズの前記アレイ素子と反対側の端線は、中央部が前記生体側を向いて凹となり、前記第１方向に関する両端部の方が前記中央部よりも曲率が小さく、前記両端部と前記中央部が滑らかに連続している、
超音波プローブ。

【請求項2】

第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向に複数の振動子が配列されたアレイ素子と、
少なくとも前記アレイ素子の第１面を覆う音響レンズと、
前記アレイ素子と前記音響レンズとの間に介在され、通過する超音波の音速が前記音響レンズを通過する超音波の音速より遅い材質よりなる中間材と、
前記音響レンズにおける前記アレイ素子と反対側に、通過する超音波の音速が、前記音響レンズを通過する超音波の音速よりも生体を通過する超音波の音速に近い材質よりなるオフセット部材と、を備え、
前記音響レンズの第１断面における、前記音響レンズの前記アレイ素子側の端線は、前記アレイ素子と反対側に向けて凸となり、前記第１方向に関する両端部の方が中央部よりも曲率が小さく、前記両端部と前記中央部が滑らかに連続している、
超音波プローブ。

【請求項3】

前記端線の両端部は直線状に形成されており、前記中央部は円弧状に形成されている、
請求項１または２に記載の超音波プローブ。

【請求項4】

前記複数の振動子は、前記端線の中央部に対応する第１群の第１アレイ素子と、前記端線の両端部に対応する第２群の第２アレイ素子と、を含み、
前記第１群及び第２群の双方を動作させる第１モードと、前記第１群を単独で動作させる第２モードと、を実行する制御部、を更に備える、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の超音波プローブ。

【請求項5】

前記アレイ素子は、前記第１方向と交差し、前記第２方向に沿う第２断面において、前記音響レンズ側に凸となる曲線形状に沿って延在し、
前記第１断面は、前記アレイ素子が延在する方向と直交する平面で切った断面である、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の超音波プローブ。

【請求項6】

前記アレイ素子は、前記第２方向に直線的に延在し、
前記第１断面は、前記第２方向と直交する平面で切った断面である、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の超音波プローブ。

【請求項7】

前記オフセット部材の第１断面における、前記アレイ素子と反対側の端線は、前記アレイ素子と反対側に向けて凸となる曲線形状に形成されている、
請求項１または２に記載の超音波プローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波プローブに関する。

【背景技術】

【0002】

生体に接触させて使用する超音波プローブは、振動子により発振する超音波を収束させるための音響レンズ部材を備える。音響レンズ部材は、曲率を調整することにより、音響を収束させる。また、複数の振動子を備える振動子アレイをエレベーション方向に多列に配列した多列式超音波プローブがある。多列式超音波プローブは、エレベーション方向の全域で浅部から深部までの音場の均一化を図る。多列式超音波プローブでは、例えば、浅部の検査を行う際に、一部の超音波アレイのみを駆動することがあるが、この場合の音響収束の位置を浅部に合わせにくく、サイドローブを低減させることが難しかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１４１５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、音響収束を効果的に行うことができる超音波プローブを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の超音波プローブは、アレイ素子と、音響レンズと、を持つ。アレイ素子は、第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向に複数の振動子が配列される。音響レンズは、少なくとも前記アレイ素子の第１面を覆う。前記音響レンズの第１断面における、前記音響レンズの前記アレイ素子と反対側の端線は、前記第１方向に関する両端部の方が中央部よりも曲率が小さく、前記両端部と前記中央部が滑らかに連続している。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態の超音波プローブ１の一部破断斜視図。

【図2】第１の実施形態の超音波プローブ１の断面図。

【図3】第１の実施形態の超音波プローブ１の断面を説明するための図。

【図4】第１の実施形態の超音波プローブ１の遅延形状を示す図。

【図5A】従来の超音波プローブにおける音響収束効果を示すグラフ。

【図5B】従来の超音波プローブにおける音響収束効果を示すグラフ。

【図6A】第１の実施形態の超音波プローブ１における音響収束効果を示すグラフ。

【図6B】第１の実施形態の超音波プローブ１における音響収束効果を示すグラフ。

【図7】第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２の断面図。

【図8】第１の実施形態の第２の変形例の超音波プローブ３の断面図。

【図9】第２の実施形態の超音波プローブ４の断面図。

【図10】形状の異なる超音波プローブの断面を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の超音波プローブを、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。なお、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の超音波プローブ１の一部破断斜視図、図２は、第１の実施形態の超音波プローブ１の断面図、図３は、第１の実施形態の超音波プローブ１の断面を説明するための図である。図１及び図２に示すように、超音波プローブ１は、例えば、ケース１０と、支持台１２と、アレイ素子１４と、音響レンズ１６と、制御部１００と、を備える。

【0009】

図１に示すように、超音波プローブ１は、超音波を送受信する方向（ラスター方向）Ｄ１に見て短辺と長辺とを備える形状を有する。短辺に沿った方向をエレベーション方向Ｄ２といい、長辺に沿った方向をアレイ方向Ｄ３という。超音波プローブ１は、例えば、エレベーション方向Ｄ２と、エレベーション方向Ｄ２に交差するアレイ方向Ｄ３に複数の振動子が配列されたアレイ素子を備える多列式超音波プローブである。エレベーション方向Ｄ２は、「第１方向」の一例であり、アレイ方向Ｄ３は「第２方向」の一例である。第１の実施形態の超音波プローブ１は、いわゆるコンベックス型であり、アレイ方向Ｄ３は湾曲しており、アレイ素子１４は湾曲面に配列されている。なお、リニアセクタ型の超音波プローブは、アレイ方向Ｄ３が直線方向となる。

【0010】

図２に示すように、ケース１０は、例えば、超音波プローブ１の外側に配置される部材である。ケース１０の内側には、支持台１２と、アレイ素子１４と、音響レンズ１６と、が収容される。支持台１２は、アレイ素子１４を支持する。

【0011】

アレイ素子１４は、例えば、複数の振動子を備える。複数の振動子は、エレベーション方向Ｄ２の中央部に配置された第１群の第１アレイ素子２２と、エレベーション方向Ｄ２の両端部に配置された第２群の第２アレイ素子２４と、を含む。第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４は、いずれも、エレベーション方向Ｄ２と交差、ここでは直交し、アレイ方向Ｄ３に沿う断面において、音響レンズ１６側に凸となる曲線形状に形成される。複数の振動子は、例えば、それぞれ圧電体及び電極を備え、超音波を発生させて外部へ送信するとともに、送信した超音波の反射波を受信して、超音波を送受信する。複数の振動子は、受信した反射波に応じた信号を制御部１００に出力する。エレベーション方向Ｄ２と交差し、アレイ方向Ｄ３に沿う断面は、「第２断面」の一例である。

【0012】

第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４は、互いに同時に超音波の送受信を行うこともできるし、第１アレイ素子２２のみが超音波の送受信を行うこともできる。なお、第２アレイ素子２４のみが超音波の送受信を行うことができるようにしてもよいし、上記の各例で、第２アレイ素子２４のうち一方のみが超音波の送受信を行うことができるようにしてもよい。

【0013】

音響レンズ１６は、アレイ素子１４における超音波の送受信側の第１面を覆って設けられる。音響レンズ１６は、例えばシリコンゴムによって形成される。シリコンゴムは、通過する超音波の音速が、生体を通過する超音波の音速より遅い材質であるため、音響レンズ１６は、通過する超音波の音速が、生体を通過する超音波の音速より遅い材質よりなる。音響レンズ１６は、例えば、第１アレイ素子２２に相対する位置に配置され、第１アレイ素子２２に対応する第１音響レンズ部３２と、第２アレイ素子２４に相対する位置に配置され、第２アレイ素子２４に対応する第２音響レンズ部３４と、を備える。第１音響レンズ部３２と第２音響レンズ部３４とは、一体的に形成されて音響レンズ１６を構成する。

【0014】

アレイ方向Ｄ３と直交する平面で切った音響レンズ１６の断面（以下「第１断面」という）における、アレイ素子１４と反対側（以下、「生体側」という）の端線（以下、「レンズ端線」という）は、生体側に向けて凸となる形状をなす。図３に示すように、第１断面Ｃ１は、超音波プローブ１のレンズ端線の凹んだ側の一点と、レンズ端線の一点を含む直線をエレベーション方向Ｄ２に伸ばして形成される面を含む面である。

【0015】

第１音響レンズ部３２のレンズ端線の形状（以下、「レンズ形状」という）は、生体側に向けて凸となるＲ形状であり、第２音響レンズ部３４のレンズ形状は直線状である。音響レンズ１６のレンズ形状は、エレベーション方向Ｄ２に関する両端部に位置する第２音響レンズ部３４の方が、中央部に位置する第１音響レンズ部３２より曲率が小さい。実施形態における第２音響レンズ部３４のレンズ形状の曲率は０である。第２音響レンズ部３４は、第１音響レンズ部３２の曲率より小さく０でないＲ形状をなしてもよい。この場合、音響レンズ１６のレンズ形状は、第１音響レンズ部３２と第２音響レンズ部３４とで異なるＲ形状を接続した複合Ｒ形状となる。

【0016】

また、第１音響レンズ部３２と第２音響レンズ部３４のレンズ端線は、滑らかに連続している。第１の実施形態において、滑らかに連続しているとは、第１音響レンズ部３２における第２音響レンズ部３４との接続部分の接線（以下、「第１接線」という）と、第２音響レンズ部３４における第１音響レンズ部３２との接続部分の接線（以下、「第２接線」という）となす角度が、例えば数度以下である関係をいう。具体的には、第１接線と第２接線とが重なる場合でもよいし、第１接線と第２接線とのなす角度が数度以下となる関係であってもよい。

【0017】

音響レンズ１６のレンズ形状は、音響レンズ１６による遅延形状が、図４に示すように、第１音響レンズ部３２で円弧状（単純Ｒ形状）となり、第２音響レンズ部３４で直線状となる形状に調整されている。図４における横軸は、音響レンズ１６におけるエレベーション方向Ｄ２の位置を示し、縦軸は遅延時間を示す。

【0018】

図４に示す例では、一方の第２音響レンズ部３４における音響レンズ１６による遅延形状は、エレベーション方向Ｄ２の中央に向かうにしたがって直線的に増加する形状をなす。第１音響レンズ部３２における音響レンズ１６による遅延形状は、上記した一方の第２音響レンズ部３４と接続される端部から、エレベーション方向Ｄ２の中央に向かうにしたがって、増加割合が減少するように増加する形状をなし、エレベーション方向Ｄ２の中央を超えた後は、エレベーション方向Ｄ２の中央から離れるにしたがって、減少割合が増加するように減少する形状をなす。他方の第２音響レンズ部３４は、エレベーション方向Ｄ２の外側に向かうにしたがって直線的に減少する形状をなす。

【0019】

制御部１００は、制御信号をアレイ素子１４における複数の振動子に送信し、複数の振動子を振動させたり複数の振動子の振動を停止させたりしてアレイ素子１４を制御する。制御部１００は、アレイ素子１４を制御するにあたり、アレイ素子を動作させるモードとして、第１群及び第２群を動作させる第１モードと、第１群を動作させるモードとを実行する。制御部１００は、第１モードを実行する際には、第１アレイ素子２２及び第２アレイ素子２４における振動子に制御信号を送信し、アレイ素子１４の全体の振動子によって超音波を送受信させて生体の検査を行う。制御部１００は、第２モードを実行する際には、第２アレイ素子２４における振動子に制御信号を送信することなく第１アレイ素子２２における振動子に制御信号を送信させ、第１アレイ素子２２振動子のみによって超音波を送受信させて生体の検査を行う。制御部１００は、反射波を受信した振動子が出力する信号を受信する。制御部１００は、受信した信号に基づいて、生体の検査を行う。

【0020】

制御部１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（コンピュータ）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め制御部１００のＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで制御部１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

【0021】

以上のような構成によれば、第２音響レンズ部３４におけるレンズ形状の曲率の方が第１音響レンズ部３２におけるレンズ形状の曲率より小さい。このため、例えば、アレイ素子１４における第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方を動作させる場合には生体の深部に音響を収束させ、第１アレイ素子２２を単独で動作させる場合には生体の浅部に音響を収束させることができる。したがって、第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方を動作させる場合でも、第１アレイ素子２２を単独で動作させる場合でも、音響収束を効果的に行うことができる。

【0022】

例えば、生体の深部の検査等を行う場合、制御部１００は、第１モードを実行して第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方の振動子（アレイ素子１４全体の振動子）に超音波を送受信させる。また、制御部１００は、生体の浅部の検査等を行う場合、第２モードを実行して第１アレイ素子２２のみに超音波を送受信させる。第１の実施形態の超音波プローブ１では、制御部１００が第１モードを実行して第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方を動作させる場合、及び制御部１００が第２モードを実行して第１アレイ素子２２を単独で動作させる場合のいずれの場合でも音響収束を効果的に行うことができる。したがって、生体の深部や浅部のいずれの検査等を行う場合でも、効果的な音響収束を可能とし、サイドローブの低減を図ることができる。

【0023】

また、第１の実施形態の超音波プローブ１では、第１音響レンズ部３２と第２音響レンズ部３４とが滑らかに連続している。このため、第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方を動作させた場合の検査結果における不連続性を抑制することができる。したがって、適切な検査を得やすくすることができる。

【0024】

また、第１の実施形態の超音波プローブ１では、音響レンズ１６による遅延形状が第１音響レンズ部３２で円弧状となり、第２音響レンズ部３４と直線状となるように、音響レンズ１６のレンズ形状が調整されている。これに対して、例えば、従来の超音波プローブでは、図４に破線で示すように、遅延形状が円弧状となるように音響レンズのレンズ形状が調整されている。

【0025】

従来の超音波プローブでは、遅延形状が円弧状となるように音響レンズのレンズ形状が調整されることで、音響収束効果を高いものとしている。これに対して、第１の実施形態の超音波プローブ１では、音響レンズ１６による遅延形状が第１音響レンズ部３２で円弧状となり、第２音響レンズ部３４と直線状となるように、音響レンズ１６のレンズ形状が調整されている。

【0026】

ここで、第１実施形態の超音波プローブ１における音響収束効果についての検証について説明する。第１実施形態の超音波プローブ１では、例えば、第１アレイ素子２２を単独で動作させた場合の生体の浅部に対する音響収束を高められている。この場合に、第１アレイ素子２２及び第２アレイ素子２４の双方を動作させる場合の音響収束効果について、従来の超音波プローブとの比較による検証を行った。

【0027】

検証において、従来の超音波プローブにおける音響収束効果と、第１の実施形態の超音波プローブ１のアレイ素子１４における第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方を動作させる場合の音響収束効果を測定した。図５Ａ，図５Ｂは、従来の超音波プローブにおける音響収束効果を示すグラフ、図６Ａ，図６Ｂは、第１の実施形態の超音波プローブ１における音響収束効果を示すグラフである。図５Ａ，図６Ａでは、第１アレイ素子２２を駆動し、第２アレイ素子２４を駆動しない場合の音響収束効果を示す。図５Ｂ，図６Ｂでは、第１アレイ素子２２及び第２アレイ素子２４を駆動した場合の音響収束効果を示す。図５Ａ，図５Ｂ，図６Ａ，図６Ｂにおいて、縦軸は、音響レンズ１６におけるエレベーション方向Ｄ２の位置を示し、横軸は、レンズ表面からラスター方向Ｄ１に離間した距離を示す。

【0028】

第１アレイ素子２２を駆動した場合の音響収束効果は、図５Ａに示す従来の超音波プローブにおける場合と図６Ａに示す第１の実施形態の超音波プローブ１場合とで非常に近似した結果となった。第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４を駆動した場合の音響収束効果は、図５Ｂに示す従来の超音波プローブの場合と、図６Ｂに示す第１の実施形態の超音波プローブ１の場合とで非常に近似した結果となった。この結果により、アレイ素子１４における第１アレイ素子２２と第２アレイ素子２４の双方を動作させる場合の音響収束効果は、従来の超音波プローブにおける音響収束効果と比較して見劣りしないことが分かった。

【0029】

（第１の実施形態の第１の変形例）
図７は、第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２の断面図である。図７に示すように、第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２は、音響レンズ１６における生体側にオフセット部材５０が設けられる。その他の点は、第１実施形態の超音波プローブ１と共通の構成を有する。

【0030】

オフセット部材５０は、通過する超音波の音速が、音響レンズ１６を通過する超音波の音速よりも生体を通過する超音波の音速に近い素材によって構成される。オフセット部材５０は、例えば、ブタジエンゴムなどのゴム、樹脂、純水や生理食塩水などを収容した水ブクロなどにより構成される。オフセット部材５０の生体側におけるアレイ方向Ｄ３に直交する断面の形状（以下、「オフセット部材形状」という）は、円弧状である。

【0031】

以上のような構成によれば、第１の実施形態の超音波プローブ１と同様の作用効果を得ることができる。また、第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２では、音響レンズ１６における生体側にオフセット部材５０が設けられる。このため、音響レンズ１６が生体と接触することはなく、音響レンズ１６と生体の接触に関する制約を受けないようにできるので、音響レンズ１６の設計の自由度を高めることができる。

【0032】

また、オフセット部材５０のオフセット部材形状は円弧状である。このため、オフセット部材５０を生体に接触させて超音波プローブ２によって検査を行う場合に、超音波プローブ２と生体との接触性を高めることができるとともに、超音波プローブ２と生体との間に気泡などが発生しにくくなるようにすることができる。

【0033】

（第１の実施形態の第２の変形例）
図８は、第１の実施形態の第２の変形例の超音波プローブ３の断面図である。図８に示すように、第１の実施形態の第２の変形例の超音波プローブ３は、音響レンズ６０のレンズ形状が凹型のＲ形状である。第１の実施形態の第２の変形例の超音波プローブ３の音響レンズ６０は、通過する超音波の音速が生体を通過する超音波の音速より早い材質によって構成される。その他の点は、第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２と共通の構成を有する。

【0034】

第１の実施形態の第２の変形例の超音波プローブ３における音響レンズ６０は、第１アレイ素子２２に相対して第１アレイ素子２２に対応する第１音響レンズ部６２と、第２アレイ素子２４に相対して第２アレイ素子２４に対応する第２音響レンズ部６４と、を備える。第１音響レンズ部６２と第２音響レンズ部６４とは、一体的に形成される。

【0035】

第１音響レンズ部６２のレンズ形状は、生体側を向いて凹となるＲ形状であり、第２音響レンズ部６４のレンズ形状は直線状である。音響レンズ６０のレンズ形状は、エレベーション方向Ｄ２に関する両端部に位置する第２音響レンズ部６４の方が、中央部に位置する第１音響レンズ部６２より曲率が小さい。第１の実施形態の第２の変形例における第２音響レンズ部６４のレンズ形状の曲率は０である。第２音響レンズ部６４は、第１音響レンズ部６２の曲率より小さく０でないＲ形状をなしてもよい。この場合、音響レンズ６０のレンズ形状は、第１音響レンズ部６２と第２音響レンズ部６４とで異なるＲ形状を接続した複合Ｒ形状となる。また、第１音響レンズ部６２と第２音響レンズ部６４のレンズ端線は、滑らかに連続している。

【0036】

以上のような構成によれば、第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２と同様の作用効果を得ることができる。また、第１の実施形態の第２の変形例の超音波プローブ３では、音響レンズ６０のレンズ形状が生体側を向いて凹型である。このため、例えばオフセット部材５０が設けられていない場合には、超音波プローブ３と生体との接触性が低くなるが、オフセット部材５０が設けられることにより、超音波プローブ２と生体との接触性を高めることができるとともに、超音波プローブ２と生体との間に気泡などが発生しにくくなるようにすることができる。

【0037】

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態の超音波プローブ４の断面図である。図９に示すように、第２の実施形態の超音波プローブ４の音響レンズ７０は、第１アレイ素子２２に相対して第１アレイ素子２２に対応する第１音響レンズ部７２と、第２アレイ素子２４に相対して第２アレイ素子２４に対応する第２音響レンズ部７４と、を備える。第１音響レンズ部７２と第２音響レンズ部７４とは、一体的に形成される。音響レンズ７０は、通過する超音波の音速が生体を通過する超音波の音速より早い材質によって構成される。その他の点は、第１の実施形態の第１の変形例の超音波プローブ２と共通の構成を有する。

【0038】

音響レンズ７０の生体側におけるアレイ方向Ｄ３に直交する断面の端辺の形状（以下、「第１レンズ形状」という）が円弧状である。音響レンズ７０のアレイ素子１４側におけるアレイ方向Ｄ３に直交する断面の端辺の形状（以下「第２レンズ形状」のうち、第１音響レンズ部７２の第２レンズ形状は、アレイ素子１４側から見て凹（アレイ素子１４と反対側に向けて凸）となるＲ形状であり、第２音響レンズ部７４における第２レンズ形状は、直線状である。音響レンズ７０の第２レンズ形状は、エレベーション方向Ｄ２に関する両端部に位置する第２音響レンズ部７４の方が、中央部に位置する第１音響レンズ部７２より曲率が小さい。第２の実施形態における第２音響レンズ部７４の第２レンズ形状の曲率は０である。第２音響レンズ部７４は、第１音響レンズ部７２の曲率より小さく０でないＲ形状をなしてもよい。この場合、音響レンズ７０の第２レンズ形状は、第１音響レンズ部７２と第２音響レンズ部７４とで異なるＲ形状を接続した複合Ｒ形状となる。音響レンズ７０の第２レンズ形状により、アレイ素子１４により発振される超音波の収束性能が調整される。

【0039】

音響レンズ７０とアレイ素子１４との間には、中間材８０が介在される。中間材８０は、通過する超音波の音速が音響レンズ７０を通過する超音波の音速よりも遅い素材により構成される。音響レンズ７０と中間材８０とは密着しており、及び中間材８０とアレイ素子１４とは、密着している。

【0040】

以上のような構成によれば、第１の実施形態の超音波プローブ１と同様の作用効果を得ることができる。また、第２実施形態の超音波プローブ４では、アレイ素子１４により発振される超音波の収束性能を調整するためのレンズが、音響レンズ７０のアレイ素子１４側におけるアレイ方向Ｄ３に直交する断面の端辺に形成される。このため、音響レンズ７０のうち、超音波の収束性能を調整するためのレンズの部分が生体と接触することはなく、音響レンズ７０と生体の接触に関する制約を受けないようにできるので、音響レンズ７０の収束性能に関する設計の自由度を高めることができる。その一方で、音響レンズ７０の生体側は、円弧状であるので、生体との接触性を高めることができる。

【0041】

（形状の異なる超音波プローブ）
上記各実施形態では、アレイ素子１４が湾曲面に配列されたコンベックス型の超音波プローブについて説明したが、超音波プローブは、アレイ素子が平面に配列されたリニアセクタ型（リニア型、セクタ型）の超音波プローブであってもよい。リニアセクタ型の超音波プローブは、アレイ方向Ｄ３と直交する方向で切った断面は、コンベックス型と共通するので、その構成について、図２及び図１０を参照して説明する。

【0042】

リニアセクタ型の超音波プローブにおいては、例えば、エレベーション方向Ｄ２の中央部において、第１アレイ素子２２がアレイ方向Ｄ３に直線的に延在し、エレベーション方向Ｄ２の両端部において、第２アレイ素子２４がアレイ方向Ｄ３に直線的に延在する。超音波プローブは、音響レンズ１６を備え、音響レンズ１６は、アレイ素子１４における超音波の送受信側の第１面を覆って設けられる。

【0043】

音響レンズ１６の第１断面におけるレンズ端線は、生体側に向けて凸となる形状をなす。図１０に示すように、リニアセクタ型の超音波プローブ５における第１断面Ｃ５は、アレイ素子１４（第１アレイ素子２２及び第２アレイ素子）が延在するアレイ方向Ｄ３に直交する面である。

【0044】

以上のような構成によれば、リニアセクタタイプの超音波プローブにおいても、第１の実施形態の超音波プローブ１と同様の作用効果を得ることができる。

【0045】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0046】

１～５…超音波プローブ、１０…ケース、１２…支持台、１４…アレイ素子、１６，６０，７０…音響レンズ、２２…第１アレイ素子、２４…第２アレイ素子、３２，６２，７２…第１音響レンズ部、３４，６４，７４…第２音響レンズ部、５０…オフセット部材、８０…中間材、１００…制御部、Ｃ１，Ｃ５…第１断面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】