[发明专利]超声波探头、超声波接收装置及超声波诊断装置

说明书

本发明涉及超声波探头、超声波接收装置以及通过使用这样的超声波探头和超声波接收装置来接收超声波地进行医疗诊断的超声波诊断装置。

过去，在利用超声波获得三维图象的时候，获得在深度方向的截面内的二维图象地合成这些图象。该二维图象是通过使带位置传感器的一维传感器列扫描而获得并且通过合成先后获得的多个二维图象而获得了三维图象。

不过，根据这种方法，由于在一维传感器阵列的扫描方向上有时间滞后，所以合成图象因合成不同时刻的截面图象而成为不清楚的图象。因此，象利用超声波诊断装置进行超声波回声检查等的场合是不适用于以生物体为对象的所拍物体的。

为了实时获得三维图象，必须使用不使传感器阵列扫描就能获得二维图象的二维传感器阵列，人们希望开发出这样的传感器阵列。

在超声波诊断装置中，一般作为超声波收发元件(振动体或探头)地使用了以PZT(钛酸锆酸铅)为代表的压电陶瓷、PVDF(高分子压电元件)等压电元件的一维传感器阵列，探讨采用上述PZT和PVDF来制作二维传感器阵列的方法。而在采用上述PZT和PVDF的场合中，必须进行元件的精密加工并为多个精密元件配线，而目前的精密化和元件集成很困难。此外，即使解决了那些问题，但元件间的串音增大，SN通过由精密配线引起的电抗上升而变差，所以存在着精密元件的电极部容易损坏的问题，因而，很难实现采用PZT和PVDF的二维传感器阵列。

例如，在超声波成像20，1-15(1998)中记载了由杜克大学的E.D.赖特等人撰写的以“Progress in Two-Dimensional Arrays for Real-TimeVolumetric Imaging”为题的论文。在该论文中，揭示了具有PZT超声波传感器的二维阵列的探头。而同时描述了以下内容，即“为了获得质量相同的图象，二维阵列的元件数必须等于128×128=16384。而制作这样多的RF槽既复杂且成本很高，而这在不久的将来是不大可能的。此外，相当多的元件紧密连成线是很困难的(第2页第14-18行)”。

另一方面，利用光纤的传感器也被用作不使用象PZT这样的超声波传感器。作为这样的光纤超声波传感器，知道了利用布拉格光栅(简称FBG)的传感器(国防大学的TAKAHASHI撰写的“Underwater Acoustic Sensor with Fiber BraggGrating”，《光学评论》第4卷，第六版，1997，参见691-694)以及使用法布里-珀罗特谐振器(简称FPR)结构的传感器(东工大学的UNO撰写的“Fabrication and Performance of a Fiber Opotic Micro-Probe for MegahertzUltrasonic Field Measurements”,T.IEE,Japan，第118-E卷，第11版，参见’98)。这些传感器都是单体传感器并且未披露传感器阵列的结构。

另外，在上述TAKAHASHI撰写的论文中，记载了获得针对20kHz较低频率带的超声波的灵敏度，而没有记载实际超声波诊断时所用的兆赫级频率带的超声波。因此，为了使这些传感器实用化，在进行针对处于比记载例高的频率带内的超声波的动作确认的同时，如果必要的话，还不得不求出在这样的频带内获得良好灵敏度的条件。

鉴于这样的问题而制定了本发明。本发明的第一目的是要提供一种不必给多个微细元件配线、不引起串音与电抗增大的且配备有传感器阵列的超声波探头。另外，本发明的第二发明目的提供一种不使探头扫描就能获得三维图象数据的超声波接收装置。此外，本发明的第三目的是要提供一种使用那样的超声波探头和超声波接收装置的超声波诊断装置。

为解决上述问题，本发明的超声波探头具有：包括从第一端部射入光的多个光传送通道的光传送通道阵列；成型于所述多个光传送通道的第二端部上的且根据所加超声波调制经各光传送通道射入的光的多个超声波检测元件。

此外，本发明的超声波接收装置具有布置成二维形状的且根据所加超声波调制光的多个超声波检测元件以及检测来自多个超声波检测元件的光的光检测器。

此外，本发明的超声波诊断装置包括：产生发射超声波信号用的驱动信号的驱动信号发生回路；根据来自所述驱动信号发生回路的驱动信号而向所拍物体发射超声波的超声波发射部；包括根据所加超声波而调制光的多个超声波检测元件的超声波检测部；检测来自所述超声波检测部的光地产生检测信号的光检测器；处理来自所述光检测器的检测信号的信号处理装置；控制所述驱动信号发生回路的发射时刻及所述信号处理装置的接收时刻的控制装置。