JP2007275110A - Ultrasonic probe scanning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体内に超音波を照射してそのエコー信号を受け取る超音波探触子の走査装置に関し、特に、乳房の診断に用いられる超音波探触子走査装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning device for an ultrasonic probe that irradiates a living body with ultrasonic waves and receives an echo signal thereof, and particularly relates to an ultrasonic probe scanning device used for breast diagnosis.
超音波診断装置で乳房にできる腫瘍の診断をする場合、医師は、乳房の全体表の範囲に超音波探触子を当接させて保持し、超音波診断装置に表示された画像を見ながら診断する。乳房の場合は、乳房の中心を中心軸として回転スキャンすることが効率的である。 When diagnosing a tumor that can occur in the breast with an ultrasound diagnostic device, the doctor holds the ultrasound probe in contact with the entire area of the breast and looks at the image displayed on the ultrasound diagnostic device. Diagnose. In the case of a breast, it is efficient to perform a scanning scan with the center of the breast as the central axis.
背景技術として、例えば、特許文献1には、水平アームを介して乳房の中心に回転軸を設けて、その回転軸を回る1つのアームに超音波探触子を取り付け、距離センサーで傾きを制御して体表に当接させながら回転させる音波探触子走査装置が開示されている。
As background art, for example, in
また、特許文献2には、固定装具で乳房の周辺を固定し、回転支持体に取り付けられた超音波探触子を乳房に当接させながら回転させる超音波探触子走査装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、回転スキャン時に、ある一つの面側からの超音波探触子の当接力により乳房の形状が変わってしまうため、スキャンの再現性が乏しいという問題があった。また、特許文献2に記載の装置では、乳房の大きさに応じて、それぞれ異なる固定装具を準備する必要がある。この場合、面積的な大きさと高さとが3次元的に異なった固定装具を多数準備しなければならない。また、この装置には、超音波探触子を体表へ当接させる機能がないため、超音波探触子を常に体表に密着させることができず、やはりスキャンの再現性が乏しいという問題があった。
However, the apparatus described in
本発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたもので、様々な大きさの乳房の形状に適合することができ、かつ、超音波探触子を当接して回転スキャンすることができる超音波探触子走査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and can be adapted to the shapes of breasts of various sizes, and rotates and scans by contacting an ultrasonic probe. An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe scanning device capable of performing the above.
本発明の超音波探触子走査装置は、被験者の乳房に当接させ超音波を送受信する超音波振動子と、前記乳房を覆うように取り付けられて乳房の大きさに合わせて可動する多リンク構造のフレームと、前記フレームに保持されて前記超音波振動子を乳房に当接させて乳房の周囲に移動させる回動機構と、前記超音波探触子を乳房に当接させる前記回動機構に付けられた当接機構とを備えている。 An ultrasonic probe scanning apparatus according to the present invention includes an ultrasonic transducer that contacts a breast of a subject and transmits and receives ultrasonic waves, and a multi-link that is attached to cover the breast and moves according to the size of the breast. A frame having a structure, a rotation mechanism that is held by the frame and that moves the ultrasonic transducer in contact with the breast and moves around the breast, and the rotation mechanism that causes the ultrasonic probe to contact the breast And an abutment mechanism attached to the.
この構成により、様々な大きさの乳房の形状に適合することができ、かつ、超音波探触子を乳房に密着させながら回転スキャンすることが可能となる。 With this configuration, it is possible to adapt to the shapes of breasts of various sizes, and to perform rotational scanning while bringing the ultrasound probe into close contact with the breast.
また、本発明の超音波探触子走査装置は、超音波振動子が、複数隣接して設けられ、それらが前記フレームの移動に合わせて、互いに並行にずれる構成としてもよい。 Further, the ultrasonic probe scanning apparatus of the present invention may be configured such that a plurality of ultrasonic transducers are provided adjacent to each other and are shifted in parallel with each other as the frame moves.
この構成によれば、フレームが乳房の大きさに合わせて移動した際にも、複数隣接して設けられた超音波振動子が互いに平行にずれるので、乳房の体表の大部分に対して超音波振動子を当接することが可能となる。 According to this configuration, even when the frame moves in accordance with the size of the breast, the ultrasonic transducers provided adjacent to each other are displaced in parallel with each other. It becomes possible to contact the sound wave vibrator.
また、本発明の超音波探触子走査装置は、超音波振動子が、前記回動機構の回転中心に対して対称に複数設けられてもよい。 In the ultrasonic probe scanning device of the present invention, a plurality of ultrasonic transducers may be provided symmetrically with respect to the rotation center of the rotation mechanism.
この構成によれば、対称に配置された超音波振動子が乳房全体を固定することに相当することになり、超音波振動子の当接による乳房の変形を低減することが出来る。 According to this configuration, the ultrasonic transducers arranged symmetrically correspond to fixing the entire breast, and deformation of the breast due to contact of the ultrasonic transducers can be reduced.
また、本発明の超音波探触子走査装置は、当接機構が、前記超音波振動子が乳房に当接する力を検出する力検出手段と、検出された力に応じて前記超音波振動子を乳房に対して加圧する加圧手段を有してもよい。 In the ultrasonic probe scanning device according to the present invention, the contact mechanism includes a force detection unit that detects a force with which the ultrasonic transducer contacts the breast, and the ultrasonic transducer according to the detected force. There may be a pressurizing means for pressurizing the breast against the breast.
この構成によれば、回転スキャン時に、超音波振動子を常時同じ力で乳房の体表に当接することができる。 According to this configuration, the ultrasonic transducer can always be brought into contact with the body surface of the breast with the same force during the rotational scan.
また、本発明の超音波探触子走査装置は、フレームを乳房の大きさに合わせて移動させる駆動源を有してもよい。 The ultrasonic probe scanning apparatus of the present invention may have a drive source that moves the frame in accordance with the size of the breast.
この構成によれば、駆動源を用いて自動的にフレームを移動させて、超音波振動子を乳房の体表に当接させることができる。 According to this configuration, the ultrasonic transducer can be brought into contact with the body surface of the breast by automatically moving the frame using the drive source.
また、本発明の超音波探触子走査装置は、フレームが、複数の自由度をもつパラレルリンク機構であってもよい。 Moreover, the ultrasonic probe scanning device of the present invention may be a parallel link mechanism in which the frame has a plurality of degrees of freedom.
この構成によれば、乳房の非対称な形状に対しても、フレームの回転中心を乳房の中央に位置させやすくなる。 According to this configuration, the rotational center of the frame can be easily located at the center of the breast even for an asymmetrical shape of the breast.
本発明の超音波探触子走査装置は、様々な大きさの乳房の形状に適合することができる。そのため、従来のような複数の固定装具を準備しなくてもよい。また、超音波探触子を乳房の体表に当接させながら回転スキャンすることができるので、再現性の良い良好な画像を得ることができる。 The ultrasound probe scanning device of the present invention can be adapted to the shapes of breasts of various sizes. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of conventional fixing devices. In addition, since the ultrasonic probe can be rotated and rotated while being brought into contact with the body surface of the breast, a good image with good reproducibility can be obtained.
以下、本発明の実施の形態の超音波探触子走査装置について、図面を用いて説明する。本発明の第1の実施形態の超音波探触子走査装置100を図1、図2、および図3に示す。この超音波探触子100のフレームは、乳房の体表Sを覆うように取り付けられて、乳房の大きさに合わせて可動するものである。フレームは、被験者の乳房の高さ方向の下側周囲に配置されるベースフレーム1と、ベースフレーム1に対向して乳房の高さ方向の上側周囲に配置されるトップフレーム2とを有す。ベースフレーム1とトップフレーム2とは、複数のリンク機構3で変位自在に接続される。
Hereinafter, an ultrasonic probe scanning apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. An ultrasonic
リンク機構3は、制御器装置12により制御される駆動源31によって駆動される。駆動源31は、リンク機構3を動かすものであれば、リンク機構3の関節部に設置されたモータでも、リンク機構3の外部からベルトなどの伝達機構を用いて駆動されてもよい。また、駆動源31は、その角度情報が検出できるエンコーダを有していてもよく、ステッピングモータの移動命令の情報から角度情報が検出できるようにしてもよい。図2に示すように、リンク機構3によりトップフレーム2は、図中の白抜き矢印の向きの上下方向に1自由度、動くことが出来る。この動作により、乳房の高さに対して、トップフレーム2の位置を調整し合わせることができる。
The
また、この超音波探触子100の回動機構は、回転ベースフレーム5とガイドフレーム7と回転トップフレーム6からなる。回転ベースフレーム5は、フレームのベースフレーム1に対して回動自在に保持され、回転トップフレーム6はトップフレーム2に対して回動自在に保持される。回転ベースフレーム5と回転トップフレーム6とは、フレームの移動に合わせて伸縮自在の複数のガイドフレーム7によって連結される。また、この実施形態のガイドフレーム7は、ガイドフレーム7aとガイドフレーム7bとが2つ並んで設置される。
The rotation mechanism of the
トップフレーム2と回転トップフレーム6の間には、回転駆動源6aが設置されている。回転駆動源6aは、リング状のステッピングモータや超音波モータであり、超音波モータの場合はエンコーダを有することが望ましい。回転駆動源6aは制御器装置12によって制御される。なお、モータをギアなどの伝達機構を用いて、駆動してもよい。回転ベースフレーム5は、ベースフレーム1に対して同じ回転軸を中心にして図中の黒矢印の向きに回動することができ、回転トップフレーム6は、トップフレーム2に対して同じ回転軸を中心に回動することができる。
A rotation drive source 6 a is installed between the
回動機構のガイドフレーム7aと7bには、伸縮自在の当接機構8がそれぞれ複数設けられる。当接機構8は、超音波振動子9を被験者の乳房の体表Sに所定の圧力で当接させるためのものである。当接機構8の一端には、超音波を送受信する超音波振動子9が保持される。超音波振動子9は、超音波診断装置13本体に電気的に接続される。この実施形態では、ガイドフレーム7aと7bのそれぞれに保持された超音波振動子9aと超音波振動子9bとが並行に設けられる。
A plurality of
トップフレーム2および回転トップフレーム6の位置が高くなると、ガイドフレーム7aと7bが伸びる。このとき、2つの超音波振動子9aと9bは双方に離れる方向にずれて2つの総長さは長くなるように、超音波振動子9aと9bは当接機構を介してガイドフレーム7aと7bに取り付けられる。この場合、トップフレーム2および回転トップフレーム6の位置が低くなると、ガイドフレーム7aと7bが縮み、2つの超音波振動子9aと9bは双方に近づく方向にずれて、2つの総長さは短くなることになる。
When the positions of the
図3に示すように、当接機構8は、超音波振動子9を乳房に対して加圧する加圧手段11と、超音波振動子9が乳房に当接する力を検出する力検出手段10とを有する。
As shown in FIG. 3, the
力検出手段10は、力センサや触覚センサや圧力センサを用いることができる。また、加圧手段11は、アクチュエータであり、その駆動源は、空気圧やモータや電磁ソレノイドなどであってもよい。 The force detection means 10 can be a force sensor, a tactile sensor, or a pressure sensor. The pressurizing means 11 is an actuator, and the drive source thereof may be air pressure, a motor, an electromagnetic solenoid, or the like.
以上のように構成された超音波探触子走査装置について、図1ないし図6を用いてその動作を説明する。 The operation of the ultrasonic probe scanning apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS.
図1、図2において、被験者の乳房の周囲にベースフレーム1を置き、トップフレーム2の高さ位置を調整することで、超音波探触子9を乳房の体表Sに当接させる。制御装置12により回転駆動源6aを駆動することにより、回動機構を図中の矢印の向きに回動させて、超音波探触子9を回転スキャンさせる。そのスキャンデータは、超音波診断装置13において画像処理される。リンク機構3に設置された駆動源31を用いて関節を動かして、自動でトップフレーム2の高さ調整を行うことが出来る。この場合、体表Sに当接する過程における力検出手段10の信号を制御器装置12で判断して、リンク機構3の駆動源を制御器装置12で制御することとなる。なお、ベースフレーム1の体表Sに接する部分は、シリコンゴムやポリウレタンゴムなどの柔軟な材質が設置されていることが望ましい。
1 and 2, the
図4において、図中の右側の超音波振動子9について、図4(a)は、2つ並んだ超音波振動子9の片側(超音波振動子9a)、図4(b)は、その他方側(超音波振動子9b)を示し、図中に一点差線で示された箇所は、ある回転角度でのそれぞれがエコーのスキャンをする領域を示している。2つの超音波振動子9は互いに斜面方向に一部が重なってずれて位置しているため、乳房の斜面の体表Sの大部分をカバーすることができる。
In FIG. 4, regarding the
2つの超音波振動子9が重なり合った部分は、超音波診断装置13において、2つの超音波振動子9での双方の画像が重なるように画像処理することで、連続した画像を取得することができる。このとき、2つの超音波振動子9が体表Sの斜面に異なる角度で当接することにより、双方の画像の角度ずれが生じる。これに対しては、加圧手段11の加圧させるときの変位量をもとに制御器装置12で算出した角度の信号を、超音波診断装置13が受け取り、その角度ずれを補正することで、双方の角度ずれがない連続した画像を取得することができる。なお、当接機構8は、加圧手段11とは別に、エンコーダなどの角度を検出できる手段を有していてもよい。これは、角度ずれの補正に使われるものである。また、2つ並んだ超音波振動子9間の幅長さの回転方向への位置ずれは、例えば、片方の超音波振動子9aの位置に対して、双方の間の幅長さに相当する回転角度を差し引いた回転位置での他方の超音波振動子9bの画像を用いればよい。なお、リンク機構3の駆動源31からの角度情報から双方の画像の重なり位置を算出して、画像処理での補正に用いてもよい。なお、ガイドフレーム7に、ガイドフレーム7aとガイドフレーム7bの移動量を検出する手段、例えば抵抗素子を用いた変位センサやリニアエンコーダなどを設置し、検出された重なり位置情報を画像処理での補正に用いてもよい。
A portion where the two
図5において、超音波探触子走査装置100の上面から、超音波振動子9の位置関係を表わしたものである。超音波振動子9は、この実施形態では回転の中心に対して、対称に十字に並んでいる。4組の超音波振動子9を使うことにより、中心に対して図中の矢印の向きに4分の1回転することで、全体をスキャンすることができる。この場合、回転角度を小さくすることが出来るので、超音波振動子9の信号を超音波診断装置13につなぐケーブルの処理が簡略化できる。また、4組の超音波振動子9が、それぞれスキャンする領域が狭くなることで乳房の高さ方向への傾斜の変化が小さくなるため、当接機構4の可動量を小さくすることができる。また、エコーのスキャンは、4組の超音波振動子9を同時に行わなくてもよい。それぞれ順に4回エコーのスキャンを行ってもよい。このとき、図中の矢印の向きに4分の1回転して、1組の超音波振動子9でエコーのスキャンし、矢印とは反対向きに回転して、他の1組の超音波振動子9でエコースキャンする。これにより、4分の1回転を2往復することで、乳房の全体をスキャンすることができる。このように少ない回転角度で、効率よく全体を回転スキャンすることができる。なお、4組の超音波振動子9は、ダミーの超音波振動子を含んでいても良い。この場合、ダミーの超音波振動子のスキャン範囲を、他の超音波振動子がスキャンすればよい。また、この実施形態では4組で用いたが、これに限るものではなく、4組以上の超音波振動子を用いても良い。
In FIG. 5, the positional relationship of the
また、超音波振動子9は、中心に対して対称に十字に並んでいるため、常に対称に同じ力で押さえられているため、超音波振動子9の当接により、乳房の形状が大きく変形することを低減することが出来る。これにより、回転スキャン時の乳房の型崩れを低減し、再現性よく安定して、エコーのスキャンを行うことができる。
Further, since the
図6(a)と図6(b)は、乳房の高さ方向の傾斜の異なる場合を示している。図6(a)において、力検出手段10aから検出した力をFa、力検出手段10bから検出した力をFbとする。検出した力をもとに制御装置12により、加圧手段11aと11bを動かして、力Faと力Fbが、予め設定した当接力Fになるようにする。これにより常に一定の力で超音波振動子9を体表Sに当接させることができる。図6(b)においては、図6(a)よりも傾斜が大きい場合であり、この場合も同様に、検出した力をもとに、力Faと力Fbが、予め設定した当接力Fになるようにする。なお、予め設定した当接力Fは、数100g程度が望ましい。
FIG. 6A and FIG. 6B show a case where the inclination in the breast height direction is different. In FIG. 6A, the force detected from the force detector 10a is Fa, and the force detected from the force detector 10b is Fb. Based on the detected force, the control device 12 moves the pressurizing means 11a and 11b so that the force Fa and the force Fb become a preset contact force F. As a result, the
図7において、リンク機構3は、複数の自由度を持つパラレルリンク機構3aになっている。図7は、図1のリンク機構3に対して、パラレルリンク機構32の周りに自由度が矢印の向きに2つ増えた場合であり、その結果として、トップフレームは図中の白抜きの3つの矢印の向きの3自由度を持つことになる。この構成により、乳房の非対称な形状に対しても、フレームの中心を3軸方向に動かすことで、乳房の中央に位置させることができる。なお、パラレルリンク機構32は、図中の3自由度だけに限るとではない。
In FIG. 7, the
このような本発明の実施の形態によれば、様々な大きさの乳房の形状に合わせて固定することができ、かつ、超音波探触子を当接して回転スキャンすることができる。 According to such an embodiment of the present invention, it is possible to fix in accordance with the shapes of breasts of various sizes, and it is possible to perform rotational scanning while contacting the ultrasonic probe.
本発明は、様々な大きさの乳房の形状に適合して、再現性の良い良好な画像を得ることができるので、特に、乳房の診断に用いられる超音波探触子走査装置として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the present invention can obtain a good image with good reproducibility by adapting to the shapes of breasts of various sizes, it is particularly useful as an ultrasound probe scanning device used for breast diagnosis. .
100 超音波探触子走査装置
1 ベースフレーム
2 トップフレーム
3 リンク機構
31 駆動源
32 パラレルリンク機構
5 回転ベースフレーム
6 回転トップフレーム
6a 回転駆動機構
7 ガイドフレーム
7a ガイドフレームa
7b ガイドフレームb
8 当接機構
9 超音波振動子
9a 超音波振動子a
9b 超音波振動子b
10 力検出手段
11 加圧手段
12 制御装置
13 超音波診断装置
DESCRIPTION OF
7b Guide frame b
8
9b Ultrasonic transducer b
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006101771A JP2007275110A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Ultrasonic probe scanning system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006101771A JP2007275110A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Ultrasonic probe scanning system |
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Family
ID=38677281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006101771A Ceased JP2007275110A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Ultrasonic probe scanning system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007275110A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009119275A (en) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Medison Co Ltd | Ultrasound diagnostic device having transducers facing each other |
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2006
- 2006-04-03 JP JP2006101771A patent/JP2007275110A/en not_active Ceased
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