JP2008278932A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子的走査と機械的走査の組み合わせにより三次元的に超音波を走査させる超音波プローブと超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus that scan ultrasonic waves three-dimensionally by a combination of electronic scanning and mechanical scanning.
電子的走査と機械的走査の組み合わせにより三次元的に超音波を走査させる超音波プローブが知られている。このタイプの超音波プローブ(メカニカル3Dプローブ)を利用することにより、生体内から三次元的に情報を収集することが可能になる。例えば、心臓や胎児などを三次元的に映し出した超音波画像を形成することが可能になる。 An ultrasonic probe that scans ultrasonic waves three-dimensionally by a combination of electronic scanning and mechanical scanning is known. By using this type of ultrasonic probe (mechanical 3D probe), it becomes possible to collect information three-dimensionally from within the living body. For example, it is possible to form an ultrasonic image that three-dimensionally displays the heart, fetus, and the like.
一方、メカニカル3Dプローブを利用することにより、生体内の組織などを二次元的に映し出した断層画像を形成することもできる。例えば、メカニカル3Dプローブ内の1Dアレイ振動子をプローブの中央に固定させ、ユーザがメカニカル3Dプローブの傾きを調整することにより、所望の傾き(位置)の断層画像を得ることができる。 On the other hand, by using a mechanical 3D probe, it is also possible to form a tomographic image in which a tissue in a living body is two-dimensionally projected. For example, a tomographic image having a desired inclination (position) can be obtained by fixing the 1D array transducer in the mechanical 3D probe to the center of the probe and adjusting the inclination of the mechanical 3D probe by the user.
また、メカニカル3Dプローブ内の1Dアレイ振動子をモータなどによって駆動することにより、断層画像の傾き(位置)をプローブ内で調整することもできる。ところが、メカニカル3Dプローブ内で1Dアレイ振動子を移動させた場合、移動させた1Dアレイ振動子の位置をプローブ外から確認できなければ、ユーザが断層画像の傾き(位置)を知ることができない。 In addition, the inclination (position) of the tomographic image can be adjusted in the probe by driving the 1D array transducer in the mechanical 3D probe with a motor or the like. However, when the 1D array transducer is moved in the mechanical 3D probe, the user cannot know the inclination (position) of the tomographic image unless the position of the moved 1D array transducer can be confirmed from outside the probe.
ちなみに、特許文献1には、操作つまみを回転することにより操作ワイヤを介して振動子アレイを回転させる超音波プローブにおいて、振動子アレイの回転量を認識するためのマークが形成され、透明な窓を通してそのマークを確認する技術が記載されている。しかし、特許文献1に記載された超音波プローブは、メカニカル3Dプローブではない。 Incidentally, in Patent Document 1, a mark for recognizing the amount of rotation of the transducer array is formed in an ultrasonic probe that rotates the transducer array via an operation wire by rotating an operation knob. A technique for confirming the mark is described. However, the ultrasonic probe described in Patent Document 1 is not a mechanical 3D probe.
本発明は、上記背景において成されたものであり、その目的は、メカニカル3Dプローブ内の振動子の位置をプローブ外から視覚的に確認できるようにすることにある。 The present invention has been made in the above-mentioned background, and an object thereof is to make it possible to visually confirm the position of the vibrator in the mechanical 3D probe from the outside of the probe.
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波プローブは、超音波を送受波する複数の振動素子を備え電子的に制御されて走査面を形成するアレイ振動子と、アレイ振動子を機械的に駆動して前記走査面を移動させるモータと、アレイ振動子およびモータを収容してプローブの外形を形成するケースと、を有し、アレイ振動子による電子的走査とモータによる機械的走査の組み合わせにより三次元的に超音波を走査させる超音波プローブであって、前記ケースには、モータによって駆動されるアレイ振動子の位置をユーザに視覚的に確認させるための窓が設けられ、前記ケースに設けられた窓を介して確認された位置においてアレイ振動子により断層画像用の走査面が電子的に形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic probe according to a preferred embodiment of the present invention includes an array transducer that includes a plurality of vibration elements that transmit and receive ultrasonic waves and that is electronically controlled to form a scanning surface, and an array. A motor that mechanically drives a transducer to move the scanning plane, and a case that accommodates the array transducer and the motor to form the outer shape of the probe. An ultrasonic probe that three-dimensionally scans ultrasonic waves by a combination of mechanical scanning, and the case is provided with a window for allowing a user to visually confirm the position of an array transducer driven by a motor The tomographic image scanning plane is electronically formed by the array transducer at a position confirmed through a window provided in the case.
望ましい態様において、前記ケースに設けられた窓は、モータによって駆動されるアレイ振動子の移動方向に沿って伸長された形状であることを特徴とする。 In a preferred aspect, the window provided in the case has a shape extended along the moving direction of the array transducer driven by a motor.
望ましい態様において、前記超音波プローブは、前記アレイ振動子に対して固定的に設けられてアレイ振動子と共に駆動される指針をさらに有し、前記ケースに設けられた窓から見える指針の位置によりアレイ振動子の位置が確認されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the ultrasonic probe further includes a pointer that is fixedly driven with respect to the array transducer and is driven together with the array transducer, and the array is arranged according to a position of the pointer that can be seen from a window provided in the case. The position of the vibrator is confirmed.
望ましい態様において、前記アレイ振動子は、超音波の送受波面を超音波プローブの先端側に向けて回転軸を中心として駆動され、前記指針は、その回転軸の位置から送受波面の向きとは逆向きに伸長されてその回転軸を中心としてアレイ振動子とは逆向きに駆動されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the array transducer is driven around the rotation axis with the ultrasonic wave transmission / reception surface facing the distal end side of the ultrasonic probe, and the pointer is opposite to the direction of the wave transmission / reception surface from the position of the rotation axis. It is extended in the direction and driven in the direction opposite to the array transducer around the rotation axis.
望ましい態様において、前記アレイ振動子は、超音波の送受波面を超音波プローブの先端側に向けて回転軸を中心として駆動され、前記指針は、その回転軸の位置から送受波面の向きと同じ向きに伸長されてその回転軸を中心としてアレイ振動子と同じ向きに駆動されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the array transducer is driven around the rotation axis with the ultrasonic wave transmission / reception surface facing the distal end side of the ultrasonic probe, and the pointer is oriented in the same direction as the direction of the wave transmission / reception surface from the position of the rotation axis And is driven in the same direction as the array transducer about the rotation axis.
望ましい態様において、前記アレイ振動子には、前記指針として機能するマーカが設けられることを特徴とする。 In a preferred aspect, the array transducer is provided with a marker that functions as the pointer.
また上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、前記超音波プローブを模式化したプローブ表示態様上に前記アレイ振動子の位置を示すカーソルを設けた画像をモニタに表示させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred aspect of the present invention provides an image in which a cursor indicating the position of the array transducer is provided on a probe display form in which the ultrasonic probe is modeled. It is characterized by being displayed on a monitor.
本発明により、メカニカル3Dプローブ内の振動子の位置をプローブ外から視覚的に確認することが可能になる。例えば、本発明の好適な態様によれば、断層画像用の走査面の位置をユーザが視覚的に確認することができるため操作性が向上する。また、本発明の好適な態様によれば、超音波プローブを固定したまま内部のアレイ振動子を駆動させて断層画像用の走査面の位置を変更することができるため患者などへの負担が軽減される。 According to the present invention, it is possible to visually confirm the position of the vibrator in the mechanical 3D probe from the outside of the probe. For example, according to a preferred aspect of the present invention, the user can visually confirm the position of the scanning plane for tomographic images, so that the operability is improved. According to a preferred aspect of the present invention, the position of the scanning plane for tomographic images can be changed by driving the internal array transducer while the ultrasonic probe is fixed, thereby reducing the burden on the patient and the like. Is done.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る超音波プローブの好適な実施形態を説明するための図である。図1(A)には、アレイ振動子30を真下に向けた状態が示されており、図1(B)には、アレイ振動子30を駆動して傾けた状態が示されている。
FIG. 1 is a diagram for explaining a preferred embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention. FIG. 1A shows a state in which the
超音波プローブ10は、超音波を送受波する複数の振動素子を一次元的に配列したアレイ振動子30を備えている。アレイ振動子30の送受波面は、超音波プローブ10の先端側(図1の下側)に向けられており、複数の振動素子が電子的に制御され、生体等に向けて超音波の走査面が形成される。アレイ振動子30は、回転軸40を中心としてモータによって機械的に駆動される。そのため、アレイ振動子30の先端にある送受波面が円弧に沿って移動する。アレイ振動子30とモータは、超音波プローブ10の外形を形成するケース20内に収容される。ケース20は、全体として、丸みを帯びた角柱あるいは円筒状に形成される。
The
超音波プローブ10は、アレイ振動子30による電子的走査とモータによる機械的走査の組み合わせにより三次元的に超音波を走査させるメカニカル3Dプローブである。つまり、アレイ振動子30がモータによって段階的にあるいは徐々に動かされて位置(角度)を変化させ、アレイ振動子30の各位置(角度)ごとに電子的に走査面が形成されることにより、複数の走査面が形成されて三次元的に超音波の送受波が行われる。
The
また、超音波プローブ10は、アレイ振動子30を所望の位置(角度)に固定し、その位置において電子的な走査を行うことにより、所望の位置(角度)に対応した断層画像用の走査面を形成することができる。
In addition, the
上記のとおり、超音波プローブ10は、アレイ振動子30の位置(角度)を変化させて超音波を送受波することができる。そこで、ケース20には、モータによって駆動されるアレイ振動子30の位置をユーザに視覚的に確認させるための窓22が設けられている。超音波プローブ10を利用するユーザは、窓22からアレイ振動子30に設けられたマーカ32を見ることができ、そのマーカ32の位置からアレイ振動子30の位置(角度)を確認することができる。
As described above, the
そのため、例えば、超音波プローブ10または装置本体に設けられたユーザインターフェースを利用し、窓22から見えるマーカ32の位置を確認しながらアレイ振動子30の位置を調整することにより、所望の位置(角度)に走査面を形成して所望の断層画像を得ることが可能になる。また、超音波プローブ10を固定したまま内部のアレイ振動子30を駆動させて断層画像用の走査面の位置を変更することができるため患者の体表などへの負担が軽減される。
Therefore, for example, by using the user interface provided in the
図2は、アレイ振動子にマーカを設けた実施形態を説明するための図であり、図2に示す超音波プローブ10は図1の超音波プローブ10に相当する。図2(a)は、超音波プローブ10の側面図である。超音波プローブ10のケース20には窓22が設けられおり、ケース20の内部に収容されたアレイ振動子30を窓22から確認することができる。
FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment in which a marker is provided on the array transducer, and the
図2(b)は、超音波プローブ10の側面の部分断面図であり、図2(b)には、超音波プローブ10の先端側の内部構造が示されている。アレイ振動子30は、回転軸40を中心としてモータによって機械的に駆動される。そのため、アレイ振動子30の先端にある送受波面が図2(b)に示す円弧状の矢印に沿って機械的に駆動される。アレイ振動子30にはマーカ32が設けられており、超音波プローブ10を利用するユーザは、窓22からアレイ振動子30に設けられたマーカ32を見ることができ、そのマーカ32の位置からアレイ振動子30の位置(角度)を確認する。
FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the side surface of the
なお、超音波プローブ10の先端側の内部にはオイルが充満されており、アレイ振動子30はそのオイル内に浸されて機械的に動かされる。ケース20に設けられた窓22からそのオイルの状態を見ることができる。例えば、仮にオイル内に気泡などが入り込んだ場合に、その気泡の量や大きさなどを窓22から確認することもできる。
It should be noted that the inside of the
図2(c)は、超音波プローブ10の正面の部分断面図である。アレイ振動子30は、図2(c)に示す円弧状の矢印に沿って一次元的に配列された複数の振動素子を備えている。そして、これら複数の振動素子が電子的に制御されて超音波ビームが電子的に走査される。超音波ビームは、図2(c)に示す円弧状の矢印に沿って走査される。
FIG. 2C is a partial cross-sectional view of the front surface of the
図3は、アレイ振動子に指針を設けた実施形態を説明するための図である。図3(a)は、指針34を備えた超音波プローブ10の側面図である。超音波プローブ10のケース20には窓22が設けられおり、その窓22からケース20の内部に設けられた指針34を確認することができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment in which a pointer is provided on the array transducer. FIG. 3A is a side view of the
図3(b)は、指針34を備えた超音波プローブ10の側面の部分断面図であり、図3(b)には、その超音波プローブ10の先端側の内部構造が示されている。アレイ振動子30は、回転軸40を中心としてモータによって機械的に駆動される。アレイ振動子30は、超音波の送受波面を超音波プローブ10の先端側に向けている。これに対し、指針34は、回転軸40の位置から送受波面の向きとは逆向きに伸長され、回転軸40を中心としてアレイ振動子30とは逆向きに駆動される。
FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the side surface of the
図3(b)に示すように、側面側から見て、アレイ振動子30と指針34は同一直線上に沿って接続されて、共に同じ回転軸40を中心として回転駆動される。そのため、窓22から見える指針34の位置から、その反対方向に向けられたアレイ振動子30の位置(角度)を確認することができる。
As shown in FIG. 3B, when viewed from the side, the
図3(c)は、超音波プローブ10の斜視図である。超音波プローブ10は、丸みを帯びた角柱あるいは円筒状に形成され、先端側(図の下側)がやや膨らんだ形状となっている。そして、超音波プローブ10の一方の側面に窓22が設けられている。なお、両方の側面に窓22が設けられてもよい。
FIG. 3C is a perspective view of the
なお、図3に示した超音波プローブ10は、指針34が回転軸40の位置から送受波面の向きとは逆向きに伸長されている。これに換えて、指針34を回転軸40の位置から送受波面の向きと同じ向きに伸長させてもよい。この場合には、指針34の先端が見えるように、窓22が超音波プローブ10の先端側(例えば、図2に示す窓22の位置)に設けられる。
In the
ちなみに、図1から図3を利用して説明した超音波プローブ10は、アレイ振動子30の送受波面が円弧状に沿って動かされるため、比較的広い範囲の観察を必要とする腹部や産科などの診断に好適である。
Incidentally, the
これに対し、図4には、循環器系の診断に好適な超音波プローブ10が示されている。図4(a)は、その超音波プローブ10の側面の部分断面図であり、図4(a)には、超音波プローブ10の先端側の内部構造が示されている。アレイ振動子30は、回転軸40を中心としてモータによって機械的に駆動される。アレイ振動子30は、超音波の送受波面を超音波プローブ10の先端側に向けている。
On the other hand, FIG. 4 shows an
図1から図3に示した超音波プローブ10の場合とは異なり、図4に示す超音波プローブ10においては、アレイ振動子30の送受波面が回転軸40に近接している。そのため、回転軸40を中心としてアレイ振動子30を回転させることにより、アレイ振動子30によって形成される走査面の位置(角度)をほぼ放射状に変化させることが可能になる。また、指針34は、回転軸40の位置から送受波面の向きとは逆向きに伸長され、回転軸40を中心としてアレイ振動子30とは逆向きに駆動される。
Unlike the case of the
図4(b)は、超音波プローブ10の側面図である。図4(b)に示すように、ケース20の側面に窓22が設けられており、その窓22からケース20の内部の指針34の先端を見ることができる。そのため、窓22から見える指針34の位置から、その反対方向に向けられたアレイ振動子30の角度を確認することができる。
FIG. 4B is a side view of the
図4の超音波プローブ10は、走査面の角度をほぼ放射状に変化させることが可能であるため、例えば、肋骨と肋骨の間から心臓の所望の断層画像を診断する場合などに適している。
The
図5は、本発明に係る超音波プローブを利用した超音波診断装置の好適な実施形態を説明するための図である。その超音波診断装置は、例えば、図1から図4を利用して説明した超音波プローブ10と装置本体とによって構成される。図5には、装置本体のモニタなどに表示される表示画像50が示されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic probe according to the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus includes, for example, the
表示画像50は、断層画像52と位置確認画像60とを含んでいる。断層画像52は、走査面内で超音波を送受波することにより得られたエコーデータに基づいて形成される超音波画像である。断層画像52は、例えばBモード画像などである。
The
位置確認画像60は、超音波プローブ内におけるアレイ振動子の位置(角度)を示す画像であり、超音波プローブを模式化したプローブ画像62内にアレイ振動子の位置を示すカーソル64を設けたものである。図1から図4を利用して説明したように、超音波プローブ10内においてアレイ振動子30は機械的に駆動される。そのアレイ振動子30の位置(角度)に、図5に示すプローブ画像62内のカーソル64の位置(角度)が対応付けられている。
The
例えば、アレイ振動子の位置(角度)を検出するエンコーダが超音波プローブ内に設けられ、そのエンコーダからのデータに基づいて装置本体においてアレイ振動子の位置(角度)が確認され、装置本体の画像形成部がカーソル64の位置(角度)を決定してプローブ画像62内に表示させる。
For example, an encoder for detecting the position (angle) of the array transducer is provided in the ultrasonic probe, and the position (angle) of the array transducer is confirmed in the apparatus main body based on the data from the encoder. The forming unit determines the position (angle) of the
プローブ画像62内におけるカーソル64の位置(角度)が超音波プローブ内のアレイ振動子の位置(角度)に対応付けられているため、ユーザは、モニタに表示される位置確認画像60から超音波プローブ内の実際のアレイ振動子の位置(角度)を確認することができる。
Since the position (angle) of the
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.
10 超音波プローブ、20 ケース、22 窓、30 アレイ振動子。 10 ultrasonic probe, 20 case, 22 windows, 30 array transducer.
Claims (7)
アレイ振動子を機械的に駆動して前記走査面を移動させるモータと、
アレイ振動子およびモータを収容してプローブの外形を形成するケースと、
を有し、
アレイ振動子による電子的走査とモータによる機械的走査の組み合わせにより三次元的に超音波を走査させる超音波プローブであって、
前記ケースには、モータによって駆動されるアレイ振動子の位置をユーザに視覚的に確認させるための窓が設けられ、
前記ケースに設けられた窓を介して確認された位置においてアレイ振動子により断層画像用の走査面が電子的に形成される、
ことを特徴とする超音波プローブ。 An array transducer that includes a plurality of transducer elements for transmitting and receiving ultrasonic waves and is electronically controlled to form a scanning plane;
A motor that mechanically drives the array transducer to move the scanning plane;
A case that houses the array transducer and motor and forms the outer shape of the probe;
Have
An ultrasonic probe that scans ultrasonic waves three-dimensionally by a combination of electronic scanning by an array transducer and mechanical scanning by a motor,
The case is provided with a window for allowing the user to visually confirm the position of the array transducer driven by the motor,
A scanning surface for tomographic images is electronically formed by the array transducer at a position confirmed through a window provided in the case.
An ultrasonic probe characterized by that.
前記ケースに設けられた窓は、モータによって駆動されるアレイ振動子の移動方向に沿って伸長された形状である、
ことを特徴とする超音波プローブ。 The ultrasonic probe according to claim 1,
The window provided in the case has a shape elongated along the moving direction of the array transducer driven by the motor.
An ultrasonic probe characterized by that.
前記アレイ振動子に対して固定的に設けられてアレイ振動子と共に駆動される指針をさらに有し、
前記ケースに設けられた窓から見える指針の位置によりアレイ振動子の位置が確認される、
ことを特徴とする超音波プローブ。 The ultrasonic probe according to claim 2,
A pointer that is fixedly attached to the array transducer and is driven together with the array transducer;
The position of the array transducer is confirmed by the position of the pointer visible from the window provided in the case,
An ultrasonic probe characterized by that.
前記アレイ振動子は、超音波の送受波面を超音波プローブの先端側に向けて回転軸を中心として駆動され、
前記指針は、その回転軸の位置から送受波面の向きとは逆向きに伸長されてその回転軸を中心としてアレイ振動子とは逆向きに駆動される、
ことを特徴とする超音波プローブ。 The ultrasonic probe according to claim 3,
The array transducer is driven around the rotation axis with the ultrasonic wave transmission / reception surface facing the tip side of the ultrasonic probe,
The pointer is extended in the direction opposite to the direction of the transmission / reception wave surface from the position of the rotation axis, and is driven in the direction opposite to the array transducer around the rotation axis.
An ultrasonic probe characterized by that.
前記アレイ振動子は、超音波の送受波面を超音波プローブの先端側に向けて回転軸を中心として駆動され、
前記指針は、その回転軸の位置から送受波面の向きと同じ向きに伸長されてその回転軸を中心としてアレイ振動子と同じ向きに駆動される、
ことを特徴とする超音波プローブ。 The ultrasonic probe according to claim 3,
The array transducer is driven around the rotation axis with the ultrasonic wave transmission / reception surface facing the tip side of the ultrasonic probe,
The pointer is extended in the same direction as the direction of the transmission / reception wave surface from the position of the rotation axis, and driven in the same direction as the array transducer around the rotation axis.
An ultrasonic probe characterized by that.
前記アレイ振動子には、前記指針として機能するマーカが設けられる、
ことを特徴とする超音波プローブ。 The ultrasonic probe according to claim 3,
The array transducer is provided with a marker that functions as the pointer.
An ultrasonic probe characterized by that.
前記超音波プローブを模式化したプローブ表示態様上に前記アレイ振動子の位置を示すカーソルを設けた画像をモニタに表示させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。 In the ultrasonic diagnostic apparatus provided with the ultrasonic probe according to any one of claims 4 to 6,
Displaying on the monitor an image in which a cursor indicating the position of the array transducer is provided on a probe display mode in which the ultrasonic probe is schematically shown;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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