JP2009291268A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体などの被検体に当接させて超音波を送信および受信することにより、被検体の診断情報を得るために使用される超音波探触子に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe used to obtain diagnostic information of a subject by transmitting and receiving ultrasonic waves in contact with a subject such as a living body.
超音波診断装置は、超音波を人間や動物などの生体の被検体に照射し、被検体内で反射されたエコーを検出して生体内組織の断層像などをモニタに表示することにより、被検体の診断に必要な情報を提供する。このとき、超音波診断装置では、被検体内への超音波の送信と、被検体内からの反射エコーの受信のために、超音波探触子が使用される。 An ultrasonic diagnostic apparatus irradiates a living subject such as a human being or an animal with an ultrasonic wave, detects an echo reflected in the subject, and displays a tomographic image of the in vivo tissue on a monitor. Provide information necessary for specimen diagnosis. At this time, in the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe is used for transmitting ultrasonic waves into the subject and receiving reflected echoes from the subject.
図10は、従来の超音波探触子の構成の一例を示す部分概略図である。 FIG. 10 is a partial schematic diagram illustrating an example of the configuration of a conventional ultrasonic probe.
図10に示す超音波探触子22は、被検体(図示せず)との間で超音波を送受信するべく、所定の方向に配列された複数の圧電素子24(図では凸面状の曲面形状に配列)と、必要に応じて圧電素子24の被検体側に設けられた1層以上の音響整合層(図示せず)と音響レンズ(図示せず)を含むトランスデューサ23が筐体25に抱合され、前記複数の圧電素子24は、超音波診断装置本体と接続するケーブル26と接続された構成となっている。
An
圧電素子24の前面と背面には、それぞれ図示しない電極が配置され、圧電素子24との間で電気信号の送受信を行う。
Electrodes (not shown) are respectively arranged on the front surface and the back surface of the
圧電素子24は、PZT系等の圧電セラミック、単結晶、前記材料と高分子を複合した複合圧電体、あるいはPVDF等に代表される高分子の圧電体等によって形成され、電圧を超音波に変換して被検体内に送信し、あるいは被検体内で反射したエコーを電気信号に変換して受信する。図示の例では、複数の圧電素子24が凸面形状に配列されている。このような圧電素子24の複数個の配列は、電子的に超音波を走査して偏向あるいは集束することができ、いわゆる電子走査を可能とする。
The
このような超音波探触子は、生体のような被検体の診断する領域によって、精度良く診断するために、トランスデューサのタイプを選択して使用している。例えば、腹部などに使用される超音波探触子のトランスデューサのタイプは、診断深さが深いところまでできるように、周波数は低めの2MHzから4MHzを使用ししかも広い診断幅を要求されることからトランスデューサは、凸面形状のいわゆるコンベックスタイプが用いられる。一方、頚動脈などの深さが浅い領域を診断する場合には、周波数が高い5MHzから10MHzの範囲を有するトランスデューサが用いられる。このように、トランスデューサは診断領域に応じてタイプを選択して使用している。トランスデューサは1タイプで1つの超音波探触子となっており、タイプを変えるには超音波診断装置本体に接続している超音波探触子のコネクタ部を外して、新規にタイプの違うトランスデューサの超音波探触子を接続しなければならない。 Such an ultrasonic probe selects and uses a transducer type in order to make a precise diagnosis according to a region to be diagnosed by a subject such as a living body. For example, the transducer type of the ultrasound probe used for the abdomen and the like uses a low frequency of 2 MHz to 4 MHz and requires a wide diagnostic range so that the diagnostic depth can be deep. As the transducer, a so-called convex type having a convex shape is used. On the other hand, when diagnosing a shallow region such as the carotid artery, a transducer having a high frequency range of 5 MHz to 10 MHz is used. As described above, the transducer is used by selecting the type according to the diagnosis area. One type of transducer is an ultrasonic probe. To change the type, remove the connector of the ultrasonic probe connected to the main body of the ultrasonic diagnostic equipment, and create a new transducer of a different type. The ultrasonic probe must be connected.
また、体腔内用としては診断によりトランスデューサのタイプを変えて診断する場合、被検体側への負担を軽減する為に、超音波探触子にタイプの違う(例えば周波数)トランスデューサを設けて、切換えして診断できるような構成の超音波探触子が知られている。(例えば、特許文献1参照)。 For body cavity use, when changing the type of transducer by diagnosis, in order to reduce the burden on the subject side, a transducer of a different type (for example, frequency) is provided on the ultrasonic probe and switched. Therefore, an ultrasonic probe having a configuration that can be diagnosed as such is known. (For example, refer to Patent Document 1).
また、異なる音場特性及び周波数の複数の振動子を搭載したトランスデューサを回転させながら超音波を送受信し、それら複数の振動子各々の音場特性を補完して浅部から深部まで分解能の高い画像を得る技術が知られている(例えば、特許文献2)。
電子走査型の超音波診断装置は、圧電素子を複数の群にして個々の圧電素子群に一定の遅延時間を与えて駆動し、各圧電素子群から被検体内への超音波の送信と、被検体内からの反射エコーの受信とを行う。このように遅延時間を与えることによって超音波ビームが収束または拡散され、広い視野幅でかつ高分解能の超音波画像を得ることができる。 The electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus is configured to drive a piezoelectric element into a plurality of groups by giving a certain delay time to each piezoelectric element group, and transmitting ultrasonic waves from each piezoelectric element group into the subject. A reflection echo is received from within the subject. By giving the delay time in this way, the ultrasonic beam is converged or diffused, and an ultrasonic image having a wide field width and high resolution can be obtained.
複数の圧電素子群に一定の遅延時間を与えて超音波画像を得るシステムは、一般的なシステムとして既に知られている。超音波探触子として、生体のような被検体の診断する部位あるいは領域により、それぞれの領域に合わせたタイプの振動子を用いた超音波探触子にしてあり、多くのタイプの振動子が必要になっている。 A system for obtaining an ultrasonic image by giving a certain delay time to a plurality of piezoelectric element groups is already known as a general system. The ultrasound probe is an ultrasound probe that uses a type of transducer tailored to each region depending on the part or region to be diagnosed by a subject such as a living body. It is necessary.
超音波診断装置及び超音波探触子を用いて診断する医師などは、超音波診断装置に接続して使用する超音波探触子を多くの種類を確保し、診断状況により使い分けている。そのたびに超音波探触子は、超音波診断装置から着脱交換して使用しているのが現状であり、使いにくいことや、多くの種類の超音波探触子を確保するためのコストがかかるなどの課題がある。これらの対策の一つとして、特許文献1のように周波数の異なるトランスデューサを複数設置して切換えて使用する体腔内用タイプの超音波探触子が提案されている。しかしながら、特許文献1のような構成は、周波数の違う振動子群を並べて配置しているため、振動子群を切換えると測定部位がずれてしまうなどの操作性の点で課題がある。また、体腔内用タイプの振動子を並べた構成は、腹部などを診断する為に使用する体表用の超音波探触子に用いるには、大きくなり実用的でないなどの課題もある。
A doctor who diagnoses using an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic probe secures many types of ultrasonic probes to be used by being connected to the ultrasonic diagnostic apparatus, and uses them properly depending on the diagnosis situation. Each time the ultrasonic probe is used after being attached to and removed from the ultrasonic diagnostic equipment, it is difficult to use and the cost for securing many types of ultrasonic probes is low. There are problems such as this. As one of these countermeasures, there has been proposed an intracavity type ultrasonic probe in which a plurality of transducers having different frequencies are installed and switched for use as in
また、特許文献2の様に、周波数の異なる複数の振動子を備え、それらの回転に応じて切り替えスイッチにより使用するトランスデューサを切り替える構成では、一つの周波数に一つのトランスデューサを用いている場合には問題ないが、一つの周波数に複数のトランスデューサを群として備える場合には、トランスデューサの数だけ切り替えスイッチが必要になり、回路規模が大きくなる点で問題がある。
In addition, as in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回路規模を大きくすることなく、また解像度を悪化させず、測定位置のずれを起こさないという問題点を解決した上で、操作性の良い超音波探触子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and has improved operability after solving the problems that the circuit scale is not increased, the resolution is not deteriorated, and the measurement position is not shifted. An object is to provide an ultrasonic probe.
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波探触子は、複数の振動子を一次元もしくは二次元に配置した振動子群を周波数帯域が異なる2つ以上の振動子群として設けたトランスデューサと、前記トランスデューサを移動可能に接続保持部とを備えた超音波探触子であって、前記トランスデューサ側には前記複数の振動子群それぞれに対応した電気的に接続できる構成部を、前記接続保持部側には一組の振動子群が電気接点を、前記トランスデューサと前記接続保持部と電気的に接続できる位置に配置したことを特徴としたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the ultrasonic probe according to the present invention includes a transducer group in which a plurality of transducers are arranged one-dimensionally or two-dimensionally as two or more transducer groups having different frequency bands. An ultrasonic probe provided with a transducer and a connection holding unit that can move the transducer, and a component that can be electrically connected to each of the plurality of transducer groups on the transducer side, A set of transducer groups on the side of the connection holding part is characterized in that an electrical contact is arranged at a position where it can be electrically connected to the transducer and the connection holding part.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサの移動によって、前記複数の振動子群の内いずれかが選択されることを特徴としたものである。 Furthermore, in the ultrasonic probe of the present invention, any one of the plurality of transducer groups is selected by the movement of the transducer.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサの移動は、機械若しくは手動により回転、揺動、往復、平行に移動することを特徴としたものである。 Furthermore, in the ultrasonic probe of the present invention, the movement of the transducer is characterized in that it is rotated, oscillated, reciprocated or moved in parallel by a machine or manually.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサを移動させる移動手段を設けたことを特徴としたものである。 Furthermore, the ultrasonic probe of the present invention is characterized in that moving means for moving the transducer is provided.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサが固定できるロック機能を設けることを特徴としたものである。 Furthermore, the ultrasonic probe of the present invention is characterized in that a lock function capable of fixing the transducer is provided.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記ロック機構は、前記トランスデューサと前記接続保持部の一部に、前記トランスデューサ側には凸形状及び前記接続保持部側には凹形状のロック部、または、前記トランスデューサ側には凹形状及び前記接続保持部側には凸形状のロック部を有することを特徴としたものである。 Furthermore, in the ultrasonic probe of the present invention, the lock mechanism includes a convex lock portion on the transducer side and a concave lock portion on the transducer holding side, and a concave lock portion on the connection holding portion side. Alternatively, the transducer has a concave lock part on the transducer side and a convex lock part on the connection holding part side.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記振動子は、周波数、開口形状、フォーカス位置、複数配列する配列方向の形状及び、配列間隔のいずれかであることを特徴としたものである。 Furthermore, in the ultrasonic probe of the present invention, the transducer is any one of a frequency, an aperture shape, a focus position, a shape in a plurality of arrangement directions, and an arrangement interval.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記振動子の配列方向の形状は、該直線状、凸状、凹状形状であることを特徴としたものである。 Furthermore, in the ultrasonic probe of the present invention, the shape of the transducers in the arrangement direction is the linear shape, the convex shape, or the concave shape.
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサと前記接続保持部の一部には、前記複数の振動子群それぞれのタイプを認識する識別部を有することを特徴としたものである。 Furthermore, in the ultrasonic probe according to the present invention, the transducer and the connection holding unit include an identification unit that recognizes each type of the plurality of transducer groups.
さらに、本発明の超音波診断装置は、請求項1から11に記載された超音波探触子を備えたことを特徴としたものである。
Furthermore, an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is characterized by including the ultrasonic probe described in
以上のように、本発明の超音波探触子によれば、小型で、解像度を悪化させず、操作性を向上した超音波探触子を提供することが出来る。 As described above, according to the ultrasonic probe of the present invention, it is possible to provide an ultrasonic probe that is small in size, does not deteriorate resolution, and has improved operability.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波探触子の構成を示す概略断面図である。図2は、図1に示す超音波探触子のA−A’の断面図である。また、図3は、図1に示す超音波探触子のB部拡大断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic probe according to
図1、図2および図3に示す超音波探触子1は、図3に示すように、超音波を送信および受信する配列された複数の圧電素子10と、圧電素子10の背面に設けられる背面負荷材11と、必要に応じて、圧電素子10の前面に1層以上の音響整合層12を設け、さらに音響整合層12の前面に音響レンズ13を設ける。以下、この構成を振動子群と呼ぶ。さらに、圧電素子10の両面には図示していないが電極を設け、図2、3に示すように背面負荷材11側の図示していない圧電素子10の電極から取り出した電気端子8を背面負荷材11の中、若しくは側面を通して取り出された構成をした振動子群3−1になっている。
As shown in FIG. 3, the
なお、本実施の形態は、超音波を送受信するのには圧電素子を用いた場合について説明したが、このほか、超音波を送受信できる例えば静電型などのような構成で超音波を送受信できる素子であっても良く、圧電素子に限定するものではない。 In addition, although this Embodiment demonstrated the case where a piezoelectric element was used in order to transmit / receive an ultrasonic wave, it can transmit / receive an ultrasonic wave by the structure like the electrostatic type etc. which can transmit / receive an ultrasonic wave besides this. It may be an element and is not limited to a piezoelectric element.
このような構成の振動子群が複数円弧状に、ここでは3つのタイプの違う振動子群3−1、3−2、3−3が構成されている。これらの振動子群3−1、3−2、3−3は、筐体6の中に設けられており、図1、2では振動子群3−1が筐体6から覆われていない部分に設置されている構成となっている。前記振動子群3−1の圧電素子10から取り出した電気端子8は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル5と電気的に接続されている接続保持部材4に設けた電気端子9と電気的に接続された状態になっている。一方、筐体6に内包されている振動子群3−2、3−3に位置する接続保持部材4の領域には電気端子9は設けられていないため、ケーブル5とは接続されていない状態の構成となっている。このため、超音波を送受信できるのは振動子群3−1のみとなり、この振動子群3−1が被検体である生体に直接接触あるいは間接的に接触させ生体内の診断画像を得て診断できることになる。
The transducer group having such a configuration is formed in a plurality of arcs, and here, three types of transducer groups 3-1, 3-2, and 3-3 are configured. These vibrator groups 3-1, 3-2, and 3-3 are provided in the
なお、本実施の形態では、選択した振動子群は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブルと直接的に電気的に接続された状態について説明したが、このほか、選択した振動子群は、超音波が送受信できるような状態にできるようにすることが可能な構成、例えばトランスデューサ2とケーブルの間に送受信回路、若しくは性能を向上させる為に必要な回路などの回路を設けた構成、または無線で送受信できるような回路をもうけた間接的な構成であっても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the selected transducer group has been described as being directly electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body and a cable connected via a connector or the like. The transducer group can be configured so that ultrasonic waves can be transmitted and received, for example, a circuit such as a transmission / reception circuit or a circuit necessary for improving performance is provided between the
振動子群3−1、3−2、3−3は、接続保持部材4の円周に沿って回転移動できるような構成にしており、図1に示す振動子群3−1の位置に回転させることにより振動子群3−2、3−3を移動させることができる構成となっている。なお、接続保持部材4は接続しているケーブル5と同様に筐体6などに固定されている。 これら振動子群3−1、3−2、3−3の移動手段は図示していないが、機械的若しくは手動であっても、またモータなどを介して電気的な方法であっても良く、これに限定するものではない。
The vibrator groups 3-1, 3-2 and 3-3 are configured to be able to rotate and move along the circumference of the
また、本実施の形態では、回転させて移動させる構成について説明したが、この他、揺動、往復及び平行に移動するような移動方法であっても同様の効果を得ることができる。 In addition, in the present embodiment, the configuration of rotating and moving has been described, but the same effect can be obtained even with a moving method that moves in a swinging, reciprocating, and parallel manner.
振動子群3−1、3−2、3−3は、操作者である医師などは、診断したい領域によって正確に精度良く診断するために、振動子群3−1、3−2、3−3のタイプを選択して使用することができるようになる。例えば、図1、2のように振動子群3−1、3−2、3−3の周波数を、それぞれ3MHz、5MHz、7.5MHzでコンベックス形状にした3つのタイプにしたとき、診断する深さが深い領域を診断したい場合には、深いところまで超音波断層像が表示できる3MHzの振動子群3−1を選択して図1、2に示すように、筐体6に覆われていない位置(図1、2では振動子群3−1の位置)に移動させて使用できる。また浅い領域を診断する場合には、周波数の高い7.5MHzの振動子群3−3を選択し、図1、2に示す振動子群3−1の位置に手動あるいは電気的にモータなどで、ガイド7に沿って回転させて移動して選択し使用できるようにすることが可能になる。したがって、超音波が送受信できる振動子群は、図1に示すように、振動子群3−1の位置に移動したときに可能となるような構成になっており、ほぼ同じ位置でケーブル5と電気的接続を可能にしている。
The transducer groups 3-1, 3-2, and 3-3 are arranged so that a doctor or the like who is an operator can accurately and accurately diagnose the region to be diagnosed. 3 types can be selected and used. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, when the frequency of the transducer groups 3-1, 3-2 and 3-3 is made into three types of convex shapes at 3 MHz, 5 MHz and 7.5 MHz, the depth to be diagnosed When a deep region is desired to be diagnosed, a 3 MHz transducer group 3-1 capable of displaying an ultrasonic tomographic image up to a deep location is selected and is not covered by the
また、本実施の形態では、周波数の違うタイプ(ここでいう周波数とは中心周波数だけではなく周波数特性を含む)の3タイプの振動子群を搭載したトランスデューサ2について説明したが、この他振動子群の違うタイプとして、開口形状(例えば圧電素子10を配列する配列間隔若しくは圧電素子10を配列する方向と直交する方向での幅など)、音響レンズ13のフォーカス位置、及び圧電素子10の配列方向の形状などいずれかを変えたタイプの振動子群を2タイプ以上設けた構成にしても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
また、前記圧電素子10の配列方向の形状は該直線状、凸状(コンベックス)、凹状(コンケーブ)形状などの形状であっても同様の効果が得られる。
In addition, the same effect can be obtained even if the shape of the
また、本実施の形態では、複数の振動子を一次元に配置した構成について説明したが、このほか、複数の振動子を二次元に配置した場合についても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the configuration in which a plurality of vibrators are arranged one-dimensionally has been described. However, the same effect can be obtained when a plurality of vibrators are arranged two-dimensionally.
また、図3に示すように、複数個配列された圧電素子10を設けた反対側の背面負荷材11の部分には電気端子8に接続されている複数個の端子部14を設けており、前記複数個の端子部14は、振動子群3−1の位置に移動させることによって接続保持部材4に設けられたケーブル5と電気端子9を介して接続されている複数個の端子部15とが、それぞれ接触して電気的に接続される構成となっている。例えば接触して電気的に接続する構成として、スリップリング方法やブラシでの方法などが挙げられる。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of
ここで複数個配列された圧電素子10を設けた反対側の背面負荷材11の部分には電気端子8に接続されている複数個の端子部14とケーブル5と電気端子9を介して接続されている複数個の端子部15の接続は、物理的に接触して電気的に接続されるような構成にした説明をしたが、この他、電気的に接続できる他の方法、例えば物理的に非接触の構成でも電気的に接続できるトランス方法であっても良く、目的とするところは電気的に圧電素子10から取り出した電気端子8と、ケーブル5と接続されている電気端子9が電気的に接続されるような方法であれば上記方法に限定されるものではない。
Here, a portion of the
また、複数個配列して端子部14は、トランスデューサ2を移動させて選択したときに全ての振動子群が対応できるように、端子部15とほぼ同じ間隔で配列されているような構成にする。配列は一列でも複数列あるいは千鳥に配列しても端子部14と端子部15が電気的にそれぞれ接続できる構成であれば良い。
Also, a plurality of
また、使用する振動子群を振動子群3−1に移動させて使用するときには、振動子群3−1に設定し使用するときに動いて移動しないように、図4に示すように固定された接続保持部材4に固定されているガイド7の一部に振動子群3−1、3−2、3−3がロックできるようなロック部16を設けるなどの機構を設ける構成にすると、安定して超音波探触子1を操作することができる。
Further, when the transducer group to be used is moved to the transducer group 3-1, the transducer group 3-1 is fixed as shown in FIG. 4 so as not to move and move when the transducer group 3-1 is used. If a mechanism such as providing a
なお、前記各振動子群3−1、3−2、3−3が振動子群3−1の位置に移動させてロックさせる方法としては、機構的に設ける方法以外にも電気的に行う方法もあり、前記のような方法に限定するものではない。 In addition, as a method of moving the respective vibrator groups 3-1, 3-2, and 3-3 to the position of the vibrator group 3-1, and locking the vibrator groups 3-1, 3-2, and 3-3, a method that is electrically performed in addition to a mechanically provided method. However, the present invention is not limited to the above method.
また、それぞれの振動子群3−1、3−2、3−3から使用したい振動子群を振動子群3−1の位置に移動させることにより、使用できるようになるが、これらそれぞれの振動子群3−1、3−2、3−3はどのようなタイプであるかを超音波診断装置本体に認識させることが必要である。認識する方法として、例えば図5に示している。図5において圧電素子10から取り出した電気端子8は、端子部14、15を介して超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル5と電気的に接続されている接続保持部材4に設けた電気端子9と電気的に接続された状態になっている構成に、振動子群3−1、3−2、3−3の背面負荷材11の一部かそのほかの部分にそれぞれの振動子群のタイプを認識させるために、圧電素子10に接続されていない認識用に複数の端子を設け、これら端子は、それぞれ振動子群のタイプによって電気的な接続のパターンを変える。
Further, by moving the vibrator group to be used from each vibrator group 3-1, 3-2, 3-3 to the position of the vibrator group 3-1, it can be used. It is necessary for the ultrasonic diagnostic apparatus main body to recognize what type the child groups 3-1, 3-2, and 3-3 are. As a recognition method, for example, FIG. In FIG. 5, the
例えば振動子群3−1のタイプは、図5のように端子の左側3つと右端1つを接続させた構成にするこれらの端子はケーブと接続されケーブル5が超音波診断装置本体に接続されたときに認識できるようにしている。また、振動子群3−2、3−3はタイプ認識用端子17の接続パターンを変えることによりそれぞれ認識できる。振動子タイプ認識の方法として本実施の形態は接続パターンを変える方法について説明したが、この他、バーコードなどの光で認識する非接触の方法などもあり、認識できる方法はこれらに限定するものではない。
For example, the type of the transducer group 3-1 is configured such that the left three terminals and one right end of the terminals are connected as shown in FIG. 5. These terminals are connected to the cable, and the
以上のように振動子群3−1の位置に移動させることにより、それぞれのタイプの振動子群を選択して超音波診断装置本体とケーブルを介して超音波の送受信ができるため、診断する医師などの超音波探触子の操作者は、少ない超音波探触子の数で、目的とする部位の領域を精度よく診断できる画像を得ることができる。従来では、例えば周波数が違うタイプの振動子群はそれぞれ超音波探触子として1タイプだけであったため、使用目的に応じて超音波診断装置本体からその都度必要な超音波探触子に交換しなければならないという課題を有していたが、本実施の形態では全くその操作は必要ないため、操作性良好な構成の超音波探触子となっている。 By moving to the position of the transducer group 3-1 as described above, each type of transducer group can be selected and ultrasonic waves can be transmitted and received via the ultrasonic diagnostic apparatus main body and the cable. The operator of the ultrasonic probe such as the above can obtain an image capable of accurately diagnosing the target region with a small number of ultrasonic probes. Conventionally, for example, each type of transducer group having a different frequency is only one type of ultrasonic probe, so the ultrasonic diagnostic apparatus main body is replaced with a necessary ultrasonic probe each time according to the purpose of use. However, since this operation is not necessary at all in this embodiment, the ultrasonic probe has a configuration with good operability.
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係る超音波探触子の構成を示す概略断面図である。図7は、図6に示す超音波探触子のA−A’の断面図である。また、図8は、図6に示す超音波探触子のB部拡大断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic probe according to
図6、図7および図8に示す超音波探触子1は、図8に示すように、超音波を送信および受信する複数の圧電素子10がほぼ直線状に配列されている。圧電素子10の背面に設けられる背面負荷材11と、必要に応じて、圧電素子10の前面に1層以上の音響整合層12を設け、さらに音響整合層12の前面に音響レンズ13を設ける。更に、圧電素子10の両面には図示していないが電極を設け、図6、7に示すように背面負荷材11側の図示していない電極から取り出した電気端子8を背面負荷材11の中を通し若しくは側面を通して取り出された構成の振動子群3−4の構成になっている。
In the
なお、本実施の形態は、超音波を送受信するのには圧電素子を用いた場合について説明したが、このほか、超音波を送受信できる例えば静電型などのような構成で超音波を送受信できる素子であっても良く、圧電素子に限定するものではない。 In addition, although this Embodiment demonstrated the case where a piezoelectric element was used in order to transmit / receive an ultrasonic wave, it can transmit / receive an ultrasonic wave by the structure like the electrostatic type etc. which can transmit / receive an ultrasonic wave besides this. It may be an element and is not limited to a piezoelectric element.
ここではタイプの違う2つの振動子群3−4、3−5が構成されている。これらの振動子群3−4、3−5は、筐体6の中に設けられており、図6、7では振動子群3−4が筐体6から覆われていない部分に設置されている構成となっている。前記振動子群3−4の圧電素子10から取り出した電気端子8は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル5と電気的に接続されている接続保持部材4に設けた電気端子9と電気的に接続された状態になっている。一方、筐体6に内包されている振動子群3−5に位置する接続保持部材4の領域には電気端子9は設けられていないため、ケーブル5とは接続されていない状態の構成となっている。このため、超音波を送受信できるのは振動子群3−4のみとなり、この振動子群3−4が被検体である生体に直接接触あるいは間接的に接触させ生体内の診断画像を得て診断できることになる。
Here, two transducer groups 3-4 and 3-5 of different types are configured. These vibrator groups 3-4 and 3-5 are provided in the
なお、本実施の形態では、選択した振動子群は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブルと直接的に電気的に接続された状態について説明したが、このほか、選択した振動子群は、超音波が送受信できるような状態にできるようにすることが可能な構成、例えばトランスデューサ2とケーブルの間に送受信回路、若しくは性能を向上させる為に必要な回路などの回路を設けた構成、または無線で送受信できるような回路をもうけた間接的な構成であっても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the selected transducer group has been described as being directly electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body and a cable connected via a connector or the like. The transducer group can be configured so that ultrasonic waves can be transmitted and received, for example, a circuit such as a transmission / reception circuit or a circuit necessary for improving performance is provided between the
振動子群3−4、3−5は、接続保持部材4に沿って回転移動できるような構成にしており、前記実施の形態1の構成では、複数個配列した圧電素子10の方向に沿って回転移動できるような構成にしているが、本実施の形態では、複数個配列した圧電素子10の方向と直交する方向に回転移動する構成にしている。この複数個配列した圧電素子10がほぼ直線状になっているため、圧電素子10の配列方向に回転移動させるには超音波探触子1は、回転方向に大きくなり操作性が低下するという課題があるためで、本実施の形態のように圧電素子10の配列方向と直交する方向に回転移動させることにより、超音波探触子1を小型にで、操作性が良好になるという特徴がある。
The transducer groups 3-4 and 3-5 are configured to be able to rotate and move along the
また、他のタイプの振動子群3−5を選択して使用しようとした場合には、振動子群3−4の位置に回転移動させることにより可能な構成となっている。なお、接続保持部材4は接続しているケーブル5と同様に固定されている。この移動は図示していないが、機械的若しくは手動であっても、またモータなどを介して電気的な方法であっても良く、これに限定するものではない。
Further, when another type of transducer group 3-5 is selected and used, the configuration is made possible by rotating the transducer group 3-4 to the position of the transducer group 3-4. The
また、本実施の形態では、回転させて移動させる構成について説明したが、この他、揺動、往復及び平行に移動するような移動手段であっても同様の効果を得ることができる。 In addition, in the present embodiment, the configuration of rotating and moving has been described, but the same effect can be obtained even with a moving means that moves in a swinging, reciprocating, and parallel manner.
振動子群3−4、3−5は、操作者である医師などは、診断したい領域によって正確に精度良く診断するために、振動子群のタイプを選択して使用することができるようになる。例えば、図6、7のように振動子群3−4、3−5は周波数をそれぞれ5MHz、7.5MHzにし、さらにその圧電素子10の配列間隔をそれぞれ0.3mmと0.2mmでそのチャンネル数を192にして直線状に配列した2つのタイプを有した超音波探触子1では、被検体の頚動脈などを超音波画像で診断したい場合、被検体の体形が割りと大きく首が太い場合の頚動脈は、周波数が7.5MHzの周波数が高い場合には、減衰が大きく良好な頚動脈の超音波画像が得られにくいため周波数の低い5MHzの振動子群3−4を使用し、また体形がスリムで首が細く頚動脈の被検体には、体表から割りと浅い深さのところにある被検体に対しては周波数の高い7.5MHzの振動子群3−5を図6、7に示す振動子群3−4の位置に手動あるいは電気的にモータなどでガイド7に沿って回転させて移動して選択して使用する。
The transducer groups 3-4 and 3-5 can be used by a doctor who is an operator by selecting the type of the transducer group in order to accurately and accurately diagnose the region to be diagnosed. . For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the vibrator groups 3-4 and 3-5 have frequencies of 5 MHz and 7.5 MHz, respectively, and the arrangement intervals of the
このような場合には、本実施の形態のように複数タイプの振動子群を設けてある超音波探触子1を用いることにより、簡単に選択することができ、診断が効率よくできる。したがって、超音波の送受信できるトランスデューサ2は、図6に示すように振動子群3−4に移動したときに可能となるような構成になっており、ほぼ同じ位置でケーブル5と電気的接続を可能にしている。
In such a case, by using the
また、超音波画像の幅(広さ)は、圧電素子10の間隔とチャンネル数の積、つまり、上記実施例のように圧電素子10の間隔がそれぞれ0.3mmと0.2mmで192チャンネルのとき、超音波画像の幅(広さ)は57.6mmと38.4mmとなる。このようにトランスデューサ2のタイプを圧電素子10の配列間隔とチャンネル数を変えたタイプにしても良い。
Further, the width (width) of the ultrasonic image is the product of the interval between the
また、本実施の形態では、周波数の違うタイプ(ここでいう周波数とは中心周波数だけではなく周波数特性を含む)の2タイプの振動子群を搭載したトランスデューサ2について説明したが、この他、タイプの違う振動子群として、開口形状(例えば圧電素子10を配列する配列間隔若しくは圧電素子10を配列する方向と直交する方向での幅など)、音響レンズのフォーカス位置、及び圧電素子10の配列方向の形状など、いずれかを変えたタイプの振動子群を3タイプ以上設けた構成にしても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
また、前記圧電素子10の配列方向の形状は該直線状、凸状(コンベックス)、凹状(コンケーブ)形状などの形状であっても同様の効果が得られる。
In addition, the same effect can be obtained even if the shape of the
また、本実施の形態では、複数の振動子を一次元に配置した構成について説明したが、このほか、複数の振動子を二次元に配置した場合についても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the configuration in which a plurality of vibrators are arranged one-dimensionally has been described. However, the same effect can be obtained when a plurality of vibrators are arranged two-dimensionally.
このとき、図8に示すように、複数個配列された圧電素子10を設けた反対側の背面負荷材11の部分には電気端子8に接続されている複数個の端子部14を設けており、前記複数個の端子部14は、振動子群3−1の位置に移動させることによって接続保持部材4に設けられたケーブル5と電気端子9を介して接続されている複数個の端子部15とがそれぞれ接触して電気的に接続される構成となっている。例えば、接触して電気的に接続する構成として、スリップリング方法やブラシの方法などが挙げられる。
At this time, as shown in FIG. 8, a plurality of
ここで複数個配列された圧電素子10を設けた反対側の背面負荷材11の部分には電気端子8接続されている複数個の端子部14とケーブル5と電気端子9を介して接続されている複数個の端子部15の接続は、物理的に接触して電気的に接続されるような構成にした説明をしたが、この他、電気的に接続できる他の方法として例えば、物理的に非接触の構成でも電気的に接続できるトランス方法であっても良く、目的とするところは、電気的に圧電素子10から取り出した電気端子8とケーブル5と接続されている電気端子9が電気的に接続されるような方法であれば、上記方法に限定されるものではない。
Here, a plurality of
また、複数個配列した端子部14は、振動子群を移動させて選択したときに全ての振動子群が対応できるように、端子部15とほぼ同じ間隔で配列されているような構成にする。配列は一列でも複数列あるいは千鳥に配列しても端子部14と端子部15が電気的にそれぞれ接続できる構成であれば良い。
The plurality of arranged
また、使用したい振動子群を振動子群3−4の位置に移動させて使用するときには、振動子群3−4に設定し使用するときに動いて移動しないように、固定された接続保持部材4に固定されているガイド7の一部に振動子群3−4、3−5がロックできるようなロック機構を設ける構成にすると、安定して超音波探触子1を操作することができる。
なお、前記各振動子群3−4、3−5が振動子群3−4の位置に移動させてロックさせる方法としては、機構的に設ける方法以外にも電気的に行う方法もあり、前記のような方法に限定するものではない。
Further, when the vibrator group to be used is moved to the position of the vibrator group 3-4 and used, the connection holding member fixed so as not to move and move when the vibrator group 3-4 is set and used. If the lock mechanism that can lock the transducer groups 3-4 and 3-5 is provided in a part of the
In addition, as a method of moving and locking each of the transducer groups 3-4 and 3-5 to the position of the transducer group 3-4, there is a method of electrically performing other than the method of providing mechanically, It is not limited to such a method.
また、それぞれの振動子群3−4、3−5から使用するために選択した振動子群を振動子群3−4に移動させることにより、使用できるようになるが、これらそれぞれの振動子群3−4、3−5はどのようなタイプであるかを超音波診断装置本体に認識させることが必要である。この認識する方法として、例えば実施の形態1で説明したように、圧電素子10から取り出した電気端子8は、端子部14、15を介して超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル5と電気的に接続されている接続保持部材4に設けた電気端子9と電気的に接続された状態になっている構成にすればよい。振動子群タイプ認識の方法として、接続パターンを変える方法について説明したが、この他、バーコードなどの光で認識する非接触の方法などもあり、認識できる方法はこれらに限定するものではない。
Further, the transducer group selected for use from the respective transducer groups 3-4 and 3-5 can be used by moving the transducer group to the transducer group 3-4. It is necessary for the ultrasonic diagnostic apparatus main body to recognize what types 3-4 and 3-5 are. As a recognition method, for example, as described in the first embodiment, the
以上のように振動子群3−4の位置に移動させることにより、それぞれのタイプの振動子群を選択して超音波診断装置本体とケーブルを介して超音波の送受信ができる、つまり診断画像を得ることができて診断できるようになる。従来では、例えば周波数が違うタイプの振動子群はそれぞれ超音波探触子として1タイプだけであったため、使用目的に応じて超音波診断装置本体からその都度必要な超音波探触子に交換しなければならないという課題を有していたが、本実施の形態では全くその操作は必要ないため、操作性良好な構成の超音波探触子となっている。
(実施の形態3)
図9は、本発明の実施の形態3に係る超音波探触子及び超音波診断装置の構成を示す概略断面図である。
By moving to the position of the transducer group 3-4 as described above, each type of transducer group can be selected and ultrasonic waves can be transmitted / received via the ultrasonic diagnostic apparatus body and the cable. Can be obtained and diagnosed. Conventionally, for example, each type of transducer group having a different frequency is only one type of ultrasonic probe, so the ultrasonic diagnostic apparatus main body is replaced with a necessary ultrasonic probe each time according to the purpose of use. However, since the operation is not necessary at all in the present embodiment, the ultrasonic probe has a configuration with good operability.
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
図9に示す超音波探触子1は、図6、7、8に示すような超音波を送信および受信する複数の圧電素子10がほぼ直線状に配列されている。圧電素子10の背面に設けられる背面負荷材11と、必要に応じて、圧電素子10の前面に1層以上の音響整合層12を設け、さらに前記音響整合層12の前面に音響レンズ13を設ける。更に、圧電素子10の両面には図示していないが電極を設け、図6、7に示すように背面負荷材11側の図示していない電極から取り出した電気端子8を背面負荷材11の中を通し若しくは側面を通して取り出した構成の振動子群3−4と3−5が構成されており、前記振動子群3−4、3−5はモータ19と連結体20で連結されており、モータ19の回転に対応して振動子群3−4、3−5が回転移動するようになっている。
The
なお、本実施の形態は、超音波を送受信するのには圧電素子を用いた場合について説明したが、このほか、超音波を送受信できる例えば静電型などのような構成で超音波を送受信できる素子であっても良く、圧電素子に限定するものではない。 In addition, although this Embodiment demonstrated the case where a piezoelectric element was used in order to transmit / receive an ultrasonic wave, it can transmit / receive an ultrasonic wave by the structure like the electrostatic type etc. which can transmit / receive an ultrasonic wave besides this. It may be an element and is not limited to a piezoelectric element.
このモータ19には、図示していないがエンコーダのような位置認識できる機能を設けており、これによって使用する振動子群3−4、3−5を選択して使用する位置に移動できるようになっている。モータ19を制御するために制御線がケーブル5と束になっており、超音波診断装置本体18の指示手段21に接続されている。なお、指示手段21は、超音波診断装置本体18に搭載される必要は無く、超音波探触子1に設けても良い。一方、例えば選択された振動子群3−4の複数の電気端子8は、図8に示すように端子14と接続保持部材4に設けた端子15を介し電気端子9を経由してケーブル5と電気的に接続されており、このケーブル5は超音波診断装置本体18に接続されている構成となっている。
Although not shown, the
なお、本実施の形態では、選択した振動子群は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブルと直接的に電気的に接続された状態について説明したが、このほか、選択した振動子群は、超音波が送受信できるような状態にできるようにすることが可能な構成、例えばトランスデューサ2とケーブルの間に送受信回路、若しくは性能を向上させる為に必要な回路などの回路を設けた構成、または無線で送受信できるような回路をもうけた間接的な構成であっても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the selected transducer group has been described as being directly electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body and a cable connected via a connector or the like. The transducer group can be configured so that ultrasonic waves can be transmitted and received, for example, a circuit such as a transmission / reception circuit or a circuit necessary for improving performance is provided between the
このような構成おいて、超音波診断装置18に接続した超音波探触子1の振動子群3−4のタイプを選択して操作者が使用するとき、超音波診断装置18に振動子群3−4に選択する操作キーが設けられており、このキーを操作することにより、超音波探触子1のモータ19が動作してエンコーダで認識した位置の振動子群3−4は、使用する位置に移動する。移動することにより振動子群3−4は、超音波診断装置18からケーブル5を経由して複数の圧電素子10に送信されて音響整合層12、音響レンズ13から被検体(図示なし)へ超音波が送信される。そして、被検体から反射してきた超音波を再び送信とは逆の経路で受信しケーブル5を経て超音波診断装置18で受信した信号を処理して診断画像として表示される。
In such a configuration, when the operator selects the type of the transducer group 3-4 of the
また、操作者が振動子群3−5を使用して診断したい場合には、再び超音波診断装置の操作キーで選択して操作すると、前記と同じようにモータ19が動作して振動子群3−5が回転移動して使用する位置(図では振動子群3−4の位置)に設定される。設定されると操作者は直ちに使用することが可能となる。このように超音波診断装置18の操作キーを操作するだけで使用したい振動子群を選択でき容易に使用することができる。これは従来超音波探触子1そのものを超音波診断装置18から切り離して、そして新規に使用したい超音波探触子1を再び接続して使用していたため、わずらわしくまた操作が簡単でなかったという課題に対して、本実施の形態は、超音波探触子1と接続したままの状態で、超音波診断装置本体18の操作キーで極めて容易に切換えることができ、操作者に対しての負担が極めて少なくなり、しかも超音波探触子1本で診断領域にあった振動子群を選択して使用できるため、精度の高い超音波画像を容易に得ることが可能になるという特徴がある。
When the operator wants to make a diagnosis using the transducer group 3-5, when the operator selects and operates again with the operation key of the ultrasonic diagnostic apparatus, the
また、本実施の形態は、超音波探触子1の振動子群3−4、3−5の選択方法は、超音波診断装置18の操作キーにより操作できる方法について説明したが、この他、操作するキー若しくは切換えスイッチを、超音波探触子1の一部に設けて操作して振動子群を選択しても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the method of selecting the transducer groups 3-4 and 3-5 of the
また、本実施の形態では、周波数の違う2タイプの振動子群を搭載したトランスデューサ2について説明したが、この他振動子群の違うタイプとして、開口形状(例えば圧電素子10を配列する配列間隔若しくは圧電素子10を配列する方向と直交する方向での幅など)、音響レンズ13のフォーカス位置、及び圧電素子10の配列方向の形状などいずれかを変えたタイプの振動子群を3タイプ以上設けた構成にしても同様の効果が得られる。
Further, in the present embodiment, the
また、前記圧電素子10の配列方向の形状は該直線状、凸状(コンベックス)、凹状(コンケーブ)形状などの形状であっても同様の効果が得られる。
In addition, the same effect can be obtained even if the shape of the
また、本実施の形態では、複数の振動子を一次元に配置した構成について説明したが、このほか、複数の振動子を二次元に配置した場合についても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, the configuration in which a plurality of vibrators are arranged one-dimensionally has been described. However, the same effect can be obtained when a plurality of vibrators are arranged two-dimensionally.
また、本実施の形態では、回転させて移動させる構成について説明したが、この他、揺動、往復及び平行に移動するような移動手段であっても同様の効果を得ることができる。 In addition, in the present embodiment, the configuration of rotating and moving has been described, but the same effect can be obtained even with a moving means that moves in a swinging, reciprocating, and parallel manner.
以上のように、超音波診断装置18の操作キー若しくは超音波探触子の一部に設けた操作キー若しくはスイッチを操作することにより、複数タイプの振動子群を設けてある超音波探触子1は、操作者が選択した振動子群が使用する位置に移動し使用できるようになるため、従来では、例えば周波数が違うタイプの振動子群はそれぞれ超音波探触子として1タイプだけであったため、使用目的に応じて超音波探触子を超音波診断装置本体から着脱していたが、本実施の形態では全くその操作は必要ないため、操作性良好な構成の超音波探触子と超音波診断装置となっている。
As described above, an ultrasonic probe provided with a plurality of types of transducer groups by operating an operation key of the ultrasonic
本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置は、容易に操作できかつ診断する部位において目的とする超音波画像を得ることができ、人体などの被検体の超音波診断を行う各種医療分野に好適であり、さらには材料や構造物の内部探傷を目的とする工業分野において利用が可能である。 The ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention can be easily operated and can obtain a target ultrasonic image at a site to be diagnosed, and various medical treatments for performing ultrasonic diagnosis of a subject such as a human body. It is suitable for the field, and can be used in the industrial field for the purpose of internal flaw detection of materials and structures.
1 超音波探触子
2 トランスデューサ
3−1、3−2、3−3、3−4、3−5 振動子群
4 接続保持部材
5 ケーブル
6 筐体
7 ガイド
8,9 電気端子
10 圧電素子
11 背面負荷材
12 音響整合層
13 音響レンズ
14、15 端子部
16 ロック部
17 タイプ認識用端子
18 超音波診断装置
19 モータ
20 連結体
21 指示手段
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記トランスデューサを移動可能に保持するための接続保持部とを備えた超音波探触子であって、
前記トランスデューサ側には前記複数の振動子群それぞれに対応した電気的に接続する構成部を、
前記接続保持部側には一組の振動子群が電気的に接続できる構成部を、前記トランスデューサと前記接続保持部と電気的に接続できる位置に配置したことを特徴とする超音波探触子。 A transducer in which a plurality of transducers arranged in one or two dimensions are provided as two or more transducer groups of different types;
An ultrasonic probe comprising a connection holding part for holding the transducer so as to be movable;
The transducer side is electrically connected to a component corresponding to each of the plurality of transducer groups,
An ultrasonic probe characterized in that, on the side of the connection holding part, a constituent part that can electrically connect a set of transducer groups is arranged at a position where it can be electrically connected to the transducer and the connection holding part. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN110353730A (en) * | 2019-08-07 | 2019-10-22 | 飞依诺科技(苏州)有限公司 | Ultrasound data acquisition device |
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2008
- 2008-06-03 JP JP2008145316A patent/JP2009291268A/en active Pending
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