JP2697384B2 - Mechanical scanning ultrasonic probe - Google Patents
Mechanical scanning ultrasonic probeInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、医療用超音波診断装置
に利用し、超音波ビームのスキャンニング(走査)をト
ランスデューサの機械的動作により行う機械走査式超音
波探触子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical scanning ultrasonic probe which is used in a medical ultrasonic diagnostic apparatus and performs scanning of an ultrasonic beam by mechanical operation of a transducer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の、医療用超音波診断装置に使用す
る機械走査式超音波探触子は、トランスデューサをモー
タ駆動により機械的に回転または揺動運動させて走査を
行っている。2. Description of the Related Art A conventional mechanical scanning ultrasonic probe used in a medical ultrasonic diagnostic apparatus performs scanning by mechanically rotating or swinging a transducer by driving a motor.
【0003】図3は従来の機械走査式超音波探触子の構
成を示している。1はトランスデューサ、2はロータ、
3は回転軸、4は回転軸支持部材であり、トランスデュ
ーサ1は、ロータ2、回転軸3および回転軸支持部材4
により回転可能に支持されている。FIG. 3 shows the configuration of a conventional mechanical scanning ultrasonic probe. 1 is a transducer, 2 is a rotor,
Reference numeral 3 denotes a rotating shaft, 4 denotes a rotating shaft supporting member, and the transducer 1 comprises a rotor 2, a rotating shaft 3 and a rotating shaft supporting member 4.
Are supported rotatably.
【0004】5はモータ、7はピニオンギヤ、8は直交
変換ギヤ、9は駆動プーリ、10はタイミングベルト、
11は従動プーリである。モータ5の回転運動はピニオ
ンギヤ7、直交変換ギヤ8、駆動プーリ9、タイミング
ベルト10、従動プーリ11などの伝達系を経てロータ
2に伝達されるようになっている。[0004] 5 is a motor, 7 is a pinion gear, 8 is an orthogonal conversion gear, 9 is a driving pulley, 10 is a timing belt,
11 is a driven pulley. The rotational motion of the motor 5 is transmitted to the rotor 2 via a transmission system such as a pinion gear 7, an orthogonal conversion gear 8, a driving pulley 9, a timing belt 10, and a driven pulley 11.
【0005】ロータ2にはトランスデューサ1が固定さ
れている。モータ5にはエンコーダ6が取り付けられ
て、モータ5の回転位置を検出している。このエンコー
ダ6での位置検出により得られた情報をもとに、図示し
ない制御回路でモータ5の回転制御を行っている。[0005] A transducer 1 is fixed to the rotor 2. An encoder 6 is attached to the motor 5 to detect a rotation position of the motor 5. On the basis of the information obtained by the position detection by the encoder 6, the control circuit (not shown) controls the rotation of the motor 5.
【0006】14は音響窓、12はオイルシール、13
音響結合液体であり、この音響結合液体13は音響窓1
4の内部に充填されている。オイルシール12でモータ
5の回転軸を通じた音響結合液体13の漏れがないよう
に封止している。14 is an acoustic window, 12 is an oil seal, 13
The acoustic coupling liquid 13 is an acoustic coupling liquid.
4 is filled. The oil seal 12 is sealed so that the acoustic coupling liquid 13 does not leak through the rotating shaft of the motor 5.
【0007】次に、上記従来例の動作について説明す
る。図3において、モータ5が回転すると、ピニオンギ
ヤ7、駆動プーリ9、タイミングベルト10等の駆動伝
達系を介して、ロータ2が回転し、ロータ2に固定され
たトランスデューサ1が回転する。この回転角度をモー
タ5に取付けられたエンコーダ6で検出しながら超音波
信号をトランスデューサ1に供給する。トランスデュー
サ1からの超音波が音響結合液体13、音響窓14を通
じて人体に放射される。放射超音波の反射波を、音響窓
14、音響結合液体13およびトランスデューサ1を通
じて受信し、この受信信号を超音波診断装置本体に供給
して、画像表示を行う。Next, the operation of the above conventional example will be described. In FIG. 3, when the motor 5 rotates, the rotor 2 rotates via a drive transmission system such as a pinion gear 7, a driving pulley 9, a timing belt 10, and the like, and the transducer 1 fixed to the rotor 2 rotates. The ultrasonic signal is supplied to the transducer 1 while detecting the rotation angle by the encoder 6 attached to the motor 5. Ultrasonic waves from the transducer 1 are emitted to the human body through the acoustic coupling liquid 13 and the acoustic window 14. The reflected wave of the radiated ultrasonic wave is received through the acoustic window 14, the acoustic coupling liquid 13, and the transducer 1, and the received signal is supplied to the ultrasonic diagnostic apparatus main body to display an image.
【0008】このように、上記従来の機械走査式超音波
探触子でも、モータ5の回転運動を駆動伝達系を介して
トランスデューサ1を回転させて、機械的に走査を行う
ことができる。As described above, even with the above-described conventional mechanical scanning ultrasonic probe, the scanning can be performed mechanically by rotating the transducer 1 through the drive transmission system by the rotational movement of the motor 5.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の機械走査式超音波探触子では、トランスデューサ1
が固定されたロータ2は、回転軸3を中心に回転し、こ
の回転軸3は回転軸支持部材4に固定されているため、
回転軸3を回転方向に直交する方向の回転変位はできな
い。したがって、被検体を測定する際に走査面を傾ける
ことができず、多様な走査による有効な超音波診断画像
が得られないという問題があった。However, in the above-mentioned conventional mechanical scanning ultrasonic probe, the transducer 1
Is rotated around the rotation shaft 3, and the rotation shaft 3 is fixed to the rotation shaft support member 4.
Rotational displacement of the rotating shaft 3 in a direction orthogonal to the rotating direction is not possible. Therefore, there is a problem that the scanning plane cannot be tilted when measuring the subject, and an effective ultrasonic diagnostic image by various scans cannot be obtained.
【0010】さらに、ピニオンギヤ7の偏芯などの駆動
伝達系の部品精度や組立精度に起因する回転制御誤差が
発生して、超音波画像の歪や揺れが生じ、良質な超音波
画像が得られないという問題があった。[0010] Furthermore, rotation control errors due to the component accuracy and assembly accuracy of the drive transmission system such as the eccentricity of the pinion gear 7 occur, causing distortion and shaking of the ultrasonic image, and a high-quality ultrasonic image can be obtained. There was no problem.
【0011】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、走査面を傾けた多様な走査により被写体に係る効果
的な超音波診断画像が得られ、且つ、駆動伝達系の回転
制御誤差を阻止して、歪や揺れのない良質な超音波画像
が得られる優れた機械式超音波探触子を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an effective ultrasonic diagnostic image relating to a subject can be obtained by various scans in which a scanning surface is inclined, and a rotation control error of a drive transmission system is prevented. It is another object of the present invention to provide an excellent mechanical ultrasonic probe capable of obtaining a high-quality ultrasonic image without distortion or shaking.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、超音波を送受信するトランスデューサを備
えたロータと、このロータと一体に構成され、上記ロー
タを一方向に連続的に回転駆動する第1のモータと、上
記ロータと一体に構成され、上記ロータの回転速度およ
び停止位置を検出する動作検出手段と、一体に構成され
た上記ロータ、第1のモータおよび動作検出手段を上記
トランスデューサの超音波走査面と直交する軸を中心に
回転可能に支持する支持部材と、回転する上記トランス
デューサへの信号を接触子を介して送受信する信号伝達
手段と、上記トランスデューサの超音波走査面と直交す
る面にて上記支持部材を揺動運動させて上記軸を傾ける
揺動機構部と、この揺動機構部を駆動する第2のモータ
と、上記支持部材の揺動速度および揺動変位を検出する
揺動変位検出手段とを備えたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a rotor having a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, and a rotor integrally formed with the rotor and continuously rotating the rotor in one direction. A first motor to be driven, and an operation detecting means integrally formed with the rotor and detecting a rotation speed and a stop position of the rotor;
The rotor, the first motor and the operation detecting means
A support member rotatably supporting an axis orthogonal to the ultrasonic scanning surface of the transducer, and the transformer rotating
Signal transmission for transmitting and receiving signals to the transducer via contacts
Means and the ultrasonic scanning surface of the transducer.
Tilt the shaft by swinging the support member
Swing mechanism, and second motor for driving the swing mechanism
Detecting the swing speed and swing displacement of the support member
Swing displacement detecting means .
【0013】[0013]
【作用】したがって、本発明機械式超音波探触子は、一
体に構成されたロータ、第1のモータ、動作検出手段お
よび支持部材を、上記ロータの回転軸が傾くように回転
変位させているため、走査面を傾けた多様な走査により
被写体に係る効果的な超音波診断画像が得られ、且つ、
駆動伝達系の回転制御誤差を阻止して歪や揺れのない良
質な超音波画像が得られる。Therefore, in the mechanical ultrasonic probe of the present invention, the integrally formed rotor, the first motor, the operation detecting means and the support member are rotationally displaced such that the rotation axis of the rotor is inclined. Therefore, an effective ultrasonic diagnostic image of the subject can be obtained by various scans in which the scan surface is inclined, and
A high-quality ultrasonic image free from distortion and shaking can be obtained by preventing a rotation control error of the drive transmission system.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の機械走査式超音波探触子の一
実施例について図面をもとに説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the mechanical scanning ultrasonic probe of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1、図2は本実施例の要部の構成を示
し、図1は正面断面図、図2(a)、(b)は側面図で
ある。FIGS. 1 and 2 show the structure of the main part of this embodiment. FIG. 1 is a front sectional view, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are side views.
【0016】図1において、トランスデューサ30がロ
ータ31に固定され、このロータ31は、軸44の両端
を固定している揺動フレーム32により矢印方向Mに回
転動作ができるように支持されている。In FIG. 1, a transducer 30 is fixed to a rotor 31. The rotor 31 is supported by a swing frame 32 to which both ends of a shaft 44 are fixed so as to be able to rotate in the direction of the arrow M.
【0017】さらに、図2に示すように、ロータ31の
両側面にはモータ42およびエンコーダ41が取付けら
れている。ロータ31の内部には軸44にスリップリン
グ34が固定されており、スリップリング34のブラシ
および素子リード線35を経由してトランスデューサ3
0に電気的に接続されている。Further, as shown in FIG. 2, a motor 42 and an encoder 41 are mounted on both sides of the rotor 31. Inside the rotor 31, a slip ring 34 is fixed to a shaft 44, and the brush 3 of the slip ring 34 and the element lead wire 35 pass through the transducer 3.
0 is electrically connected.
【0018】揺動フレーム32はフレーム33により方
向Vaあるいは方向Vbに回転変位、すなわち、揺動可能
に支持されている。さらに揺動フレーム32には揺動ギ
ヤ37が設けられ、モータ38にはピニオンギヤ36が
取付けられている。ピニオンギヤ36と揺動ギヤ37と
は噛み合っており、モータ38の回転位置に応じて揺動
フレーム32は揺動可能になっている。モータ38には
エンコーダ39が取付けられおり、モータ38の回転位
置を検出できるようになっている。The swing frame 32 is rotatably supported by the frame 33 in the direction Va or the direction Vb, that is, swingably supported. Further, a swing gear 37 is provided on the swing frame 32, and a pinion gear 36 is attached to the motor 38. The pinion gear 36 and the swing gear 37 mesh with each other, and the swing frame 32 can swing according to the rotation position of the motor 38. An encoder 39 is attached to the motor 38 so that the rotational position of the motor 38 can be detected.
【0019】次に、上記構成の動作について説明する。
図示しない電圧供給線を通じてモータ42に電流が流れ
るとモータ42は回転し、この回転によりロータ31が
回転する。ロータ31の回転位置はロータ31の側面に
取付けられたエンコーダ41で検出されており、ロータ
31を回転制御することによってロータ31に固定され
たトランスデューサ30の走査動作を行っている。Next, the operation of the above configuration will be described.
When a current flows through the motor 42 through a voltage supply line (not shown), the motor 42 rotates, and the rotation causes the rotor 31 to rotate. The rotational position of the rotor 31 is detected by an encoder 41 attached to the side surface of the rotor 31, and the scanning operation of the transducer 30 fixed to the rotor 31 is performed by controlling the rotation of the rotor 31.
【0020】トランスデューサ30の走査動作中に信号
線40、スリップリング34、素子リード線35を経由
してトランスデューサ30に超音波信号を印加すると、
トランスデューサ30から超音波が被写体内に放射され
る。被写体からの反射超音波は、トランスデューサ30
で電気信号に変換され、素子リード線35、スリップリ
ング34、信号線40を通じて、図示しない超音波診断
装置本体に送出される。この超音波診断装置本体で超音
波画像として画像表示される。When an ultrasonic signal is applied to the transducer 30 via the signal line 40, the slip ring 34, and the element lead 35 during the scanning operation of the transducer 30,
Ultrasonic waves are emitted from the transducer 30 into the subject. Ultrasonic waves reflected from the subject
Is converted into an electric signal, and is transmitted to an ultrasonic diagnostic apparatus main body (not shown) through the element lead wire 35, the slip ring 34, and the signal line 40. The image is displayed as an ultrasonic image by the ultrasonic diagnostic apparatus main body.
【0021】そして、モータ38の回転位置を制御し、
この場合のピニオンギヤ36と揺動ギヤ37の噛み合い
によって、揺動ギヤ37に固定された揺動フレーム32
が傾き、これによって超音波の走査線43が傾くことに
なる。図2(b)は走査線43が45度傾いた状態を表
している。走査線43の傾き角度は、モータ38に取付
けられたエンコーダ39により検出される。Then, the rotational position of the motor 38 is controlled,
In this case, the engagement between the pinion gear 36 and the swing gear 37 causes the swing frame 32 fixed to the swing gear 37.
Is tilted, whereby the scanning line 43 of the ultrasonic wave is tilted. FIG. 2B shows a state where the scanning line 43 is inclined by 45 degrees. The tilt angle of the scanning line 43 is detected by an encoder 39 attached to a motor 38.
【0022】このように上記実施例によれば、モータ3
8に結合されたエンコーダ39とピニオンギヤ36と揺
動ギヤ37と揺動フレーム32により走査線43の傾き
を制御し、この傾きの制御をトランスデューサ30の走
査制御と併せて行うことにより、多様な走査ができる。
例えば、経腔診断や経直腸診断のような体腔内診断にあ
って、被検体に対して超音波探触子全体を傾けることが
できない場合に、超音波探触子内部で傾けることがで
き、多様な走査面に係る診断に有効な良質の超音波画像
を得ることができるようになる。As described above, according to the above embodiment, the motor 3
The inclination of the scanning line 43 is controlled by the encoder 39, the pinion gear 36, the swing gear 37, and the swing frame 32, which are coupled to the scanning line 8. Can be.
For example, in intracavity diagnosis such as transluminal diagnosis or transrectal diagnosis, when it is not possible to tilt the entire ultrasound probe with respect to the subject, it can be tilted inside the ultrasound probe, It is possible to obtain high-quality ultrasonic images effective for diagnosis relating to various scan planes.
【0023】さらに、本実施例では、トランスデューサ
30の走査動作をトランスデューサ30に固定されたロ
ータ31と一体となったモータ42およびエンコーダ4
1により、モータ42の回転運動をロータ31に伝達す
る駆動伝達系をなくすことができる。これによって、ギ
ヤの偏芯などの駆動伝達系の部品精度や組立精度に起因
する回転制御誤差がなくなり、歪や揺れのない診断に有
効な良質の超音波画像を得ることができる。Further, in the present embodiment, the scanning operation of the transducer 30 is performed by the motor 42 and the encoder 4 integrated with the rotor 31 fixed to the transducer 30.
According to 1, the drive transmission system for transmitting the rotational movement of the motor 42 to the rotor 31 can be eliminated. This eliminates rotation control errors due to component accuracy and assembly accuracy of the drive transmission system, such as gear eccentricity, and provides a high-quality ultrasonic image effective for diagnosis without distortion or shaking.
【0024】なお、上記実施例においては、ピニオンギ
ヤ36と揺動ギヤ37を用いた揺動機構により走査線4
3が傾くようにしているが、カムなどを使った揺動機構
などでも良い。In the above embodiment, the scanning line 4 is driven by a swing mechanism using the pinion gear 36 and the swing gear 37.
Although 3 is inclined, a swing mechanism using a cam or the like may be used.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、一体的に構成されたロータ、第1のモータおよび動
作検出手段をトランスデューサの超音波走査面と直交す
る軸にて一方向に連続回転可能に支持した支持部材を揺
動運動させて上記ロータの回転軸が傾くように構成して
いるため、経腔診断や経直腸診断等の体腔内診断のよう
に被検体に対して超音波探触子全体を傾けることができ
ない場合にも、ロータの回転軸を傾けることにより、超
音波探触子の挿入方向に対してトランスデューサの超音
波走査面を傾けた多様な走査により被検体に係わる診断
に有効な超音波診断画像を得ることができるとともに、
駆動伝達系を必要とせずに走査動作を行えるため駆動伝
達系の回転制御誤差を阻止して歪や揺れのない良質な超
音波画像が得られるという効果を有する。The present invention is apparent from the above embodiment.
A rotor, a first motor, and a motor
Operation detection means perpendicular to the ultrasonic scanning surface of the transducer.
The support member that is supported so that it can rotate continuously in one direction
The rotation axis of the rotor is tilted by moving
Diagnostics, such as intracavity diagnostics and transrectal diagnostics
The entire ultrasound probe can be tilted with respect to the subject
If not, tilt the rotation axis of the rotor to
Ultrasonic of the transducer with respect to the insertion direction of the acoustic probe
Diagnosis related to the subject by various scans tilting the wave scanning plane
To obtain an effective ultrasonic diagnostic image,
Since the scanning operation can be performed without the need for the drive transmission system, there is an effect that a rotation control error of the drive transmission system is prevented and a high-quality ultrasonic image without distortion or fluctuation can be obtained.
【図1】本発明の一実施例における機械走査式超音波探
触子の要部を示す正面断面図FIG. 1 is a front sectional view showing a main part of a mechanical scanning ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a) 本実施例において走査線の傾きが0°
の状態を示す側面図 (b) 本実施例において走査線の傾きが45°の状態
を示す側面図FIG. 2 (a) shows a scan line having an inclination of 0 ° in the present embodiment.
(B) Side view showing a state where the inclination of the scanning line is 45 ° in this embodiment.
【図3】従来の機械走査式超音波探触子を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional mechanical scanning ultrasonic probe.
30 トランスデューサ 31 ロータ、 32 揺動フレーム 33 フレーム 36 ピニオンギヤ 37 揺動ギヤ 38 モータ 39 エンコーダ 41 エンコーダ 42 モータ Reference Signs List 30 transducer 31 rotor 32 swing frame 33 frame 36 pinion gear 37 swing gear 38 motor 39 encoder 41 encoder 42 motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−200138(JP,A) 特開 昭64−27538(JP,A) 実開 平4−11009(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-57-200138 (JP, A) JP-A-64-27538 (JP, A) JP-A-4-11009 (JP, U)
Claims (1)
備えたロータと、このロータと一体に構成され、上記ロ
ータを一方向に連続的に回転駆動する第1のモータと、
上記ロータと一体に構成され、上記ロータの回転速度お
よび停止位置を検出する動作検出手段と、一体に構成さ
れた上記ロータ、第1のモータおよび動作検出手段を上
記トランスデューサの超音波走査面と直交する軸を中心
に回転可能に支持する支持部材と、回転する上記トラン
スデューサへの信号を接触子を介して送受信する信号伝
達手段と、上記トランスデューサの超音波走査面と直交
する面にて上記支持部材を揺動運動させて上記軸を傾け
る揺動機構部と、この揺動機構部を駆動する第2のモー
タと、上記支持部材の揺動速度および揺動変位を検出す
る揺動変位検出手段とを備えた機械走査式超音波探触
子。1. A rotor having a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a first motor integrally formed with the rotor and continuously driving the rotor to rotate in one direction ,
An operation detecting means configured to detect a rotation speed and a stop position of the rotor;
The above-mentioned rotor, first motor and operation detecting means.
Centered on an axis perpendicular to the ultrasonic scanning plane of the transducer
A support member for rotatably supporting the above Trang rotating
Signal transmission for transmitting and receiving signals to the transducer via contacts
And orthogonal to the ultrasonic scanning surface of the transducer
Tilt the shaft by oscillating the support member on the surface
Swing mechanism, and a second mode for driving the swing mechanism.
And the swing speed and swing displacement of the support member.
A mechanical scanning ultrasonic probe comprising a swing displacement detecting means .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3186066A JP2697384B2 (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Mechanical scanning ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3186066A JP2697384B2 (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Mechanical scanning ultrasonic probe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0523339A JPH0523339A (en) | 1993-02-02 |
JP2697384B2 true JP2697384B2 (en) | 1998-01-14 |
Family
ID=16181796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3186066A Expired - Lifetime JP2697384B2 (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Mechanical scanning ultrasonic probe |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2697384B2 (en) |
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1991
- 1991-07-25 JP JP3186066A patent/JP2697384B2/en not_active Expired - Lifetime
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