CN101601592B - 超声波探头以及超声波诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供超声波探头和超声波诊断装置，能够收集包含诊断部及其周边部的较大视野范围的三维图像数据而提高检查效率，并且不会损害操作性。在超声波探头内具备：具有多个振子的振子部；保持振子部的一端且能够在长度方向上伸缩的臂部；保持振子部的另一端的导轨；驱动臂部以使振子部沿着导轨摆动的驱动部。导轨结构为包括：规定了具有第一曲率的主轨道的主导轨部；以及至少一个的副导轨部，该副导轨部规定与主导轨部端部连接而具有比第一曲率大的第二曲率的副轨道。

Description

超声波探头以及超声波诊断装置

本申请基于2008年6月9日提出的日本专利申请第2008-150568号并主张其优先权，所述在先专利申请的所有内容均通过引用合并在本申请中。

技术领域

本发明涉及能够利用超声波取得被检体内的诊断部的三维(3D)图像数据的超声波探头以及超声波诊断装置，特别涉及无损超声波探头的操作性且能够获得包含诊断部和周边部的较大视野范围的三维图像的超声波探头以及超声波诊断装置。

背景技术

超声波诊断装置向被检体(患者)内发射由内置在超声波探头的头部中的超声波振动元件(以下称为“振动元件”)产生的超声波脉冲，通过上述振动元件，接收按照被检体组织的声阻抗的差异而产生的超声波反射波，并显示在监视器上。超声波诊断装置仅通过将超声波探头与被检体表面接触的简单操作，而能够实时取得、显示二维或三维的B模式图像和彩色多普勒图像，从而被广泛用于被检体内的诊断目标的状态诊断和功能诊断。

近年来，例如特开2007-6983号公报所示的超声波诊断装置，使用超声波探头生成三维图像数据并进行显示，该超声波探头包括：具有一维排列的多个振子的振子部；使该振子部在与振子的排列方向正交的方向上摆动的摆动机构。

在利用该摆动机构的超声波探头进行三维图像显示的超声波诊断中，将被检体的诊断对象部位的三维图像数据与该诊断对象部位周边的图像数据一起显示在显示部上是非常重要的。因此，需要开发使振子部的摆动范围尽可能地广角化而能够收集较大视野范围的三维图像数据、并且能够在短时间内进行显示的超声波探头和超声波诊断装置。

但是，如果保持振子部的摆动半径不变而使振子部的摆动范围广角化，则必须使超声波探头在摆动方向上的尺寸增大，因此难以握持超声波探头而导致操作性降低。为了改善操作性，必须减小振子部的摆动半径，为了使振子部的摆动半径广角化，必须使振子部小型化。由于为此必须减少振子数和振子面积，因此产生了收集、显示的图像数据的画质降低的问题。

发明内容

本发明解决了上述问题，提供的超声波探头和超声波诊断装置性能优良，避免了超声波探头的操作性和收集图像数据的画质降低，能够使振子部的摆动范围广角化，对包含诊断对象部位及其周边部位的较大视野范围的三维图像数据进行收集、显示。

本发明的超声波探头，具有：振子部，排列有用于对被检体收发超声波的多个振子；以及摆动部，使上述振子部在与上述振子排列方向正交的方向上摆动，该超声波探头的特征在于，

上述摆动部包含上述振子部进行摆动的导轨，

上述导轨包括：

主导轨部，方向与上述振子排列方向正交，并且具有第一曲率；以及

至少一个副导轨部，在上述主导轨部的端部连接点上与上述主导轨部连接，并且具有比上述第一曲率大的第二曲率，

上述振子部从在上述第一曲率的上述主导轨部上移动的主轨道开始，沿着位于上述主轨道的延长曲线的内侧的上述至少一个副导轨部的副轨道摆动。

本发明的超声波探头，使得用于对被检体收发超声波的振子部摆动，其特征在于，

具有摆动部，该摆动部使上述振子部沿着轨道摆动，所述轨道由直线状的主轨道和至少一个副轨道构成，所述至少一个副轨道与该直线状的主轨道端部连接且具有规定的曲率。

本发明的超声波诊断装置，其特征在于，具有：

超声波探头，具有振子部以及摆动部，该振子部用于对被检体收发超声波，该摆动部使上述振子部沿着轨道摆动，所述轨道由具有第一曲率的主轨道和至少一个副轨道构成，所述至少一个副轨道与上述主轨道端部连接且具有比上述第一曲率大的第二曲率；

图像数据生成部，基于上述振子部的超声波接收信息，生成上述轨道范围的三维图像数据；以及

装置主体，包含对整个装置的动作进行控制的系统控制部。

本发明，通过振子部沿着轨道摆动，该轨道由具有第一曲率的主轨道和位于具有该主轨道的第一曲率的延长曲线的内侧而具有比第一曲率大的第二曲率的副轨道构成，从而能够避免使超声波探头大型化，且能够实现振子部的广角摆动。由此，能够在避免超声波探头的操作性降低的情况下，沿着振子部的广角摆动轨道进行超声波扫描，从而能够在短时间内进行广角图像数据的收集显示，提高检查效率。另外，如果用于振子二维排列的超声波探头，则能够提高扫描速度并提高体积率(ボリュ一ムレィト)。

附图说明

合并在本发明中并组成本发明的一部分的附图用于说明本发明的实施例，并与上面给出的概括描述和后面给出的实施例的详细描述一起解释本发明实施方式。下文中的相同附图标记代表相同要素。

图1是示出本发明的超声波诊断装置的实施例结构的框图。

图2表示图1所示探头部内的振子部的保持结构。

图3表示图2所示探头部内的振子部摆动结构的第一实施例。

图4示出图3所示摆动部的伸缩臂结构。

图5示出图3所示振子部的摆动轨道。

图6示出第一实施例的导轨结构的变形例。

图7是示出利用本发明的超声波诊断装置进行的三维图像数据收集显示动作的流程图。

图8示出图2所示振子部的摆动角和超声波的收发方向。

图9表示在本发明的超声波诊断装置中使用的探头部内的振子部摆动结构的第二实施例。

图10表示在本发明的超声波诊断装置中使用的探头部内的振子部摆动结构的第三实施例。

具体实施方式

合并在本发明中并组成本发明的一部分的附图用于说明本发明的实施例，并与上面给出的概括描述和后面给出的实施例的详细描述一起解释本发明实施方式。下文中的相同附图标记代表相同要素。

图1是示出本发明的超声波诊断装置的实施例构成的框图。该超声波诊断装置100包含：对被检体P收发超声波的超声波探头1，以及对在该超声波探头1内配置的振子部进行控制的超声波诊断装置主体2。

超声波探头1包含：对被检体P收发超声波的探头部10；一端与该探头部10连接的线缆部60；与该线缆部60的另一端连接而对超声波诊断装置主体2进行多个信道的信号的收发的连接器部70。

探头部10具有探头外壳，该探头外壳由电气性能安全而耐久性和抗老化性优良的树脂材料构成。在探头外壳的内侧设有收发超声波的振子部11以及使该振子部11在箭头R1和R2方向上摆动的摆动部20。在探头外壳的顶端部上设有对被检体P进行超声波收发的声窗。探头外壳的声窗部分由超声波传导性优良的材料形成。如图2所示，在探头外壳的声窗与振子部11之间封入有超声波传导性优良的声介质(音媒体)AM。

超声波诊断装置主体2包含：收发部3，对超声波探头1发送超声波驱动信号并接收超声波接收信号；以及图像数据生成部4，基于来自收发部3的接收信号来生成表示被检体P的断面的B模式图像数据或表示血流的多普勒图像数据等二维图像数据，或者根据通过超声波探头1的振子部11的摆动以多个摆动角生成的二维图像数据来生成三维图像数据。

超声波诊断装置主体2还具有：显示在图像数据生成部4中生成的二维图像数据或三维图像数据的显示部5；输入各种指令信号的操作部6；对上述超声波探头1的摆动部20、上述主体2内的收发部3、图像数据生成部4和显示部5进行统一控制的系统控制部7。

图2表示超声波探头内的振子部11和摆动部20的连接结构。振子部11包含：排列有多个振子的振子部主体12；保持振子部主体12的固定臂13；使固定臂13沿着摆动导轨移动的辊部14。振子部主体12经由声窗(未图示)对被检体P收发超声波。固定臂13与振子部主体12的与超声波收发面相反侧的表面接合，在本实施例中，通过两个辊141、142与摆动部20的导轨部卡合而可转动地保持固定臂13。

振子部主体12沿着其中心轴(箭头L1)方向收发超声波，在图面中的垂直方向上具有例如直线排列的多个(N个)压电振子。该压电振子在发送时将来自超声波诊断装置主体2的收发部3的超声波驱动信号变换为发送超声波脉冲，并经由在探头外壳内封入的声介质AM和探头外壳的声窗向被检体P的体内发送超声波。另一方面，在接收超声波时，振子部主体12将经由声窗和声介质接收到的来自被检体P内的回波超声波变换为超声波接收信号。

图3表示图2所示振子部11的摆动部结构的实施例。摆动部20包含：通过与固定于振子部11的辊部14的卡合而可摆动地保持振子部11的导轨部30；沿着该导轨部30使振子部11在箭头R1和R2方向上摆动的臂部40；使臂部40以规定角度摆动的驱动部50。按照下文叙述，臂部40能够在长度方向上伸缩，驱动部50配置于臂部40的一端部。

导轨部30由主导轨部31、与该主导轨部31的两端部连接的第一和第二副导轨部32、33构成。主导轨部31形成振子部11收集诊断部位的图像数据的摆动范围，第一和第二副导轨部32、33形成收集诊断部位的周边部的图像数据的摆动范围。虽然在本实施例中使用一对副导轨部32、33，但是为了特定目的也可以将至少一个的副导轨部与主导轨部31连接。

主导轨部31形成为以距离臂部40的摆动中心311的半径距离r1为半径的摆动中心角θa的圆弧形状。主导轨部31具有以半径距离r1的倒数来表示的第一曲率(1/r1)。即，主导轨部31以臂部40的摆动中心311为轴按照第一曲率(1/r1)保持振子部11并使其沿圆弧形状摆动。

第一副导轨部32形成为以假想中心321为中心，以半径距离r2为半径的中心角为θb的圆弧形状，所述假想中心321位于连结主导轨部31的一个端部312和摆动中心311的直线上。第一副导轨部32的半径距离r2比上述主导轨部31的摆动半径距离r1小(r2＜r1)。即，第一副导轨部32的圆弧以假想中心321为摆动中心，按照比主导轨部31的第一曲率(1/r1)大的第二曲率(1/r2)，可摆动地保持振子部11。在本实施例中，将第一副导轨部32的外侧端部作为振子部11的摆动始点STP。

同样地，第二副导轨部33形成为以假想中心331为中心、以半径距离r2为半径的中心角为θb的圆弧状，该假想中心331位于连结主导轨部31的另一端部313和摆动中心311的直线上。第二副导轨部33的圆弧具有以距离r2的倒数表示的曲率(1/r2)。即，第二副导轨部33的圆弧以假想中心321为摆动中心，按照比主导轨部31的第一曲率(1/r1)大的第二曲率(1/r2)，可摆动地保持振子部11。在本实施例中，将第二副导轨部33的外侧端部作为振子部11的摆动终点FNP。

在振子部11的一个端部上，例如固定两个导轨用辊141、142，两个导轨用辊141、142与主导轨部31和第一、第二副导轨部32、33卡合。导轨用辊141、142在各轨道部上沿着箭头R1或R2方向滑动，并且通过振子部11的其它端部的面在各导轨的外侧(箭头L1)方向上发送超声波。

图4表示用于将振子部11沿着主导轨部31和第一、第二副导轨部32、33摆动的臂部40的结构。臂部40由第一臂部42和第二臂部43构成。第一臂部42的一个端部作为摆动中心311固定于驱动部50，在另一端部上可转动地保持配置于长度方向上的两个臂部滑动用辊411、412。第二臂部43的一端部与在上述第一臂部42上配置的两个臂部滑动用辊411、412卡合，在长度方向上可滑动地保持于第一臂部42。第二臂部43的另一端部，保持振子部11的固定臂13。

当振子部11处于第一副导轨部32的端部的摆动始点STP(图3)时，第二臂部43经由臂部滑动用辊411、412在臂部中心311(箭头UP)方向上滑动，从而使臂部40的全长在长度方向上收缩。当振子部11通过了具有第二曲率的第一副导轨部32，在具有第一曲率的主导轨部31上滑动时，则第二臂部43经由臂部滑动用辊411、412向振子固定臂11(箭头向下)方向滑动，臂部40的全长在长度方向上伸长。另外，当振子部11从具有第一曲率的主导轨部31向具有第二曲率的第二副导轨部33滑动时第二臂部43再次通过臂部滑动用辊411、412使臂部40向臂部中心311方向(箭头向上方向)收缩。当振子部11到达处于第二副导轨部33的端部的摆动终点FNP时，振子部11反向地从第二副导轨部33经过主导轨部31向第一副导轨部32的摆动始点STP方向滑动。

即，当振子部11在第一和第二副导轨部32、33上滑动时，在第二臂部43朝臂部中心311(驱动部50)方向滑动而臂部40的全长收缩的状态下，以假想中心321或331为中心分别按照第二曲率1/r2滑动。当振子部11通过了第一副导轨部32或第二副导轨部33而沿着主导轨部31滑动时，在第二臂部43朝振子固定臂11(箭头向下)方向滑动而臂部40的全长伸长的状态下，以摆动中心311为中心按照第一曲率1/r1移动。这样能够使臂部40的全长在长度方向上伸缩，从而振子部11能够在摆动始点STP和摆动终点FNP之间反复地在具有不同曲率的轨道部上摆动。

臂部40的摆动中心311固定于驱动部50的旋转轴上。驱动部50具有：固定于旋转轴的电动机；通过电动机的旋转检测臂部40的摆动角的旋转编码器等旋转角检测传感器。向超声波诊断装置主体2的系统控制部7输出通过旋转角检测传感器检测的臂部40的摆动角信息。基于从驱动部50输出的臂部40的摆动角信息，系统控制部7计算振子部11的位置和摆动角。基于算出的位置和摆动角的信息，系统控制部7对驱动部50进行控制。

通过系统控制部7对驱动部50进行控制，从而使振子部11从摆动始点STP朝R1方向沿着第一副导轨部32加速，然后在滑动到主导轨部31后以恒定速度移动，当进入到第二副导轨部33则减速而停止于摆动终点FNP。接着，振子部11从摆动终点FNP沿着第二副导轨部33朝R2方向加速，然后沿着主导轨部31以恒定速度移动，进而沿着第一副导轨部32减速而停止于摆动始点STP。这样，振子部11在摆动始点STP和摆动终点FNP之间沿着曲率不同的导轨部31、32、33在R1和R2方向上摆动。

图5表示图3所示振子部11的摆动轨道。当振子部11沿着主导轨部31以恒定速度移动时，描绘了由摆动中心311、中心角θa和半径D1形成的圆弧状的主轨道，半径D1是在从摆动中心311到主导轨部31的中心的距离r1上增加振子部主体12的长度方向的长度而得到的。该主轨道具有以半径D1的倒数表示的第一曲率(1/D1)。

振子部沿着第一副导轨部32摆动时的第一副轨道，描绘了由假想摆动中心321、比中心角θb小的中心角θb1、在距离r2上增加了振子部主体12的长度的半径D2而形成的圆弧状的第一副轨道。如图5所示，该第一副轨道的位置比具有第一曲率的主轨道的第一副轨道方向上的延长曲线(虚线)靠近内侧，具有比第一曲率大的第二曲率(1/D2)。第一副轨道在切点17与主轨道连接。即，主轨道与第一副轨道的切线在切点17上一致。

同样地，当振子11沿着第二副导轨部33摆动时，描绘了由中心331、中心角θb1、半径D2形成的圆弧状的第二副轨道。该第二副轨道位于具有第一曲率的主轨道的第二副轨道方向上的延长曲线的内侧，具有比第一曲率大的第二曲率(1/D2)。主轨道与第二副轨道的切线在切点18上一致。

另外，虽然在本发明的实施例中，对在主导轨部的两端连接相同曲率的副导轨部的结构进行了说明，但是也可以构成为副导轨部与主导轨部的至少一个端部连接。

图6表示导轨结构的变形例。将图3的主导轨部31置换为描绘出直线轨道的主导轨部31’，因此在直线的主导轨部31’的两端连接描绘出规定的曲率轨道的第一副导轨部32’和第二副导轨部33’。

使振子部11沿着主轨道和第一、第二副轨道在R1或R2方向(图3)上摆动，并对收发部3进行控制，在振子部11的轨道垂直(L1)方向上以规定的时间间隔收发超声波，对诊断部位及其周边部位进行超声波电子扫描。

如上所述，本发明使振子部11描绘曲率不同的多个轨道来进行摆动，因此能够在避免探头部10的宽度方向尺寸增大的情况下，实现振子部11的广角摆动。

超声波诊断装置主体2的系统控制部7，如上所述对超声波探头1、收发部3、图像数据生成部4和显示部5进行控制。在超声波探头1内的摆动部20上设置的驱动部50，将臂部40的摆动角的信息经由线缆部60和连接器部70向系统控制部7输出。系统控制部7基于上述摆动角的信息，对驱动部50的动作进行控制。

驱动部50基于从系统控制部7经由连接器部70和线缆部60输出的控制信号，驱动臂部40以使振子部11例如向摆动始点STP移动。然后，在摆动始点STP和折返位置TBP之间，利用臂部40使振子部11沿着导轨30摆动。

图8表示振子部11的摆动角和超声波的收发方向。将振子部11的摆动范围划分为与主轨道对应的主摆动范围θe、与第一副轨道和第二幅轨道对应的第一副摆动范围θd和第二副摆动范围θf。即，振子部11从摆动始点STP沿着第一副轨道滑动，将臂部40中心轴和振子部11中心轴成为直线状之前的摆动角作为第一副摆动范围θd。将与该第一副摆动范围θd邻接而臂部40的中心轴和振子部11的中心轴保持直线移动的范围作为主摆动范围θe。另外，将与主摆动范围θe邻接而振子部11与第二副轨道对应地摆动至摆动终点FNP之前的角度范围作为第二副摆动范围θf。

图7为表示超声波诊断装置100的动作的流程图。首先，由声波诊断装置100的操作者利用操作部6，输入进行检查的被检体P的被检体信息，设定图像数据生成模式，例如设定“三维图像(音量)”。操作者将超声波探头1的顶端部与被检体P的体表接触，利用操作部6进行开始检查的操作，则超声波诊断装置100开始检查(步骤S1)。

当该检查开始后，在图8的第一副摆动范围θd内，振子部11从摆动始点STP沿着第一副导轨部32逐渐加速移动(步骤S2)。当进入主摆动范围θe后，振子部11沿着主导轨部31以恒定速度移动(步骤S3)。在第二副摆动范围θf内，使振子部11沿着第二副导轨部33减速而停止于摆动终点FNP(步骤S4)。

与这种振子部11的摆动对应地，超声波诊断装置主体2的收发部3，基于来自系统控制部7的控制信号，经由连接器部70和线缆部60以规定的时间间隔向振子部11输出超声波驱动信号。振子部11按照从收发部3经由连接器部70和线缆部60而输出的超声波驱动信号，通过声介质和探头10的声窗向被检体P的体内发送超声波，将与该超声波发送相应地接收的超声波变换为超声波接收信号。将变换所得超声波接收信号经由连接器部70和线缆部60向收发部3输出。收发部3对从振子部11输出的超声波接收信号进行处理并向图像数据生成部4输出。

振子部11在图8的摆动始点STP即第一摆动角时，对被检体P沿着第一深度方向θ1收发超声波。即，在摆动始点STP，首先在与第一深度方向θ1和R1方向正交的方向上进行超声波扫描。与第一深度方向θ1上的超声波扫描对应地，基于从收发部3接收的接收信号，图像数据生成部4生成第1二维图像数据。在图像数据生成部4生成的第1二维图像数据中，附加保存从系统控制部7供给的与第一深度方向θ1相关的超声波扫描信息。

接着，在振子部11沿着第一副导轨部32在R1方向(图1)上以规定时间加速移动的第二摆动角时，在第二深度方向θ2进行超声波收发和扫描。基于通过该超声波收发和扫描从收发部3输出的接收信号，图像数据生成部4生成第2二维图像数据。在生成的第2二维图像数据中，附加保存与第二深度方向θ2相关的超声波扫描信息。

在第一副摆动范围θd内振子部11加速移动，因此如图所示在第一至第K的摆动角中，以相邻的第一深度方向θ1至第K深度方向θK的各间隔依次变疏的状态进行超声波收发和扫描。保存由图像数据生成部4生成的K个帧构成的第一至第K的二维图像数据。

在主摆动范围θe内振子部11以恒定速度移动，因此在第(K+1)至第(K+L)的摆动角中，相邻深度方向的间隔成为等间隔，并且按照比第一副摆动范围θd稀疏的间隔，进行与第(K+1)深度方向θ(K+1)至第(K+L)深度方向θ(K+L)对应的超声波收发和扫描，从而保存由图像数据生成部4生成的L个帧构成的第(K+1)至第(K+L)的二维图像数据。

另外，在第二副摆动范围θf内振子部11减速移动，在第(K+L+1)至第(K+L+K)的摆动角时，在相邻深度方向的各间隔顺序变密的第(K+L+1)深度方向θ(K+L+1)至第(K+L+K)深度方向θ(K+L+K)上进行超声波收发和扫描，并相应地保存由K个帧构成的第(K+L+1)至第(K+L+K)的二维图像数据。

图像数据生成部4，基于所生成的各二维图像数据中附加的扫描信息，由第一至第(K+L+K)的二维图像数据生成各摆动范围θd、θe、θf上的第1三维图像数据。并且在显示部5上显示生成的第1三维图像数据(3D)(步骤S5)。在步骤S4和步骤S5之后，当为了获得检查所需的其它的三维图像数据而继续进行检查时(步骤S6：“是”)，转入步骤S7和步骤S10。并且，当所得第1三维图像数据可用于检查而无需获取其它的三维图像数据时(步骤S6：“否”)，则转入步骤S12而结束检查操作。

这样，各摆动范围按照θd→θe→θf的顺序来进行超声波收发和扫描，从而能够生成较大视野范围的三维图像数据并在显示部5上进行显示，因此能够在短时间内看到被检体P的关心部位和周边部的三维图像。

当步骤S6中为“是”时，驱动部50利用臂体40使振子部11从摆动终点FNP向摆动始点摆动。即，如图7的流程所示，在第二幅摆动范围θf加速摆动(步骤S7)。接着，在主摆动范围θe中，振子部11以恒定速度摆动(步骤S8)。另外，在第一副摆动范围θd中，振子部11减速移动，在摆动始点STP停止(步骤S9)。

另一方面，收发部3按照系统控制部7的控制以规定的时间间隔向振子部11输出超声波驱动信号。按照从收发部3输出的超声波驱动信号，振子部11向被检体P内发送超声波，接收来自对象部位的反射超声波并通过振子部11变换为接收信号，向收发部3输出。收发部3对从振子部11输出的超声波接收信号进行处理，向图像数据生成部4输出。

图像数据生成部4，与振子部11从摆动终点FNP到摆动始点STP的摆动对应地，基于来自收发部3的接收信号，与步骤S5同样地生成第2三维图像数据并在显示部上显示(步骤S10)。在步骤S9和步骤S10之后，当没有获得检查所需的第2三维图像数据而需要继续收集数据时(步骤S11：“是”)，则转入步骤S2和步骤S5。另一方面，当取得检查可用的第2三维图像数据时(步骤S11：“否”)，则转入步骤S12而结束检查操作。

在步骤S6中为“否”或者在步骤S11中为“是”之后，当利用操作部进行了结束检查的操作时，系统控制部7向超声波探头1、收发部3、图像数据生成部4、显示部发出停止指令，超声波诊断装置100结束检查(步骤S12)。

根据上述的本发明实施例，设置由曲率不同的中央导轨部和至少一个的副导轨部构成的导轨30，使振子部11沿着该导轨30摆动，从而能够使振子部1广角摆动，并且防止探头外壳的大型化。同时，通过在中央轨道和第一、第二副轨道的多个摆动角中进行超声波扫描，从而能够生成显示较大视野范围的三维图像数据。即，不会损害超声波探头1的操作性而能够在较短时间内生成并显示广角范围的三维图像数据，从而提高检查效率。

图9表示适用本发明的超声波诊断装置的超声波探头结构的第二实施例。该实施例的探头部10a具有：将一端与振子部主体12接合的固定臂13a；保持固定臂13a的另一端的摆动部20a。摆动部20a具有：与图3的导轨30同样的由曲率不同的多个导向部构成的导向体30a；沿着该导向体30a可摆动地保持振子部11a的带部40a；驱动该带部40a的驱动部50a。

即，导向体30a构成为包括：具有与导轨30的主导轨部31相同曲率的主导向部31a；与该主导向部31a端部连接而具有比主导向部31a的曲率大而与图3的副导轨部32相同曲率的第一副导向部32a和第二副导向部33a。

带部40a卷绕于导向体30a和驱动部50a，在外表面的部分上保持振子部11a。

主导向体31a可使振子部11a以具有第一曲率的第一圆弧中心311为摆动中心进行摆动。第一副导向部32a可使振子部11a以具有第二曲率的第二圆弧中心321为摆动中心进行摆动。另外，第二副导向部33a可使振子部11a以具有第二曲率的圆弧的中心331为摆动中心进行摆动。振子部11a沿着各导向部移动，在各导向部的垂直方向上收发超声波。

驱动部50a具有：在旋转轴上固定了带轮的电动机；以及检测通过该电动机的旋转而使带部40a移动的距离的旋转编码器等旋转角检测传感器。向超声波诊断装置主体2a的系统控制部7a输出通过旋转角检测传感器检测的带部40a的移动距离信息。

系统控制部7a基于从驱动部50a输出的移动距离信息，计算振子部11a的位置和摆动角。基于算出的位置和摆动角的信息，对超声波探头1a的驱动部50a、收发部3、图像数据生成部4、显示部5进行控制。

振子部11a描绘与图5所示振子轨道相同的轨道摆动而在与轨道垂直的方向上收发超声波。并且，在与各轨道和R1(或R2)正交的方向上进行超声波扫描。

驱动部50a、收发部3、图像数据生成部4、显示部5，按照与图7中所说明的实施例1的步骤相同的步骤工作。在显示部5上显示基于振子部11a进行的超声波收发而在图像数据生成部4中生成的第1三维图像数据和第2三维图像数据。

根据本实施例，设置由两种不同曲率的导向部构成的导向体30a，使振子部11a沿着导向体30a摆动，从而能够使振子部11a沿着广角轨道摆动，并且能够防止探头外壳的大型化。在主轨道和第一、第二副轨道上的多个摆动角进行超声波扫描，从而生成较大视野范围的三维图像数据并在显示部5上进行显示。因此，不会损害超声波探头的操作性，而能够在短时间内显示广角的三维图像，从而提高检查效率。

图10表示本发明的超声波诊断装置中采用的超声波探头的第三实施例。本实施例的超声波诊断装置，将图1所示超声波诊断装置100的实施例中的探头部10和超声波诊断装置主体2中的系统控制部7，分别置换为探头部10b和系统控制部7b。

探头部10b的振子部11b，将振子部主体12的背面与固定臂13b的一端部接合，经由在固定臂13b的另一端部的摆动中心上固定的带轮15b保持于摆动部20b。

摆动部20b具有：能够在主摆动范围θe内使振子部11b摆动的臂部40b；使该臂部40b摆动的第一驱动部51；用于在第一和第二副摆动范围θd、θf内使振子部11b摆动的带部44；往复移动该带部44而使振子部11b摆动的第二驱动部52。

摆动部20b的臂部40b的一端部在中心311与第一驱动部51固定，另一端部可摆动地保持振子部11b的固定臂13b。另外，带部44卷绕于振子部11b的固定臂13b。另外，带部44卷绕于振子部11b的带轮15b和第二驱动部52。

第一驱动部51具有：在臂部40b的一端部上固定旋转轴的第一电动机；以及通过该第一电动机的旋转来检测臂部40b的摆动角的第一旋转角检测传感器。将通过第一旋转角检测传感器检测的臂部40b的摆动角信息，向超声波诊断装置主体2b的系统控制部7b输出。

第二驱动部52具有：使卷绕有带部44的第二带轮旋转的第二电动机；以及检测通过该第二电动机使带部44移动的距离的第二旋转角检测传感器。通过第二旋转角检测传感器检测的带部44的移动距离信息，向超声波诊断装置主体2b的系统控制部7b输出。

系统控制部7b，基于从第一驱动部51和第二驱动部52输出的臂部40b的摆动角和带部44的移动距离信息，计算振子部11b的位置和摆动角。系统控制部7b基于算出的位置和摆动角的信息，对超声波探头1b的第一驱动部51和第二驱动部52的各电动机进行控制。

在第一副摆动范围θd内，在第一驱动部51使臂部40b停止在第K摆动角的状态下，第二驱动部52驱动带部44b，而使振子部11b沿着图5所示的主轨道摆动。

在主摆动范围θe内，在第二驱动部52上保持带部44b并使臂部40b的中心轴与振子部11b的中心轴平行的状态下，第一驱动部51使臂部40b摆动，以使振子部11b沿着主轨道摆动。另外，在第二副摆动范围θf内，在第一驱动部51使臂部40b以第(K+L+1)摆动角停止的状态下，第二驱动部52驱动带部44b，以使振子部11b沿着第二副轨道摆动。

振子部11b沿着主轨道和第一、第二副轨道摆动，在与各轨道垂直的方向上收发超声波。并且，在与各轨道和R1(或R2)方向正交的方向上进行超声波扫描。

第一驱动部51和第二驱动部52、收发部3、图像数据生成部4、显示部5，由系统控制部7b进行控制，按照与实施例1的图7相同的步骤工作。在显示部5上显示基于振子部11b中的超声波收发而在图像数据生成部4中生成的第1三维图像数据和第2三维图像数据。

根据本实施例，能够在第一副摆动范围θd内，在使臂部40b停止在第K摆动角的状态下，使振子部11b沿着第一副轨道摆动。并且，能够在主摆动范围θe内，在振子部11b的中心轴与臂部40b的中心轴平行的状态下，使振子部11b沿着中央轨道摆动。另外，能够在第二副摆动范围θf内，在使臂部40b停止在第(K+L+1)摆动角的状态下，使振子部11b沿着第二副轨道摆动。由此，能够防止探头外壳19的大型化，并使振子部11a广角摆动。另外，通过以主轨道和第一、第二副轨道上的多个摆动角进行超声波扫描，从而能够生成较大视野范围的三维图像数据并在显示部5上进行显示。

如上所述，本发明提供的超声波探头和超声波诊断装置，能够不损害超声波探头的操作性而使振子部广角摆动，因此能够在短时间内收集包含诊断部及其周边部的三维图像数据，并且提高检查效率。

本发明的其他优点以及变更对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，不言而喻，本发明并不仅限于具体的描述以及优选的实施方式，在不脱离由权利要求书定义的发明的主旨和技术范围的情况下能够进行各种变更。

Claims (10)

1.一种超声波探头，具有：振子部，排列有用于对被检体收发超声波的多个振子；以及摆动部，使上述振子部在与上述振子排列方向正交的方向上摆动，该超声波探头的特征在于，

上述摆动部包含上述振子部进行摆动的导轨，

上述导轨包括：

主导轨部，方向与上述振子排列方向正交，并且具有第一曲率；以及

至少一个副导轨部，在上述主导轨部的端部连接点上与上述主导轨部连接，并且具有比上述第一曲率大的第二曲率，

上述振子部从在上述第一曲率的上述主导轨部上移动的主轨道开始，沿着位于上述主轨道的延长曲线的内侧的副轨道摆动，上述副轨道是上述振子部沿上述至少一个副导轨部摆动时的副轨道。

2.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，

上述主轨道的切线与上述副轨道的切线在上述连接点处一致。

3.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，

上述摆动部具有：

上述导轨；

臂部，以能够摆动的方式保持上述振子部，并能够在长度方向上自由伸缩，上述振子部被保持在上述导轨上；以及

驱动部，使上述臂部摆动，

上述摆动部以上述振子部能够在与上述导轨垂直的方向上收发超声波的方式保持上述振子部。

4.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，

上述摆动部具有：

臂部，在一端部以能够摆动的方式保持上述振子部；

第一驱动部，与上述臂部的另一端部连接，能够使该臂部在形成上述主轨道的圆弧的中心角内摆动；

带轮，固定在上述振子部上；

带部，卷绕在上述带轮上；以及

第二驱动部，能够停止上述带部，并以能够在与上述主轨道垂直的方向上收发超声波的方式保持上述振子部，并且，能够驱动上述带部，并以能够在与上述副轨道垂直的方向上收发超声波的方式使上述振子部摆动。

5.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，

上述振子部具有一维排列的多个振子，所述多个振子能够在与上述轨道垂直的方向上收发超声波，并且能够在与上述垂直的方向和上述振子部的摆动方向正交的方向上进行超声波扫描。

6.一种超声波探头，具有：振子部，排列有用于对被检体收发超声波的多个振子；以及摆动部，使上述振子部在与上述振子排列方向正交的方向上摆动，该超声波探头的特征在于，

上述摆动部具有：

导向体，包括用于描绘主轨道的具有第一曲率的主导向部，以及与该主导向部连接并且为了描绘副轨道而具有比上述第一曲率大的第二曲率的至少一个副导向部；以及

带部，卷绕在上述导向体上，并且以上述振子部能够在垂直于上述主轨道和上述副轨道的方向上收发超声波的方式保持上述振子部，

上述摆动部驱动上述带部，以使上述振子部沿着上述导向体摆动。

7.一种超声波探头，使得用于对被检体收发超声波的振子部摆动，其特征在于，

具有摆动部，该摆动部使上述振子部沿着轨道摆动，所述轨道由直线状的主轨道和至少一个副轨道构成，所述至少一个副轨道与该直线状的主轨道端部连接且具有与该直线状的主轨道不同的规定的曲率。

8.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有：

超声波探头，具有振子部以及摆动部，该振子部用于对被检体收发超声波，该摆动部使上述振子部沿着轨道摆动，所述轨道由具有第一曲率的主轨道和至少一个副轨道构成，所述至少一个副轨道与上述主轨道端部连接且具有比上述第一曲率大的第二曲率；

图像数据生成部，基于上述振子部的超声波接收信息，生成上述主轨道及至少一个副轨道的范围的三维图像数据；以及

装置主体，包含对整个装置的动作进行控制的系统控制部。

9.根据权利要求8所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述摆动部具有检测臂部的摆动角的检测部，该臂部在一端部上以能够摆动的方式保持上述振子部，

上述系统控制部根据由上述检测部检测出的摆动角信息来计算上述振子部的摆动角，并且基于算出的摆动角对上述摆动部进行控制。

10.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有：

超声波探头，具有振子部以及摆动部，该振子部用于对被检体收发超声波，该摆动部使上述振子部沿着轨道摆动，该轨道由直线主轨道部和与该主轨道部连接的具有与该直线主轨道部不同的规定曲率的副轨道形成；

图像数据生成部，基于上述超声波探头的超声波接收信息，生成上述主轨道及副轨道的范围的三维图像数据；以及

装置主体，包含对整个装置的动作进行控制的系统控制部。

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