JP2001104304A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2001104304A
JP2001104304A JP28434099A JP28434099A JP2001104304A JP 2001104304 A JP2001104304 A JP 2001104304A JP 28434099 A JP28434099 A JP 28434099A JP 28434099 A JP28434099 A JP 28434099A JP 2001104304 A JP2001104304 A JP 2001104304A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピン数の比較的少ない小型のコネクタを用
い、このコネクタにすべてのプローブを着脱自在に接続
することができるようにする。 【解決手段】 プローブ20から伸びてきているケーブ
ル21先端をコネクタ22により本体10に着脱自在に
接続し、そのコネクタ22を介してプローブ20に接続
されている信号線を、本体10内の切換器11で切り換
えて、送信・受信回路12か情報処理回路13かに選択
的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波診断装置
に関し、とくに種々のプローブを着脱自在なコネクタに
より交換できるタイプの超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波診断装置は、超音波を被検体(患
者身体)内に照射し、その反射波を受信することにより
Bモード画像やMモード画像などの各種の画像情報を得
て、これをディスプレイ装置に表示し、患部の病状の診
断に供するものである。超音波を発射しかつ受波するた
めの超音波トランスデューサは、多数の超音波振動子エ
レメントを配列したアレイからなり、これがプローブ内
に納められている。多数の振動子エレメントの各々から
の発射・受波超音波を合成することによって単一超音波
ビームを形成し、その駆動位相・受信位相を電子的に制
御することによってその合成超音波ビームの方向・焦点
等を変化させて電子的にスキャンする。
【0003】そして、診断部位に応じてさまざまな種類
のプローブが用意されている。すなわち、腹部専用のコ
ンベックスプローブや、食道内に挿入して心臓をモニタ
ーするという特殊な用途の経食道プローブや、汎用型の
リニアプローブ、セクタプローブなどが知られている。
リニアプローブ、セクタプローブでは、振動子エレメン
トが直線的に並べられており、前者では超音波ビームを
平行にスキャンし、後者では超音波ビームを扇形にスキ
ャンする。コンベックスプローブでは、振動子エレメン
トが凸状に湾曲して並べられることによって、超音波ビ
ームを扇形にスキャンする。経食道プローブはセクタプ
ローブの一種であり、振動子エレメントが直線的に並べ
られ超音波ビームを扇形にスキャンする。
【0004】これらの各種のプローブはケーブルの先端
に設けたコネクタによって本体に着脱自在に接続される
ように構成されており、これにより用途に応じて任意に
プローブを交換することができる。このコネクタの各ピ
ンは各信号線に対応しており、必要な信号線は、プロー
ブ内の振動子エレメントに接続される超音波信号用の信
号線と、コントロール信号、プローブ識別信号、グラン
ド等の一般制御信号の信号線である。
【0005】ところで、リニアプローブやコンベックス
プローブでは、グレーティングローブの少ない超音波画
像を得るためには超音波振動子エレメント数を増やした
方がよいので、コネクタのピンの多くはこれらエレメン
トに接続される信号線に割り当てられることになる。そ
れに対して、セクタプローブではそのエレメント数は、
概して、リニアプローブやコンベックスプローブよりも
少ない。そのため、セクタプローブでは、コネクタのピ
ンの多くをエレメントに接続される信号線に割く必要は
ないことになる。
【0006】また、経食道プローブは、上記のように食
道内に挿入して心臓をモニターするという特殊な用途の
ものであるため、プローブを食道内のある一個所に固定
して超音波の送受を行う。そこで、プローブの温度上昇
が食道にダメージを与える可能性があり、プローブの温
度上昇を監視するための温度情報の信号線が必要とな
る。さらに、経食道プローブのスキャン面の回転角度を
知りたいという要望もあり、その回転角度情報のための
信号線もあるとよい。そこで、これらの独自情報の信号
線を確保する必要が生じる。
【0007】したがって、これら全部に対応するなら、
信号線数の合計は、どのプローブにも共通に必要とされ
る一般制御用信号線数のほかに、リニアプローブ等での
数多いエレメント数に対応した超音波信号用信号線数
と、経食道プローブ等で要求される独自情報用信号線数
とを合わせたものとする必要がある。コネクタのピン数
は、これに対応して非常に多いものとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにすべてのプローブに要求される信号線に対応してピ
ン数の多いコネクタを用いるなら、大型のコネクタを用
いなければならず、コストアップが避けられないという
問題がある。大型のコネクタを用いないためにリニアプ
ローブやコンベックスプローブのエレメント数を減少さ
せれば画質に問題が生じる。リニアプローブ等で画質を
劣化させないためにエレメント数を減少させず、かつ大
型のコネクタを用いないことにすれば、コネクタのピン
のすべては、超音波信号用信号線と、一般制御用信号線
だけで占められてしまう。そのため温度情報などの独自
情報の必要のないリニアプローブやコンベックスプロー
ブではよいのであるが、そのままでは独自情報の必要な
経食道プローブは接続することができない。プローブに
よってコネクタを変えることも考えられるが、同一のコ
ネクタを用いた場合の量産効果によるコストダウンは期
待できないことになる。
【0009】この発明は、上記に鑑み、同一の比較的ピ
ン数の少ない小型のコネクタを用いながら、各種プロー
ブのすべてに対応することができるようにし、もって、
使用上の便利さとコストダウンとを図ることができる、
超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による超音波診断装置においては、少なく
とも超音波の送信および受信を行うための送信・受信回
路を備えた本体と、超音波振動子エレメントアレイを備
え、上記本体に着脱自在なコネクタを介して接続される
プローブと、上記コネクタを介してプローブに接続され
る信号線を、本体内で、プローブ識別信号に応じて切り
換える、本体内に設けられた切換器とが備えられること
が特徴となっている。
【0011】切換器が本体内に設けられており、コネク
タを介してプローブに接続される信号線が、プローブ識
別信号に応じて切り換えられる。そのため、この切り換
えられる信号線を、プローブによって別の信号のために
用いることが可能となる。超音波振動子エレメント数の
少ないプローブでは、この各エレメントに接続すべき超
音波信号用の信号線は少ない数でよいので、空きの信号
線が生じることになり、これをそのプローブに独自の情
報のために割り当て、プローブ識別信号によって切換器
で切り換えてその独自情報を処理するための回路に接続
することができる。超音波振動子エレメント数の多いプ
ローブでは、この各エレメントに接続すべき超音波信号
用の信号線数は多いので、上記の空きとなっていた信号
線をすべて超音波信号用の信号線に割り当て、プローブ
識別信号に応じて切換器で切り換えて、送信・受信回路
に接続することができる。このように切換器で切り換え
ることによって、特定の信号線を、あるプローブでは超
音波信号用、他のプローブでは独自情報用というよう
に、選択的に兼用することができる。そのため、コネク
タのピン数を多くしなくてもよくなり、ピン数の比較的
少ない小型のコネクタを用いることができる。コネクタ
は一つ(1種類)だけでよく、プローブによってコネク
タを変える必要もない。切換器での切り換えはプローブ
識別信号によって自動的になされる。これらから、使用
上、非常に便利である。
【0012】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示す
超音波診断装置では、本体10とプローブ20とがコネ
クタ22で着脱自在に結合されるようになっている。本
体10には、切換器11、送信・受信回路12、情報処
理回路13、受信信号処理系14、コントローラ15等
が内蔵され、さらに、超音波画像などを表示するディス
プレイ装置16、キーボードや各種のスイッチ類等が備
えられた入力装置17が設けられている。
【0013】プローブ20には、多数の超音波振動子エ
レメントアレイからなる超音波トランスデューサが内蔵
され、これから伸びるケーブル21の先端においてコネ
クタ22により本体10に結合されるようになってい
る。ケーブル21内の各信号線は送信・受信回路12や
情報処理回路13やコントローラ15などに接続されて
おり、その一部は切換器11で切り換えられるようにな
っている。
【0014】送信・受信回路12は、切換器11、コネ
クタ22、ケーブル21を経てプローブ20内の超音波
振動子エレメントの各々に接続され、各エレメントを超
音波パルスで駆動するためのパルス駆動回路と、各エレ
メントからの超音波受信信号を増幅する増幅器とを含
む。プローブ20から超音波ビームを発射するときは、
送信・受信回路12のパルス駆動回路により各エレメン
トをいっせいにパルス駆動し、そのタイミングの遅延時
間および位相を各エレメントごとにコントロールするこ
とによって各エレメントから発生する超音波の合成波ビ
ームの方向と焦点とを定める。受信時には、各エレメン
トからの受信信号の各々に所定の遅延時間と位相差とを
与えて合成することにより、合成受波超音波ビームの方
向と焦点とを定める。この遅延時間および位相の制御に
より、送信時および受信時の合成超音波ビームの電子的
なコントロールを行う。これにより、たとえば送信およ
び受信超音波ビームが所定の断面を走査するような電子
的なスキャンが可能になる。
【0015】超音波受信信号は、受信信号処理系14に
送られて処理され、Bモード画像などが作られ、これが
ディスプレイ装置16に送られて、その表示画面上に表
示される。入力装置17は、BモードやMモードなどの
撮像モードを入力したり、患者名や患者IDなどを入力
するためのものである。
【0016】プローブ20は各種のものが用意されてお
り、コネクタ22を着脱することによって交換できるよ
うにされている。プローブ20の種類を表すプローブ識
別信号のための信号線もケーブル21に含まれる。つま
り、ケーブル21内の信号線には、超音波エレメントの
各々に接続される信号線のほかに、プローブ識別信号の
ための信号線や、グランド、コントロール信号などの一
般制御信号のための信号線なども含まれることになる。
また、プローブ20が経食道プローブのようなものであ
る場合には、温度情報や回転角度情報などの独自情報用
の信号線も必要である。これらの温度情報等の信号線
は、超音波エレメントの各々に接続される信号線と兼用
されており、切換器11で切り換えられるように構成さ
れる。
【0017】たとえば図2に示すように#1〜#nのn
本の信号線がケーブル21およびコネクタ22に備えら
れているとする(コネクタ22のピン数はn)。リニア
プローブやコンベックスプローブでは、#1〜#mのm
本(m<n)の信号線がm個の超音波振動子エレメント
に接続される。#m+1〜#nの信号線には、プローブ
識別信号、コントロール信号、グランド等の一般制御信
号のための信号線として割り当てる。他方、経食道プロ
ーブでは、エレメント数はリニアプローブ等よりも少な
くてよく、k−1個(k<m)となっているので、#k
〜#mの信号線は空いており、そのためこの空いた#k
〜#mの信号線を温度情報や回転角度情報などの独自情
報のための信号線に割り当てる。この経食道プローブの
場合も、#m+1〜#nの信号線には、同様にプローブ
識別信号、コントロール信号、グランド等の一般制御信
号を割り当てる。
【0018】すなわち、#1〜#k−1の信号線は、ど
のプローブの場合も超音波信号用であり、#m+1〜#
nの信号線についてもどのプローブの場合も一般制御信
号のためのものであるが、#k〜#mの信号線について
は、エレメント数が多いプローブで超音波信号用である
が、エレメント数が少ないプローブでは独自情報用とい
うことになって、兼用されている。
【0019】そして、この兼用された#k〜#mの信号
線が切換器11で切り換えられる。本体10側に設けら
れたコネクタ22の受け側23に、プローブ20からの
ケーブル21に取り付けられたコネクタ22の挿入側2
4が挿入・固定されたときに、#m+1〜#nの信号線
により送られてくるプローブ識別信号に応じてコントロ
ーラ15が切換器11を切り換える。これにより、たと
えばプローブ20がリニアプローブやコンベックスプロ
ーブのように超音波振動子エレメント数の多いプローブ
である場合には、#k〜#mの信号線は送信・受信回路
12側に切り換えられ、経食道プローブの場合には#k
〜#mの信号線は情報処理回路13側へと切り換えられ
て温度情報や回転角度情報等の独自情報が情報処理回路
13に送られるようになる。
【0020】なお、ここでは、経食道プローブを例に説
明したが、そのほかにエレメント数が少なくて独自情報
の必要なプローブの場合も同様に、超音波信号用として
は空きとなった信号線をその独自情報のために割り当て
ることができる。たとえば、バイプレーンのプローブで
は、プローブ内に設けた切換器で方向を違えて配置した
2列の超音波振動子エレメントアレイを、プローブ内に
設けた切換器で切り換えるが、その切り換え信号を独自
情報として送ることができる。
【0021】その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲
で、具体的な構成などは、上で説明した構成以外の構成
を採用することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の超音波
診断装置によれば、ピン数の比較的少ない小型のコネク
タを用い、このコネクタにすべてのプローブを着脱自在
に接続することができ、しかも接続すればプローブ識別
信号により切換器が自動的に切り換えられるため、超音
波振動子エレメント数の多いプローブや超音波振動子エ
レメント数は少ないが独自情報の必要なプローブなどの
どれでも単にコネクタに接続するだけで良く、非常に便
利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す模式図。
【図2】各信号線およびその接続関係を示すブロック
図。
【符号の説明】
10 超音波診断装置の本体 11 切換器 12 送信・受信回路 13 情報処理回路 14 受信信号処理系 15 コントローラ 16 ディスプレイ装置 17 入力装置 20 プローブ 21 ケーブル 22 コネクタ 23 コネクタの受け側 24 コネクタの挿入側

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも超音波の送信および受信を行
    うための送信・受信回路を備えた本体と、超音波振動子
    エレメントアレイを備え、上記本体に着脱自在なコネク
    タを介して接続されるプローブと、上記コネクタを介し
    てプローブに接続される信号線を、本体内で、プローブ
    識別信号に応じて切り換える、本体内に設けられた切換
    器とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
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