JP2003024331A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device - Google Patents
Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波画像により
被検体の診断を行う超音波診断装置及びその探触子に係
り、特に被検体の三次元画像データを取得するのに好適
な超音波探触子及びそれを用いた超音波診断装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing an object using an ultrasonic image and a probe thereof, and particularly to an ultrasonic wave suitable for acquiring three-dimensional image data of the object. The present invention relates to a probe and an ultrasonic diagnostic apparatus using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】医療分野において生体内を観察するため
に、超音波診断装置が使用されている。超音波診断装置
は、超音波探触子から被検体へ超音波を送波し、被検体
からの反射エコーを超音波探触子で受波し、検出した信
号から被検体の画像データを作成して表示装置に表示す
るものである。超音波の送受波を行う超音波探触子は、
複数の短冊状の振動子素子を一次元方向にアレイ状に配
列して構成されている。2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus is used for observing the inside of a living body in the medical field. The ultrasonic diagnostic apparatus transmits ultrasonic waves from the ultrasonic probe to the subject, receives reflected echoes from the subject with the ultrasonic probe, and creates image data of the subject from the detected signals. And is displayed on the display device. An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves
A plurality of strip-shaped transducer elements are arranged in an array in a one-dimensional direction.
【0003】従来、このような一次元アレイ型探触子で
被検体の三次元画像データを取得するためには、一次元
アレイ型探触子を駆動系で機械的に移動して、超音波ビ
ームを走査する必要があった。Conventionally, in order to acquire three-dimensional image data of an object with such a one-dimensional array type probe, the one-dimensional array type probe is mechanically moved by a drive system to generate ultrasonic waves. The beam had to be scanned.
【0004】これに対し、複数の四角形の振動子素子を
二次元方向に面状に配列した二次元アレイ型探触子を用
い、特定の振動子素子群を選択的に動作させることで超
音波ビームを走査して、被検体の三次元画像データを取
得することも行われている。On the other hand, by using a two-dimensional array type probe in which a plurality of rectangular transducer elements are arranged in a plane in a two-dimensional direction, a specific transducer element group is selectively operated to generate ultrasonic waves. It is also practiced to scan a beam to acquire three-dimensional image data of a subject.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の一次元アレイ型
探触子を用いて被検体の三次元画像データを取得する技
術は、一次元アレイ型探触子を駆動系で機械的に移動す
るため、超音波ビームの走査速度が遅く、また大型で高
価な駆動系が必要であった。A conventional technique for acquiring three-dimensional image data of an object using a one-dimensional array type probe is to mechanically move the one-dimensional array type probe by a drive system. Therefore, the scanning speed of the ultrasonic beam is slow, and a large and expensive drive system is required.
【0006】一方、二次元アレイ型探触子を用いて被検
体の三次元画像データを取得する技術は、二次元アレイ
型探触子の部品点数が多く構造が複雑であり、高価であ
った。On the other hand, the technique for acquiring the three-dimensional image data of the object using the two-dimensional array type probe is expensive because the two-dimensional array type probe has many parts and has a complicated structure. .
【0007】本発明は、安価な構成で高速に超音波ビー
ムの走査を行うことのできる超音波探触子を提供するこ
とを目的とする。It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe which can scan an ultrasonic beam at high speed with an inexpensive structure.
【0008】本発明はまた、安価な構成で高速に三次元
画像データを作成することのできる超音波診断装置を提
供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus which can inexpensively generate three-dimensional image data at a high speed.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された超
音波探触子は、超音波を送受波する振動子と、超音波を
反射する1つまたは2つ以上の反射面を有する反射手段
と、反射手段の反射面の角度を変化させる走査手段と、
反射手段の反射面の角度を検出する検出手段とを備えた
ものである。反射手段は、振動子から送波された超音波
ビームを反射して被検体へ放射し、被検体からの反射エ
コーを反射して振動子に受波させる。走査手段は、反射
手段の反射面の角度を変化させることにより、超音波ビ
ームを走査する。従来のように超音波探触子を機械的に
移動するのでなく、反射手段の反射面の角度を変化させ
るだけなので、超音波ビームの走査速度が速い。そし
て、従来のように超音波探触子を機械的に移動する大型
で高価な駆動系や、複雑で高価な二次元アレイ型探触子
が必要ない。An ultrasonic probe according to a first aspect of the present invention is an ultrasonic probe having a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves and one or more reflecting surfaces for reflecting the ultrasonic waves. Means and scanning means for changing the angle of the reflecting surface of the reflecting means,
And a detection means for detecting the angle of the reflection surface of the reflection means. The reflecting means reflects the ultrasonic beam transmitted from the transducer and radiates it to the subject, and reflects the echo reflected from the subject to be received by the transducer. The scanning means scans the ultrasonic beam by changing the angle of the reflecting surface of the reflecting means. Since the ultrasonic probe is not mechanically moved as in the conventional case but only the angle of the reflecting surface of the reflecting means is changed, the scanning speed of the ultrasonic beam is high. Further, unlike the conventional case, a large and expensive drive system for mechanically moving the ultrasonic probe and a complicated and expensive two-dimensional array type probe are not required.
【0010】請求項2に記載された超音波探触子は、請
求項1のものにおいて、反射手段が軸回りに回転可能に
保持された反射板からなるものである。これにより、走
査手段は、例えばモータ及びモータで回転しながら反射
板に当接する駆動部材や、反射板の回転軸に直結された
ステッピングモータ及びそのドライバ回路等の簡単な構
成で実現できる。An ultrasonic probe according to a second aspect of the present invention is the ultrasonic probe according to the first aspect of the present invention, wherein the reflecting means comprises a reflecting plate that is held rotatably around an axis. Thus, the scanning means can be realized with a simple configuration such as a motor and a driving member that comes into contact with the reflector while rotating with the motor, a stepping motor that is directly connected to the rotating shaft of the reflector, and a driver circuit thereof.
【0011】請求項3に記載された超音波探触子は、請
求項1のものにおいて、反射手段が軸回りに回転可能に
保持された複数の反射面を有する多面体からなるもので
ある。これにより、走査手段は、例えば多面体の回転軸
に直結されたステッピングモータ及びそのドライバ回路
等の簡単な構成で実現できる。An ultrasonic probe according to a third aspect of the present invention is the ultrasonic probe according to the first aspect, wherein the reflecting means is a polyhedron having a plurality of reflecting surfaces that are held rotatably around an axis. Thus, the scanning means can be realized with a simple configuration such as a stepping motor directly connected to the rotation axis of the polyhedron and its driver circuit.
【0012】請求項4に記載された超音波診断装置は、
超音波を送受波する振動子と、超音波を反射する1つま
たは2つ以上の反射面を有する反射手段と、反射手段の
反射面の角度を変化させる走査手段と、反射手段の反射
面の角度を検出する検出手段とを有する超音波探触子
と、超音波探触子の振動子へ電気信号を印加し、超音波
探触子の振動子からの電気信号を受信する送受波手段
と、送受波手段の出力信号を処理して画像データを作成
する処理手段と、超音波探触子の検出手段の検出結果に
対応して、処理手段で作成された複数のフレーム分の画
像データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された
複数のフレーム分の画像データから三次元画像データを
作成する手段とを備えたものである。超音波ビームの走
査速度が速く安価な超音波探触子を備えることにより、
安価な構成で高速に三次元画像データを作成することが
できる。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 is
A transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a reflecting means having one or more reflecting surfaces for reflecting the ultrasonic waves, a scanning means for changing the angle of the reflecting surface of the reflecting means, and a reflecting surface of the reflecting means. An ultrasonic probe having a detecting means for detecting an angle; and a transmitting / receiving means for applying an electric signal to the transducer of the ultrasonic probe and receiving the electric signal from the transducer of the ultrasonic probe. , Processing means for processing the output signal of the transmitting / receiving means to create image data, and image data for a plurality of frames created by the processing means corresponding to the detection result of the detection means of the ultrasonic probe. The storage means for storing and a means for creating three-dimensional image data from the image data of a plurality of frames stored in the storage means. By providing an inexpensive ultrasonic probe with a high scanning speed of the ultrasonic beam,
3D image data can be created at high speed with an inexpensive structure.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図1は、本発明の一実施の形態
による超音波探触子のケースの一部を切り取った状態を
示す斜視図である。本実施の形態は電子リニア走査型超
音波探触子の例を示しており、反射手段として軸回りに
回転可能に保持された反射板を使用している。超音波探
触子100aは、振動子11、マッチング層12、音響
レンズ13、吸音材14、フレキシブルパターンサーキ
ット(以下、「FPC」と略称する)15、FPCコネ
クタ16、ケーブルコネクタ17、ケーブル18、音響
透過部材19、ケース20a、反射板21、角度検出器
22、モータ23、反射板駆動部材24、及びばね25
を含んで構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a part of a case of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention is cut out. The present embodiment shows an example of an electronic linear scanning ultrasonic probe, and uses a reflection plate that is held rotatably around an axis as the reflection means. The ultrasonic probe 100a includes a transducer 11, a matching layer 12, an acoustic lens 13, a sound absorbing material 14, a flexible pattern circuit (hereinafter abbreviated as “FPC”) 15, an FPC connector 16, a cable connector 17, a cable 18, Sound transmission member 19, case 20a, reflector 21, angle detector 22, motor 23, reflector drive member 24, and spring 25.
It is configured to include.
【0014】振動子11は、電気信号のパルスを機械的
振動に変換して超音波を発生し、また被検体からの反射
エコーによる機械的振動を電気信号のパルスに変換する
ものであり、複数の短冊状の振動子素子を一次元方向に
アレイ状に配列して構成されている。振動子11の上面
から発生した超音波は、マッチング層12を介して音響
レンズ13を通過し、音響レンズ13により予め設定さ
れた焦点に集束する超音波ビームとなる。振動子11の
下面から発生した超音波は、吸音材14に吸収される。The vibrator 11 converts a pulse of an electric signal into a mechanical vibration to generate an ultrasonic wave, and converts a mechanical vibration due to a reflection echo from a subject into a pulse of an electric signal. The strip-shaped transducer elements are arranged in an array in a one-dimensional direction. The ultrasonic waves generated from the upper surface of the oscillator 11 pass through the acoustic lens 13 via the matching layer 12 and become an ultrasonic beam that is focused by the acoustic lens 13 at a preset focus. The ultrasonic wave generated from the lower surface of the vibrator 11 is absorbed by the sound absorbing material 14.
【0015】FPC15は、電気配線が設けられた基板
であり、基板上の各電気配線はそれぞれ振動子11の各
振動子素子の電極に接続されている。ケーブル18は、
振動子11に接続されたFPC15と超音波診断装置本
体とを接続し、電気信号を伝送する。FPCコネクタ1
6及びケーブルコネクタ17は、FPC15とケーブル
18とを接続するものである。The FPC 15 is a substrate provided with electric wiring, and each electric wiring on the substrate is connected to an electrode of each vibrator element of the vibrator 11. Cable 18
The FPC 15 connected to the vibrator 11 and the ultrasonic diagnostic apparatus body are connected to each other to transmit an electric signal. FPC connector 1
The 6 and the cable connector 17 connect the FPC 15 and the cable 18.
【0016】ケース20aは、振動子11を固定してお
り、また音響透過部材19と共に反射板21他を収納す
る空間を構成している。図1では、その内部が見えるよ
うに、ケース20aの左側の壁を切り取った状態が示さ
れている。この空間には、例えばオイル等の超音波を伝
播する媒体が充填されている。音響透過部材19は、例
えばエポキシ樹脂やシリコンゴム等の生体と近い音響イ
ンピーダンスを有する材料で構成されている。The case 20a fixes the vibrator 11, and forms a space for accommodating the reflection plate 21 and the like together with the sound transmitting member 19. In FIG. 1, the left side wall of the case 20a is cut away so that the inside can be seen. A medium that propagates ultrasonic waves, such as oil, is filled in this space. The sound transmitting member 19 is made of a material having an acoustic impedance close to that of a living body, such as epoxy resin or silicon rubber.
【0017】反射板21は、超音波を反射する反射手段
として使用されている。反射板21は、超音波を反射す
る反射面を有し、ケース20aにより軸回りに回転可能
に保持されている。反射板21は、アルミニウムやステ
ンレス等の金属材料で構成され、ケース20a内に充填
されている超音波を伝播する媒体との音響インピーダン
スの違いによって、超音波を反射する。The reflection plate 21 is used as a reflection means for reflecting ultrasonic waves. The reflection plate 21 has a reflection surface that reflects ultrasonic waves, and is held by the case 20a so as to be rotatable about its axis. The reflection plate 21 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel, and reflects ultrasonic waves due to the difference in acoustic impedance between the ultrasonic wave and the medium that propagates the ultrasonic waves filled in the case 20a.
【0018】角度検出器22は、反射手段の反射面の角
度を検出する検出手段として使用されている。角度検出
器22は、例えば可変抵抗を利用して反射板21の回転
角度に対応した抵抗値から反射面の角度を算出するよう
に構成されている。The angle detector 22 is used as a detecting means for detecting the angle of the reflecting surface of the reflecting means. The angle detector 22 is configured to calculate the angle of the reflection surface from the resistance value corresponding to the rotation angle of the reflection plate 21 using, for example, a variable resistance.
【0019】モータ23及び反射板駆動部材24は、反
射手段の反射面の角度を変化させる走査手段として使用
されている。モータ23は、反射板駆動部材24を回転
させる。反射板駆動部材24は、断面形状が楕円の円柱
で、中心から外周までの距離の違いを利用して回転運動
を往復運動に変換するものであり、その外周が反射板2
1に当接している。従って、反射板駆動部材24が回転
すると、反射板21は回転軸を中心に一定範囲で回転す
る往復運動を繰り返し、反射板21の反射面の角度が変
化する。ばね25は、一端がケース20aに固定され、
多端に取り付けられた反射板21を常に反射板駆動部材
24の外周に押し付ける方向に付勢している。The motor 23 and the reflector driving member 24 are used as scanning means for changing the angle of the reflecting surface of the reflecting means. The motor 23 rotates the reflector driving member 24. The reflector driving member 24 is a cylinder having an elliptical cross section, and converts rotational movement into reciprocating movement by utilizing the difference in the distance from the center to the outer periphery.
It is in contact with 1. Therefore, when the reflection plate driving member 24 rotates, the reflection plate 21 repeats the reciprocating motion of rotating in a certain range around the rotation axis, and the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 changes. One end of the spring 25 is fixed to the case 20a,
The reflectors 21 attached to the multiple ends are always urged in a direction to be pressed against the outer periphery of the reflector drive member 24.
【0020】なお、本実施の形態では、角度検出器22
及びモータ23が、ケース20a内で超音波を伝播する
媒体が充填された空間内に設置されているが、角度検出
器22及びモータ23は、ケース20a内で超音波を伝
播する媒体が充填された空間の外に設置してもよい。In the present embodiment, the angle detector 22
The motor 23 is installed in a space filled with a medium that propagates ultrasonic waves in the case 20a, but the angle detector 22 and the motor 23 are filled with a medium that propagates ultrasonic waves in the case 20a. It may be installed outside the open space.
【0021】図2は、図1に示した実施の形態による超
音波探触子の動作を説明する図である。振動子11から
発生した超音波は、マッチング層12及び音響レンズ1
3を通過して超音波ビームとしてケース20a内に充填
されたオイル等の超音波を伝播する媒体へ放射される。
そして、反射板21の反射面で反射され、ケース20a
に設けられた音響透過部材19を介して超音波ビーム1
として外部の被検体へ放射される。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic probe according to the embodiment shown in FIG. The ultrasonic waves generated from the vibrator 11 are generated by the matching layer 12 and the acoustic lens 1.
3 is radiated as an ultrasonic beam to a medium that propagates ultrasonic waves such as oil filled in the case 20a.
Then, the light is reflected by the reflection surface of the reflection plate 21, and the case 20a
The ultrasonic beam 1 is transmitted through the sound transmitting member 19 provided in the
Is radiated to the outside subject.
【0022】被検体から反射した超音波ビームは再び、
音響透過部材19、超音波を伝播する媒体、反射板2
1、超音波を伝播する媒体、音響レンズ13、及びマッ
チング層12を介して振動子11に到達し、振動子11
によって電気信号に変換される。この電気信号は、FP
C15、FPCコネクタ16、ケーブルコネクタ17、
及びケーブル18を介して超音波診断装置本体へ伝送さ
れる。The ultrasonic beam reflected from the subject is again
Sound transmitting member 19, medium for propagating ultrasonic waves, reflector 2
1, the medium that propagates ultrasonic waves, the acoustic lens 13, and the matching layer 12 to reach the vibrator 11,
Is converted into an electric signal by. This electrical signal is FP
C15, FPC connector 16, cable connector 17,
And transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via the cable 18.
【0023】反射板21はばね25によって常に反射板
駆動部材24の外周に押し付けられており、反射板駆動
部材24がモータ23により反射板駆動部材回転軸24
aを中心に回転すると、反射板21は図3(a),図3
(b),図3(c)に示すように反射板回転軸21aを
中心に一定範囲で回転する往復運動を繰り返す。これに
よって、反射板21の反射面の角度が変化し、図3
(a),図3(b),図3(c)に示すように超音波ビ
ーム1の走査が行われる。The reflection plate 21 is constantly pressed against the outer periphery of the reflection plate drive member 24 by a spring 25, and the reflection plate drive member 24 is driven by the motor 23 to rotate the reflection plate drive member rotation shaft 24.
When it is rotated around a, the reflector 21 is moved to the position shown in FIG.
As shown in FIGS. 3B and 3C, the reciprocating motion of rotating the reflector rotating shaft 21a within a certain range is repeated. As a result, the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 changes, and
As shown in (a), FIG. 3 (b), and FIG. 3 (c), the ultrasonic beam 1 is scanned.
【0024】図1に示した実施の形態によれば、走査手
段としてモータ23及び反射板駆動部材24を用いるこ
とにより、安価な構成で反射板21の反射面の角度を変
化させることができる。According to the embodiment shown in FIG. 1, by using the motor 23 and the reflecting plate driving member 24 as the scanning means, the angle of the reflecting surface of the reflecting plate 21 can be changed with an inexpensive structure.
【0025】図3は、本発明の一実施の形態による超音
波診断装置のブロック図である。超音波診断装置は、図
1の超音波探触子100a、超音波診断装置本体20
0、及び表示装置300を備えている。超音波診断装置
本体200は、送受波回路210、整相回路220、B
モード処理回路230、ドプラ処理回路240、Mモー
ド処理回路250、ディジタルスキャンコンバータ(以
下、「DSC」と略称する)260、及び画像メモリ2
70を備えている。FIG. 3 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus includes the ultrasonic probe 100a and the ultrasonic diagnostic apparatus main body 20 shown in FIG.
0 and the display device 300. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 includes a transmission / reception circuit 210, a phasing circuit 220, B
The mode processing circuit 230, the Doppler processing circuit 240, the M mode processing circuit 250, the digital scan converter (hereinafter abbreviated as “DSC”) 260, and the image memory 2.
70 are provided.
【0026】送受波回路210は、超音波探触子100
aの振動子11へ電気信号のパルスを印加し、振動子1
1からの電気信号のパルスを受信する。整相回路220
は、送受波回路210で受信された電気信号のタイミン
グに対し所定の遅延時間を与えて振動子11の振動子素
子の位置による時間的ずれを補正し、同じタイミングの
電気信号の振幅を重ね合わせる。Bモード処理回路23
0は、整相回路220の出力信号を処理して被検体の断
層像を示すBモード画像データを作成する。ドプラ処理
回路240は、整相回路220の出力信号にドプラ効果
を利用した処理を行い、ドプラ偏移を受けた成分を示す
画像データを作成する。Mモード処理回路250は、整
相回路220の出力信号を処理して被検体の超音波ビー
ム方向断面の深度方向の時間的変化を示すMモード画像
データを作成する。DSC260は、Bモード処理回路
230、ドプラ処理回路240、及びMモード処理回路
250からの各画像データを画像メモリ270に記憶
し、画像メモリ270から読み出した画像データを標準
テレビ信号等の表示装置300で表示できるデータに変
換して、表示装置300へ出力する。表示装置300
は、DSC260からの出力信号を入力して、被検体の
超音波画像を表示する。制御回路26は、超音波診断装
置本体200と、超音波探触子100aの角度検出器2
2及びモータ23とを制御し、同期を取りながら後述す
る処理を行う。The transmission / reception circuit 210 includes the ultrasonic probe 100.
When a pulse of an electric signal is applied to the vibrator 11 of a, the vibrator 1
1 receives a pulse of an electrical signal. Phase adjusting circuit 220
Gives a predetermined delay time to the timing of the electric signal received by the transmission / reception circuit 210 to correct the time shift due to the position of the vibrator element of the vibrator 11, and superimposes the amplitude of the electric signal at the same timing. . B-mode processing circuit 23
0 processes the output signal of the phasing circuit 220 to create B-mode image data showing a tomographic image of the subject. The Doppler processing circuit 240 performs processing using the Doppler effect on the output signal of the phasing circuit 220, and creates image data indicating the component subjected to Doppler shift. The M-mode processing circuit 250 processes the output signal of the phasing circuit 220 to create M-mode image data showing a temporal change in the depth direction of the ultrasonic beam direction cross section of the subject. The DSC 260 stores each image data from the B-mode processing circuit 230, the Doppler processing circuit 240, and the M-mode processing circuit 250 in the image memory 270, and the image data read from the image memory 270 is a display device 300 such as a standard television signal. It is converted into data that can be displayed by and output to the display device 300. Display device 300
Receives an output signal from the DSC 260 and displays an ultrasonic image of the subject. The control circuit 26 includes the ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 and the angle detector 2 of the ultrasonic probe 100a.
2 and the motor 23 are controlled, and the processing described later is performed while synchronizing with each other.
【0027】図4は、図3に示した実施の形態による超
音波診断装置の処理を示すフローチャートである。ま
ず、制御回路26は、予め設定して記憶しておいた1ボ
リュームデータ内の構成フレーム数の設定値をメモリ2
7から読み出す(ステップ401)。構成フレーム数
は、三次元画像1ボリュームを何枚のフレームで構成す
るかを示すものである。構成フレーム数が少ないと、処
理時間が短くなり走査は速くなるが、画質は悪くなる。
逆に、構成フレーム数が多いと、処理時間が長くなり走
査は遅くなるが、画質は良くなる。FIG. 4 is a flow chart showing the processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment shown in FIG. First, the control circuit 26 sets a preset value of the number of constituent frames in one volume data set and stored in advance in the memory 2
7 is read (step 401). The number of constituent frames indicates how many frames make up one volume of the three-dimensional image. When the number of constituent frames is small, the processing time is short and the scanning is fast, but the image quality is poor.
Conversely, when the number of constituent frames is large, the processing time becomes long and the scanning becomes slow, but the image quality becomes good.
【0028】次に、制御回路26は、反射板21の反射
面の可動角度と構成フレーム数から、画像取得時の反射
面の角度(画像取得角度)を算出する(ステップ40
2)。画像取得角度は、反射面の可動範囲の中で反射面
がどの角度になったときに画像を取り込むかを示すもの
である。Next, the control circuit 26 calculates the angle of the reflection surface at the time of image acquisition (image acquisition angle) from the movable angle of the reflection surface of the reflection plate 21 and the number of constituent frames (step 40).
2). The image acquisition angle indicates at what angle the reflection surface becomes within the movable range of the reflection surface when the image is captured.
【0029】次に、制御回路26は、算出した各画像取
得角度をメモリ27に記憶する(ステップ403)。メ
モリ27に記憶された画像取得角度は、角度検出器22
で検出した反射板21の反射面の角度と常に照らし合わ
せる参照データとなる。Next, the control circuit 26 stores the calculated image acquisition angles in the memory 27 (step 403). The image acquisition angle stored in the memory 27 is calculated by the angle detector 22.
It becomes reference data which is constantly compared with the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 detected in.
【0030】次に、制御回路26は、画像取得角度の最
大値・最小値をメモリ27に記憶する(ステップ40
4)。メモリ27に記憶された画像取得角度の最大値・
最小値は、画像データを取得していくときに1ボリュー
ム分の最後のフレームの画像データを取得したことが判
定できるように、角度検出器22で検出した反射板21
の反射面の角度と常に照らし合わせる参照データとな
る。Next, the control circuit 26 stores the maximum and minimum values of the image acquisition angle in the memory 27 (step 40).
4). Maximum value of the image acquisition angle stored in the memory 27
The minimum value is the reflection plate 21 detected by the angle detector 22 so that it can be determined that the image data of the last frame for one volume is acquired when the image data is acquired.
It is the reference data that is constantly checked against the angle of the reflective surface of.
【0031】次に、制御回路26は、各画像取得角度か
らフレーム面角度を算出し、メモリ27に反射面角度・
フレーム面角度変換テーブルとして記憶する(ステップ
405)。フレーム面角度は、反射板21の反射面で反
射された超音波ビームが実際に被検体に放射されるフレ
ームのスライス面の角度である。Next, the control circuit 26 calculates the frame surface angle from each image acquisition angle and stores it in the memory 27 as the reflection surface angle.
It is stored as a frame surface angle conversion table (step 405). The frame surface angle is the angle of the slice surface of the frame where the ultrasonic beam reflected by the reflecting surface of the reflecting plate 21 is actually emitted to the subject.
【0032】次に、制御回路26は、モータ23を駆動
して、反射板21の駆動を開始する(ステップ40
6)。これにより、反射板21の反射面の角度が変化す
る。Next, the control circuit 26 drives the motor 23 to start driving the reflector 21 (step 40).
6). As a result, the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 changes.
【0033】次に、角度検出器22は、反射板21の反
射面の角度を検出する(ステップ407)。制御回路2
6は、角度検出器22が検出した反射板21の反射面の
角度をメモリ27に記憶する。Next, the angle detector 22 detects the angle of the reflecting surface of the reflecting plate 21 (step 407). Control circuit 2
6 stores the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 detected by the angle detector 22 in the memory 27.
【0034】次に、制御回路26は、メモリ27から反
射板21の反射面の角度と画像取得角度とを読み出し、
反射板21の反射面の角度が画像取得角度に等しいか否
かを判断する(ステップ408)。反射板21の反射面
の角度が画像取得角度と等しくなければ、ステップ40
7へ戻る。反射板21の反射面の角度が画像取得角度に
等しければ、次のステップへ進む。Next, the control circuit 26 reads the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 and the image acquisition angle from the memory 27,
It is determined whether the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is equal to the image acquisition angle (step 408). If the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is not equal to the image acquisition angle, step 40
Return to 7. If the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is equal to the image acquisition angle, the process proceeds to the next step.
【0035】次に、制御回路26は、メモリ27に記憶
した反射面角度・フレーム面角度変換テーブルから、現
在の反射板21の反射面の角度に対応するフレーム面角
度を読み出す(ステップ409)。読み出したフレーム
面角度は、画像取得時のフレーム面角度となる。Next, the control circuit 26 reads the frame surface angle corresponding to the current angle of the reflection surface of the reflection plate 21 from the reflection surface angle / frame surface angle conversion table stored in the memory 27 (step 409). The read frame surface angle becomes the frame surface angle at the time of image acquisition.
【0036】次に、超音波診断装置本体200は、超音
波探触子100aの振動子11を駆動し、1フレーム分
の超音波画像を取得する。(ステップ410)。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus body 200 drives the transducer 11 of the ultrasonic probe 100a to acquire an ultrasonic image for one frame. (Step 410).
【0037】次に、超音波診断装置本体200は、取得
した超音波画像の画像データをフレーム面角度に対応し
たアドレスで画像メモリ270に記憶する(ステップ4
11)。これは、画像データとフレーム面角度との対応
が取れるように、アドレス管理するためである。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus body 200 stores the image data of the acquired ultrasonic image in the image memory 270 at an address corresponding to the frame surface angle (step 4).
11). This is for address management so that the correspondence between the image data and the frame surface angle can be obtained.
【0038】次に、超音波診断装置本体200は、画像
メモリ270に記憶された画像データから、三次元ボリ
ュームデータを画像メモリ270上に構築する(ステッ
プ412)。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus body 200 constructs three-dimensional volume data on the image memory 270 from the image data stored in the image memory 270 (step 412).
【0039】次に、制御回路26は、メモリ27から反
射板21の反射面の角度と画像取得角度の最大値・最小
値とを読み出し、反射板21の反射面の角度が画像取得
角度の最大値に等しいか否か、あるいは、最小値に等し
いか否かを判断する(ステップ413)。反射板21の
反射面の角度が画像取得角度の最大値又は最小値と等し
くなければ、1ボリュームデータの取得が完了してない
ということになるので、ステップ407へ戻る。反射板
21の反射面の角度が画像取得角度の最大値又は最小値
に等しければ、1ボリュームデータの取得が完了したと
いうことなるので、次のステップへ進む。Next, the control circuit 26 reads the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 and the maximum and minimum values of the image acquisition angle from the memory 27, and the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is the maximum of the image acquisition angle. It is determined whether the value is equal to the value or the minimum value (step 413). If the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is not equal to the maximum value or the minimum value of the image acquisition angle, it means that the acquisition of one volume data has not been completed, and the process returns to step 407. If the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is equal to the maximum value or the minimum value of the image acquisition angle, it means that the acquisition of one volume data is completed, and the process proceeds to the next step.
【0040】次に、超音波診断装置本体200は、画像
メモリ270上に構築してある三次元ボリュームデータ
から画像データを取得し、表示角度等の設定値に対応す
る画像を再構築した後、表示装置300へ出力して表示
装置300の表示画像を更新する(ステップ414)。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 acquires image data from the three-dimensional volume data constructed on the image memory 270, reconstructs an image corresponding to a set value such as a display angle, and The image is output to the display device 300 and the display image on the display device 300 is updated (step 414).
【0041】図5は、本発明の他の実施の形態による超
音波探触子の構成図である。本実施の形態は、図1に示
した実施の形態と同様に電子リニア走査型超音波探触子
の例を示しており、図1に示した実施の形態との違い
は、走査手段としてステッピングモータ28と、そのド
ライバ回路29及びコントローラ回路30が使用されて
いる点である。FIG. 5 is a block diagram of an ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention. The present embodiment shows an example of an electronic linear scanning ultrasonic probe similarly to the embodiment shown in FIG. 1. The difference from the embodiment shown in FIG. The motor 28 and its driver circuit 29 and controller circuit 30 are used.
【0042】図5(a)は、図1に示した実施の形態と
同様に、反射板回転軸21aが反射板21の外周付近に
設けられた例を示している。一方、図5(b)は、反射
板回転軸21bが反射板21の中央付近に設けられた例
を示している。ステッピングモータ28は、反射板21
の反射板回転軸21aに直結されており、ドライバ回路
29及びコントローラ回路30の制御によって反射板2
1を所定の角度範囲内で正方向・負方向に任意に回転す
ることができる。これにより、反射板21の反射面の角
度が任意に変化し、超音波ビームの走査が行われる。FIG. 5A shows an example in which the reflector rotating shaft 21a is provided in the vicinity of the outer periphery of the reflector 21, as in the embodiment shown in FIG. On the other hand, FIG. 5B shows an example in which the reflector rotating shaft 21 b is provided near the center of the reflector 21. The stepping motor 28 uses the reflector 21.
Is directly connected to the reflector rotation shaft 21a of the reflector plate 2 and is controlled by the driver circuit 29 and the controller circuit 30.
1 can be arbitrarily rotated in the positive direction and the negative direction within a predetermined angle range. As a result, the angle of the reflection surface of the reflection plate 21 is arbitrarily changed, and the ultrasonic beam is scanned.
【0043】図5に示した実施の形態によれば、走査手
段としてステッピングモータを用いることにより、反射
板21の反射面を任意の角度に精度よく変化させること
ができる。また、図1の実施の形態のような反射板駆動
部材24を介さないため、反射板回転軸21aを反射板
21の任意の位置に設けることができ、設計の自由度が
増す。According to the embodiment shown in FIG. 5, the reflection surface of the reflection plate 21 can be accurately changed to an arbitrary angle by using the stepping motor as the scanning means. Moreover, since the reflector driving member 24 as in the embodiment of FIG. 1 is not interposed, the reflector rotating shaft 21a can be provided at an arbitrary position of the reflector 21, which increases the degree of freedom in design.
【0044】図6は、本発明のさらに他の実施の形態に
よる超音波探触子のケースの一部を切り取った状態を示
す斜視図である。本実施の形態は、図1に示した実施の
形態と同様に電子リニア走査型超音波探触子の例を示し
ており、図1に示した実施の形態との違いは、反射手段
として軸回りに回転可能に保持された複数の反射面を有
する多面体を使用した点である。本実施の形態では、反
射手段として反射柱41、検出手段として角度検出器4
2、走査手段としてモータ43がそれぞれ使用されてお
り、その他の構成部品は図1に示した実施の形態と同様
である。FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a part of a case of an ultrasonic probe according to still another embodiment of the present invention is cut out. The present embodiment shows an example of an electronic linear scanning ultrasonic probe similar to the embodiment shown in FIG. 1. The difference from the embodiment shown in FIG. The point is that a polyhedron having a plurality of reflecting surfaces held rotatably around is used. In this embodiment, the reflecting column 41 serves as the reflecting means, and the angle detector 4 serves as the detecting means.
2. The motor 43 is used as the scanning means, and the other components are the same as those in the embodiment shown in FIG.
【0045】反射柱41は、超音波を反射する4つの反
射面を有する四角柱(六面体)で、ケース20aにより
反射柱回転軸41a回りに回転可能に保持されている。
反射柱41は、アルミニウムやステンレス等の金属材料
で構成され、ケース20a内に充填されている超音波を
伝播する媒体との音響インピーダンスの違いによって、
超音波を反射する。The reflecting column 41 is a quadrangular column (hexahedral) having four reflecting surfaces for reflecting ultrasonic waves, and is rotatably held by the case 20a about the reflecting column rotating shaft 41a.
The reflection column 41 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel, and is different in acoustic impedance from the medium that propagates the ultrasonic waves filled in the case 20a.
Reflects ultrasonic waves.
【0046】角度検出器42は、例えば可変抵抗を利用
して反射柱41の回転角度に対応した抵抗値から各反射
面の角度を算出するように構成されている。The angle detector 42 is configured to calculate the angle of each reflecting surface from the resistance value corresponding to the rotation angle of the reflecting column 41 using, for example, a variable resistance.
【0047】モータ43は、反射柱41の反射柱回転軸
41aに直結されており、反射柱41を一方向に回転さ
せることにより、反射柱41の各反射面の角度を変化さ
せる。The motor 43 is directly connected to the reflection column rotation shaft 41a of the reflection column 41, and changes the angle of each reflection surface of the reflection column 41 by rotating the reflection column 41 in one direction.
【0048】なお、本実施の形態では、角度検出器42
及びモータ43が、ケース20a内で超音波を伝播する
媒体が充填された空間内に設置されているが、角度検出
器42及びモータ43は、ケース20a内で超音波を伝
播する媒体が充填された空間の外に設置してもよい。In this embodiment, the angle detector 42
While the motor 43 is installed in the space filled with the medium that propagates ultrasonic waves in the case 20a, the angle detector 42 and the motor 43 are filled with the medium that propagates ultrasonic waves in the case 20a. It may be installed outside the open space.
【0049】図7は、図6に示した実施の形態による超
音波探触子の動作を説明する図である。振動子11から
発生した超音波は、マッチング層12及び音響レンズ1
3を通過して超音波ビームとしてケース20a内に充填
されたオイル等の超音波を伝播する媒体へ放射される。
そして、反射柱41の反射面の1つで反射され、ケース
20aに設けられた音響透過部材19を介して超音波ビ
ーム1として外部の被検体へ放射される。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic probe according to the embodiment shown in FIG. The ultrasonic waves generated from the vibrator 11 are generated by the matching layer 12 and the acoustic lens 1.
3 is radiated as an ultrasonic beam to a medium that propagates ultrasonic waves such as oil filled in the case 20a.
Then, it is reflected by one of the reflecting surfaces of the reflecting column 41, and is radiated as an ultrasonic beam 1 to an external subject through the sound transmitting member 19 provided in the case 20a.
【0050】被検体から反射した超音波ビームは再び、
音響透過部材19、超音波を伝播する媒体、反射柱4
1、超音波を伝播する媒体、音響レンズ13、及びマッ
チング層12を介して振動子11に到達し、振動子11
によって電気信号に変換される。この電気信号は、FP
C15、FPCコネクタ16、ケーブルコネクタ17、
及びケーブル18を介して超音波診断装置本体200へ
伝送される。The ultrasonic beam reflected from the subject is again
Sound transmission member 19, medium for propagating ultrasonic waves, reflection column 4
1, the medium that propagates ultrasonic waves, the acoustic lens 13, and the matching layer 12 to reach the vibrator 11,
Is converted into an electric signal by. This electrical signal is FP
C15, FPC connector 16, cable connector 17,
And is transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 via the cable 18.
【0051】反射柱41はモータ43によって反射柱回
転軸41aを中心に一方向に回転しており、これによっ
て反射柱41の各反射面の角度が変化し、図7(a),
図7(b),図7(c)に示すように超音波ビーム1の
走査が行われる。The reflecting column 41 is rotated in one direction about the reflecting column rotation axis 41a by the motor 43, and the angle of each reflecting surface of the reflecting column 41 is changed by the motor 43, as shown in FIG.
The ultrasonic beam 1 is scanned as shown in FIGS. 7B and 7C.
【0052】なお、図6に示した本実施の形態によれ
ば、反射手段として4つの反射面を有する四角柱(六面
体)を用いているため、反射柱41が一回転する毎に4
つのボリュームデータを取得することができる。しかし
ながら、反射手段はこれに限らず、複数の反射面を有す
る多面体であればよい。According to the present embodiment shown in FIG. 6, a quadrangular prism (hexahedron) having four reflecting surfaces is used as the reflecting means, so that the reflecting column 41 is rotated by one rotation.
One volume data can be acquired. However, the reflecting means is not limited to this, and may be a polyhedron having a plurality of reflecting surfaces.
【0053】図8は、本発明の他の実施の形態による超
音波診断装置のブロック図である。超音波診断装置は、
図6の超音波探触子100b、超音波診断装置本体20
0、及び表示装置300を備えている。超音波診断装置
本体200は、送受波回路210、整相回路220、B
モード処理回路230、ドプラ処理回路240、Mモー
ド処理回路250、DSC260、及び画像メモリ27
0を備えている。FIG. 8 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention. Ultrasonic diagnostic equipment
The ultrasonic probe 100b and the ultrasonic diagnostic apparatus main body 20 of FIG.
0 and the display device 300. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 includes a transmission / reception circuit 210, a phasing circuit 220, B
The mode processing circuit 230, the Doppler processing circuit 240, the M mode processing circuit 250, the DSC 260, and the image memory 27.
It has 0.
【0054】送受波回路210は、超音波探触子100
bの振動子11へ電気信号のパルスを印加し、振動子1
1からの電気信号のパルスを受信する。整相回路220
は、送受波回路210で受信された電気信号のタイミン
グに対し所定の遅延時間を与えて振動子11の振動子素
子の位置による時間的ずれを補正し、同じタイミングの
電気信号の振幅を重ね合わせる。Bモード処理回路23
0は、整相回路220の出力信号を処理して被検体の断
層像を示すBモード画像データを作成する。ドプラ処理
回路240は、整相回路220の出力信号にドプラ効果
を利用した処理を行い、ドプラ偏移を受けた成分を示す
画像データを作成する。Mモード処理回路250は、整
相回路220の出力信号を処理して被検体の超音波ビー
ム方向断面の深度方向の時間的変化を示すMモード画像
データを作成する。DSC260は、Bモード処理回路
230、ドプラ処理回路240、及びMモード処理回路
250からの各画像データを画像メモリ270に記憶
し、画像メモリ270から読み出した画像データを標準
テレビ信号等の表示装置300で表示できるデータに変
換して、表示装置300へ出力する。表示装置300
は、DSC260からの出力信号を入力して、被検体の
超音波画像を表示する。制御回路46は、超音波診断装
置本体200と、超音波探触子100bの角度検出器4
2及びモータ43とを制御し、同期を取りながら後述す
る処理を行う。The transmission / reception circuit 210 includes the ultrasonic probe 100.
The pulse of the electric signal is applied to the vibrator 11 of FIG.
1 receives a pulse of an electrical signal. Phase adjusting circuit 220
Gives a predetermined delay time to the timing of the electric signal received by the transmission / reception circuit 210 to correct the time shift due to the position of the vibrator element of the vibrator 11, and superimposes the amplitude of the electric signal at the same timing. . B-mode processing circuit 23
0 processes the output signal of the phasing circuit 220 to create B-mode image data showing a tomographic image of the subject. The Doppler processing circuit 240 performs processing using the Doppler effect on the output signal of the phasing circuit 220, and creates image data indicating the component subjected to Doppler shift. The M-mode processing circuit 250 processes the output signal of the phasing circuit 220 to create M-mode image data showing a temporal change in the depth direction of the ultrasonic beam direction cross section of the subject. The DSC 260 stores each image data from the B-mode processing circuit 230, the Doppler processing circuit 240, and the M-mode processing circuit 250 in the image memory 270, and the image data read from the image memory 270 is a display device 300 such as a standard television signal. It is converted into data that can be displayed by and output to the display device 300. Display device 300
Receives an output signal from the DSC 260 and displays an ultrasonic image of the subject. The control circuit 46 includes the ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 and the angle detector 4 of the ultrasonic probe 100b.
2 and the motor 43 are controlled, and the processing described later is performed in synchronization with each other.
【0055】図9は、図8に示した実施の形態による超
音波診断装置の処理を示すフローチャートである。ま
ず、制御回路46は、予め設定して記憶しておいた1ボ
リュームデータ内の構成フレーム数の設定値をメモリ4
7から読み出す(ステップ501)。構成フレーム数
は、三次元画像1ボリュームを何枚のフレームで構成す
るかを示すものである。構成フレーム数が少ないと、処
理時間が短くなり走査は速くなるが、画質は悪くなる。
逆に、構成フレーム数が多いと、処理時間が長くなり走
査は遅くなるが、画質は良くなる。FIG. 9 is a flow chart showing the processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment shown in FIG. First, the control circuit 46 sets the preset value of the number of constituent frames in one volume data set and stored in advance in the memory 4
7 is read (step 501). The number of constituent frames indicates how many frames make up one volume of the three-dimensional image. When the number of constituent frames is small, the processing time is short and the scanning is fast, but the image quality is poor.
Conversely, when the number of constituent frames is large, the processing time becomes long and the scanning becomes slow, but the image quality becomes good.
【0056】次に、制御回路46は、反射柱41の各反
射面の有効角度と構成フレーム数から、画像取得時の反
射面の角度(画像取得角度)を算出する(ステップ50
2)。画像取得角度は、各反射面の有効範囲の中で反射
面がどの角度になったときに画像を取り込むかを示すも
のである。Next, the control circuit 46 calculates the angle of the reflection surface at the time of image acquisition (image acquisition angle) from the effective angle of each reflection surface of the reflection column 41 and the number of constituent frames (step 50).
2). The image acquisition angle indicates at which angle the reflecting surface becomes within the effective range of each reflecting surface when the image is captured.
【0057】次に、制御回路46は、算出した各画像取
得角度をメモリ47に記憶する(ステップ503)。メ
モリ47に記憶された画像取得角度は、角度検出器42
で検出した反射柱41の反射面の角度と常に照らし合わ
せる参照データとなる。Next, the control circuit 46 stores the calculated image acquisition angles in the memory 47 (step 503). The image acquisition angle stored in the memory 47 is calculated by the angle detector 42.
It becomes reference data which is constantly collated with the angle of the reflection surface of the reflection column 41 detected in.
【0058】次に、制御回路46は、反射柱41の各反
射面について、画像取得角度の最大値・最小値をメモリ
47に記憶する(ステップ504)。本実施の形態で
は、反射柱41が4つの反射面を有するので、4面分の
画像取得角度の最大値・最小値が記録される。メモリ4
7に記憶された画像取得角度の最大値・最小値は、画像
データを取得していくときに各反射面で1ボリューム分
の最後のフレームの画像データを取得したことが判定で
きるように、角度検出器42で検出した反射柱41の反
射面の角度と常に照らし合わせる参照データとなる。Next, the control circuit 46 stores the maximum and minimum values of the image acquisition angle in the memory 47 for each reflecting surface of the reflecting column 41 (step 504). In the present embodiment, since the reflective column 41 has four reflective surfaces, the maximum and minimum values of the image acquisition angles for the four surfaces are recorded. Memory 4
The maximum value and the minimum value of the image acquisition angle stored in 7 are set so that it is possible to determine that the image data of the last frame for one volume is acquired on each reflecting surface when the image data is acquired. The reference data is constantly compared with the angle of the reflection surface of the reflection column 41 detected by the detector 42.
【0059】次に、制御回路46は、各画像取得角度か
らフレーム面角度を算出し、メモリ47に反射面角度・
フレーム面角度変換テーブルとして記憶する(ステップ
505)。フレーム面角度は、反射柱41の反射面で反
射された超音波ビームが実際に被検体に放射されるフレ
ームのスライス面の角度である。Next, the control circuit 46 calculates the frame surface angle from each image acquisition angle, and stores it in the memory 47 as the reflection surface angle.
It is stored as a frame surface angle conversion table (step 505). The frame surface angle is the angle of the slice surface of the frame where the ultrasonic beam reflected by the reflecting surface of the reflecting column 41 is actually emitted to the subject.
【0060】次に、制御回路46は、モータ43を駆動
して、反射柱41の駆動を開始する(ステップ50
6)。これにより、反射板柱41の各反射面の角度が変
化する。Next, the control circuit 46 drives the motor 43 to start driving the reflecting column 41 (step 50).
6). As a result, the angle of each reflecting surface of the reflecting plate post 41 changes.
【0061】次に、角度検出器42は、反射柱41の各
反射面の中で現在超音波ビームを反射している反射面
(以下、本実施の形態の説明において単に「反射面」と
称す)の角度を検出する(ステップ507)。制御回路
46は、角度検出器42が検出した反射柱41の反射面
の角度をメモリ47に記憶する。Next, the angle detector 42 is one of the reflecting surfaces of the reflecting column 41 which is currently reflecting the ultrasonic beam (hereinafter, simply referred to as "reflecting surface" in the description of the present embodiment). ) Is detected (step 507). The control circuit 46 stores the angle of the reflection surface of the reflection column 41 detected by the angle detector 42 in the memory 47.
【0062】次に、制御回路46は、メモリ47から反
射柱41の反射面の角度と画像取得角度とを読み出し、
反射柱41の反射面の角度が画像取得角度に等しいか否
かを判断する(ステップ508)。反射柱41の反射面
の角度が画像取得角度と等しくなければ、ステップ50
7へ戻る。反射柱41の反射面の角度が画像取得角度に
等しければ、次のステップへ進む。Next, the control circuit 46 reads the angle of the reflection surface of the reflection column 41 and the image acquisition angle from the memory 47,
It is determined whether the angle of the reflection surface of the reflection column 41 is equal to the image acquisition angle (step 508). If the angle of the reflection surface of the reflection column 41 is not equal to the image acquisition angle, step 50
Return to 7. If the angle of the reflection surface of the reflection column 41 is equal to the image acquisition angle, the process proceeds to the next step.
【0063】次に、制御回路46は、メモリ47に記憶
した反射面角度・フレーム面角度変換テーブルから、現
在の反射柱41の反射面の角度に対応するフレーム面角
度を読み出す(ステップ509)。読み出したフレーム
面角度は、画像取得時のフレーム面角度となる。Next, the control circuit 46 reads the frame surface angle corresponding to the current angle of the reflective surface of the reflective column 41 from the reflective surface angle / frame surface angle conversion table stored in the memory 47 (step 509). The read frame surface angle becomes the frame surface angle at the time of image acquisition.
【0064】次に、超音波診断装置本体200は、超音
波探触子100aの振動子11を駆動し、1フレーム分
の超音波画像を取得する。(ステップ510)。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus body 200 drives the transducer 11 of the ultrasonic probe 100a to acquire an ultrasonic image for one frame. (Step 510).
【0065】次に、超音波診断装置本体200は、取得
した超音波画像の画像データをフレーム面角度に対応し
たアドレスで画像メモリ270に記憶する(ステップ5
11)。これは、画像データとフレーム面角度との対応
が取れるように、アドレス管理するためである。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus body 200 stores the image data of the acquired ultrasonic image in the image memory 270 at an address corresponding to the frame surface angle (step 5).
11). This is for address management so that the correspondence between the image data and the frame surface angle can be obtained.
【0066】次に、超音波診断装置本体200は、画像
メモリ270に記憶された画像データから、三次元ボリ
ュームデータを画像メモリ270上に構築する(ステッ
プ512)。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 constructs three-dimensional volume data on the image memory 270 from the image data stored in the image memory 270 (step 512).
【0067】次に、制御回路46は、メモリ47から反
射柱41の反射面の角度とその反射面の画像取得角度の
最大値・最小値とを読み出し、反射柱41の反射面の角
度が画像取得角度の最大値に等しいか否か、あるいは、
最小値に等しいか否かを判断する(ステップ513)。
反射柱41の反射面の角度が画像取得角度の最大値又は
最小値と等しくなければ、その反射面で1ボリュームデ
ータの取得が完了してないということになるので、ステ
ップ407へ戻る。反射柱41の反射面の角度が画像取
得角度の最大値又は最小値に等しければ、その反射面で
1ボリュームデータの取得が完了したということなるの
で、次のステップへ進む。Next, the control circuit 46 reads the angle of the reflecting surface of the reflecting column 41 and the maximum and minimum values of the image acquisition angle of the reflecting column from the memory 47, and the angle of the reflecting surface of the reflecting column 41 is imaged. Whether it is equal to the maximum value of the acquisition angle, or
It is determined whether it is equal to the minimum value (step 513).
If the angle of the reflection surface of the reflection column 41 is not equal to the maximum value or the minimum value of the image acquisition angle, it means that the acquisition of one volume data has not been completed on that reflection surface, and the process returns to step 407. If the angle of the reflection surface of the reflection column 41 is equal to the maximum value or the minimum value of the image acquisition angle, it means that the acquisition of one volume data is completed on that reflection surface, and the process proceeds to the next step.
【0068】次に、超音波診断装置本体200は、画像
メモリ270上に構築してある三次元ボリュームデータ
から画像データを取得し、表示角度等の設定値に対応す
る画像を再構築した後、表示装置300へ出力して表示
装置300の表示画像を更新する(ステップ514)。Next, the ultrasonic diagnostic apparatus main body 200 acquires image data from the three-dimensional volume data constructed on the image memory 270, reconstructs an image corresponding to a set value such as a display angle, and The image is output to the display device 300 and the display image on the display device 300 is updated (step 514).
【0069】図10は、本発明のさらに他の実施の形態
による超音波探触子のケースの一部を切り取った状態を
示す斜視図である。本実施の形態は従来型探触子を利用
した例を示しており、反射手段として軸回りに回転可能
に保持された反射板を使用している。超音波探触子10
0cは、音響透過部材19、ケース20b、反射板2
1、角度検出器22、モータ23、反射板駆動部材2
4、ばね25、従来型探触子50、水袋51、及び音響
透過部材52を含んで構成されている。FIG. 10 is a perspective view showing a state where a part of the case of an ultrasonic probe according to still another embodiment of the present invention is cut out. The present embodiment shows an example in which a conventional probe is used, and a reflection plate held rotatably around an axis is used as the reflection means. Ultrasonic probe 10
0c is the sound transmission member 19, the case 20b, the reflector 2
1, angle detector 22, motor 23, reflector drive member 2
4, a spring 25, a conventional probe 50, a water bag 51, and a sound transmitting member 52.
【0070】従来型探触子50は、一次元アレイ型の振
動子を有する電子リニア走査型探触子である。ケース2
0bは、従来型探触子50を挟み込む固定部を有し、ま
た音響透過部材19と共に反射板21他を収納する空間
を構成している。図10では、その内部が見えるよう
に、ケース20bの左側の壁を切り取った状態が示され
ている。この空間には、例えばオイル等の超音波を伝播
する媒体が充填されている。音響透過部材19は、例え
ばエポキシ樹脂やシリコンゴム等の生体と近い音響イン
ピーダンスを有する材料で構成されている。The conventional type probe 50 is an electronic linear scanning type probe having a one-dimensional array type transducer. Case 2
Reference numeral 0b has a fixing portion for sandwiching the conventional probe 50, and constitutes a space for accommodating the reflection plate 21 and the like together with the sound transmitting member 19. FIG. 10 shows a state in which the left side wall of the case 20b is cut off so that the inside can be seen. A medium that propagates ultrasonic waves, such as oil, is filled in this space. The sound transmitting member 19 is made of a material having an acoustic impedance close to that of a living body, such as epoxy resin or silicon rubber.
【0071】従来型探触子50と、ケース20bの超音
波を伝播する媒体が充填された空間との間には、水袋5
1及び音響透過部材52が設けられている。水袋51
は、従来型探触子50からケース20bの超音波を伝播
する媒体が充填された空間への超音波の伝播ロスを少な
くするものである。音響透過部材52は、音響透過部材
19と同様、例えばエポキシ樹脂やシリコンゴム等の生
体と近い音響インピーダンスを有する材料で構成されて
いる。反射板21、角度検出器22、モータ23、反射
板駆動部材24、及びばね25の動作は、図1に示した
実施の形態と同様である。A water bag 5 is provided between the conventional probe 50 and the space of the case 20b filled with a medium for propagating ultrasonic waves.
1 and the sound transmitting member 52 are provided. Water bag 51
Is to reduce the propagation loss of the ultrasonic wave from the conventional probe 50 to the space filled with the medium that propagates the ultrasonic wave in the case 20b. Like the sound transmitting member 19, the sound transmitting member 52 is made of a material having an acoustic impedance close to that of a living body, such as epoxy resin or silicon rubber. The operations of the reflector 21, the angle detector 22, the motor 23, the reflector driving member 24, and the spring 25 are the same as those in the embodiment shown in FIG.
【0072】なお、本実施の形態では、角度検出器22
及びモータ23が、ケース20b内で超音波を伝播する
媒体が充填された空間内に設置されているが、角度検出
器22及びモータ23は、ケース20b内で超音波を伝
播する媒体が充填された空間の外に設置してもよい。In the present embodiment, the angle detector 22
The motor 23 is installed in a space filled with a medium that propagates ultrasonic waves in the case 20b. The angle detector 22 and the motor 23 are filled with a medium that propagates ultrasonic waves in the case 20b. It may be installed outside the open space.
【0073】図11は、本発明のさらに他の実施の形態
による超音波探触子のケースの一部を切り取った状態を
示す斜視図である。本実施の形態は図10に示した他実
施の形態と同様に従来型探触子を利用した例を示してお
り、図10に示した実施の形態との違いは、反射手段と
して軸回りに回転可能に保持された複数の反射面を有す
る多面体を使用した点である。本実施の形態では、反射
手段として反射柱41、検出手段として角度検出器4
2、走査手段としてモータ43がそれぞれ使用されてお
り、その他の構成部品は図10に示した実施の形態と同
様である。反射柱41、角度検出器42、及びモータ4
3の動作は、図6に示した実施の形態と同様である。FIG. 11 is a perspective view showing a state in which a part of the case of an ultrasonic probe according to still another embodiment of the present invention is cut out. This embodiment shows an example in which a conventional probe is used as in the other embodiment shown in FIG. 10. The difference from the embodiment shown in FIG. The point is that a polyhedron having a plurality of reflecting surfaces held rotatably is used. In this embodiment, the reflecting column 41 serves as the reflecting means, and the angle detector 4 serves as the detecting means.
2. The motor 43 is used as the scanning means, respectively, and the other components are the same as those in the embodiment shown in FIG. Reflection column 41, angle detector 42, and motor 4
The operation of No. 3 is the same as that of the embodiment shown in FIG.
【0074】なお、本実施の形態では、角度検出器42
及びモータ43が、ケース20b内で超音波を伝播する
媒体が充填された空間内に設置されているが、角度検出
器42及びモータ43は、ケース20b内で超音波を伝
播する媒体が充填された空間の外に設置してもよい。In the present embodiment, the angle detector 42
While the motor 43 is installed in the space filled with the medium that propagates ultrasonic waves in the case 20b, the angle detector 42 and the motor 43 are filled with the medium that propagates ultrasonic waves in the case 20b. It may be installed outside the open space.
【0075】図10及び図11に示した実施の形態によ
れば、従来型探触子を利用して三次元画像データを取得
することのできる超音波探触子を安価に実現することが
できる。According to the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, an ultrasonic probe capable of acquiring three-dimensional image data using a conventional probe can be realized at low cost. .
【0076】以上説明した実施の形態のうち、図1、図
5、及び図10に示した実施の形態によれば、反射手段
として反射板回転軸21a回りに回転可能に保持された
反射板21を用いることにより、走査手段をモータ23
及び反射板駆動部材24、またはステッピングモータ2
8とそのドライバ回路29及びコントローラ回路30と
いう簡単な構成で実現することができる。According to the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 5 and FIG. 10 among the embodiments described above, the reflection plate 21 rotatably held around the reflection plate rotation shaft 21a as the reflection means. By using the motor 23 as the scanning means.
And the reflector driving member 24 or the stepping motor 2
8 and its driver circuit 29 and controller circuit 30 can be realized.
【0077】また、図6及び図11に示した実施の形態
によれば、反射手段として反射柱回転軸41a回りに回
転可能に保持された複数の反射面を有する反射柱41を
用いることにより、走査手段をモータ43という簡単な
構成で実現することができる。Further, according to the embodiment shown in FIGS. 6 and 11, by using the reflection column 41 having a plurality of reflection surfaces held rotatably around the reflection column rotation axis 41a as the reflection means, The scanning means can be realized with a simple configuration of the motor 43.
【0078】以上説明した実施の形態は、いずれも電子
リニア走査型超音波探触子の例を示しているが、本発明
これに限らず、電子コンベックス走査型超音波探触子、
電子セクタ走査型超音波探触子等のすべての走査方式の
超音波探触子に適用することができる。Although all the embodiments described above show examples of the electronic linear scanning type ultrasonic probe, the present invention is not limited to this, and the electronic convex scanning type ultrasonic probe,
It can be applied to all scanning type ultrasonic probes such as an electronic sector scanning ultrasonic probe.
【0079】[0079]
【発明の効果】本発明の超音波探触子によれば、安価な
構成で高速に超音波ビームの走査を行うことができる。According to the ultrasonic probe of the present invention, the ultrasonic beam can be scanned at high speed with an inexpensive structure.
【0080】また、本発明の超音波診断装置によれば、
安価な構成で高速に三次元画像データを作成することが
できる。According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention,
3D image data can be created at high speed with an inexpensive structure.
【図1】 本発明の一実施の形態による超音波探触子の
ケースの一部を切り取った状態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a part of a case of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention is cut out.
【図2】 図1に示した実施の形態による超音波探触子
の動作を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic probe according to the embodiment shown in FIG.
【図3】 本発明の一実施の形態による超音波診断装置
のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図4】 図3に示した実施の形態による超音波診断装
置の処理を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment shown in FIG.
【図5】 本発明の他の実施の形態による超音波探触子
の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention.
【図6】 本発明のさらに他の実施の形態による超音波
探触子のケースの一部を切り取った状態を示す斜視図で
ある。FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a part of a case of an ultrasonic probe according to still another embodiment of the present invention is cut away.
【図7】 図6に示した実施の形態による超音波探触子
の動作を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic probe according to the embodiment shown in FIG.
【図8】 本発明の他の実施の形態による超音波診断装
置のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図9】 図8に示した実施の形態による超音波診断装
置の処理を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing a process of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment shown in FIG.
【図10】 本発明のさらに他の実施の形態による超音
波探触子のケースの一部を切り取った状態を示す斜視図
である。FIG. 10 is a perspective view showing a state in which a part of a case of an ultrasonic probe according to still another embodiment of the present invention is cut out.
【図11】 本発明のさらに他の実施の形態による超音
波探触子のケースの一部を切り取った状態を示す斜視図
である。FIG. 11 is a perspective view showing a state in which a part of a case of an ultrasonic probe according to still another embodiment of the present invention is cut out.
1…超音波ビーム、11…振動子、12…マッチング
層、13…音響レンズ、14…吸音材、15…フレキシ
ブルパターンサーキット(FPC)、16…FPCコネ
クタ、17…ケーブルコネクタ、18…ケーブル、19
…音響透過部材、20a,20b…ケース、21…反射
板、21a,21b…反射板回転軸、22…角度検出
器、23…モータ、24…反射板駆動部材、24a…反
射板駆動部材回転軸、25…ばね、26…制御回路、2
7…メモリ、28…ステッピングモータ、29…ドライ
バ回路、30…コントローラ回路、41…反射柱、41
a…反射柱回転軸、42…角度検出器、43…モータ、
46…制御回路、47…メモリ、50…従来型探触子、
51…水袋、52…音響透過部材、100a,100
b,100c,100d…超音波探触子、200…超音
波診断装置本体、210…送受波回路、220…整相回
路、230…Bモード処理回路、240…ドプラ処理回
路、250…Mモード処理回路、260…ディジタルス
キャンコンバータ(DSC)、270…画像メモリ、3
00…表示装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic beam, 11 ... Oscillator, 12 ... Matching layer, 13 ... Acoustic lens, 14 ... Sound absorbing material, 15 ... Flexible pattern circuit (FPC), 16 ... FPC connector, 17 ... Cable connector, 18 ... Cable, 19
... Sound transmission member, 20a, 20b ... Case, 21 ... Reflector, 21a, 21b ... Reflector rotating shaft, 22 ... Angle detector, 23 ... Motor, 24 ... Reflector driving member, 24a ... Reflector driving member rotating shaft , 25 ... Spring, 26 ... Control circuit, 2
7 ... Memory, 28 ... Stepping motor, 29 ... Driver circuit, 30 ... Controller circuit, 41 ... Reflecting column, 41
a ... Reflecting column rotation axis, 42 ... angle detector, 43 ... motor,
46 ... Control circuit, 47 ... Memory, 50 ... Conventional probe,
51 ... Water bag, 52 ... Sound transmission member, 100a, 100
b, 100c, 100d ... Ultrasonic probe, 200 ... Ultrasonic diagnostic apparatus main body, 210 ... Transceiver circuit, 220 ... Phase adjusting circuit, 230 ... B mode processing circuit, 240 ... Doppler processing circuit, 250 ... M mode processing Circuit, 260 ... Digital scan converter (DSC), 270 ... Image memory, 3
00 ... Display device
Claims (4)
反射手段と、 前記反射手段の反射面の角度を変化させる走査手段と、 前記反射手段の反射面の角度を検出する検出手段とを備
えたことを特徴とする超音波探触子。1. A transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a reflecting means having one or more reflecting surfaces for reflecting the ultrasonic waves, and a scanning means for changing the angle of the reflecting surface of the reflecting means. An ultrasonic probe comprising: a detection unit that detects an angle of a reflection surface of the reflection unit.
された反射板からなることを特徴とする請求項1に記載
の超音波探触子。2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the reflecting means is a reflecting plate held so as to be rotatable about an axis.
された複数の反射面を有する多面体からなることを特徴
とする請求項1に記載の超音波探触子。3. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the reflecting means is a polyhedron having a plurality of reflecting surfaces held rotatably around an axis.
反射する1つまたは2つ以上の反射面を有する反射手段
と、前記反射手段の反射面の角度を変化させる走査手段
と、前記反射手段の反射面の角度を検出する検出手段と
を有する超音波探触子と、 前記超音波探触子の振動子へ電気信号を印加し、前記超
音波探触子の振動子からの電気信号を受信する送受波手
段と、 前記送受波手段の出力信号を処理して画像データを作成
する処理手段と、 前記超音波探触子の検出手段の検出結果に対応して、前
記処理手段で作成された複数のフレーム分の画像データ
を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された複数のフレーム分の画像デー
タから三次元画像データを作成する手段とを備えたこと
を特徴とする超音波診断装置。4. A vibrator for transmitting and receiving ultrasonic waves, a reflecting means having one or more reflecting surfaces for reflecting the ultrasonic waves, and a scanning means for changing the angle of the reflecting surface of the reflecting means. An ultrasonic probe having a detecting means for detecting the angle of the reflecting surface of the reflecting means, and an electric signal is applied to the transducer of the ultrasonic probe, and the transducer from the transducer of the ultrasonic probe is applied. A transmitting / receiving means for receiving an electric signal, a processing means for processing the output signal of the transmitting / receiving means to create image data, and the processing means corresponding to the detection result of the detecting means of the ultrasonic probe. Storage means for storing the image data for a plurality of frames created in 1. and means for creating a three-dimensional image data from the image data for a plurality of frames stored in the storage means. Ultrasonic diagnostic equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001217740A JP2003024331A (en) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001217740A JP2003024331A (en) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001217740A Pending JP2003024331A (en) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device |
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-
2001
- 2001-07-18 JP JP2001217740A patent/JP2003024331A/en active Pending
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