JP2005087637A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配列振動子を用いた超音波の送受信による電子走査を行ない、かつ機械的に配列振動子を移動させて、体内の3次元情報を得るための超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that performs electronic scanning by transmitting and receiving ultrasonic waves using an array transducer, and mechanically moves the array transducer to obtain three-dimensional information in the body.
配列振動子を用いて体内に超音波の送受信を繰り返し行うことで、体内の2次元情報を得、さらにこの配列振動子を機械的に走査して体内の3次元情報を得る超音波診断装置の探触子の原理はすでに公知のものとなっており、たとえば特許文献1に記載された構成が知られている。
An ultrasonic diagnostic apparatus that obtains two-dimensional information inside the body by repeatedly transmitting and receiving ultrasound within the body using an array transducer, and further obtaining three-dimensional information inside the body by mechanically scanning the array transducer. The principle of the probe is already known, and for example, the configuration described in
以下、この従来の探触子について、図6を参照して説明する。 Hereinafter, this conventional probe will be described with reference to FIG.
図6Aに示すような複数個の振動子(図6Aでは8個の振動子2−1〜2−8)が配列された配列振動子2を用いて開口位置を順次変えて電子走査を行ない、さらに図6Bに示すように、探触子1は、配列振動子2を支持するロータ3に固定され、ロータ3が回転軸4を中心に回転して、機械走査を行なう。
Using the
図6Cに示すように、機械走査方向は配列振動子2による電子走査方向と直交するため、2次元走査が可能となり、体内の3次元情報を得ることができる。
As shown in FIG. 6C, since the mechanical scanning direction is orthogonal to the electronic scanning direction by the
なお、以上の説明は機械的走査を回転として行なったものであるが、機械的走査を並行移動で行なった場合にも、電子走査方向と機械走査方向の軸を直交させることにより2次元走査が可能になる。
しかしながら、従来の超音波診断装置の探触子においては、機械走査を行なうために走査方向の切り替えに時間がかかり、単位時間あたりの画像取り込み枚数(ボリュームレート)に限界が生じるという問題があり、心臓など動きの速い臓器においては、臓器の動きを忠実に表示できないという問題が生じる。機械的構成にもよるが、機械的走査における限界は毎秒10往復程度であるとされている。 However, in the probe of the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, there is a problem that it takes time to switch the scanning direction to perform mechanical scanning, and the number of images captured per unit time (volume rate) is limited. In a fast-moving organ such as the heart, there is a problem that the movement of the organ cannot be displayed faithfully. Although it depends on the mechanical configuration, the limit in mechanical scanning is supposed to be about 10 reciprocations per second.
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その目的は、電子走査と機械走査を併用して2次元走査を行なった場合におけるボリュームレートを向上させた超音波診断装置を提供することにある。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that improves the volume rate when two-dimensional scanning is performed using both electronic scanning and mechanical scanning. It is in.
前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置は、配列振動子を用いてリニア走査ないしセクタ走査による電子走査を行ない、かつ電子走査の方向と直交した方向に配列振動子を機械的に移動あるいは回転させる2次元走査において、複数の配列振動子を用いてエコーデータを取得し、画像表示を行なうという構成を有している。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention performs electronic scanning by linear scanning or sector scanning using an array transducer and mechanically moves the array transducer in a direction orthogonal to the direction of electronic scanning. In a two-dimensional scanning that is moved or rotated in a moving manner, echo data is acquired using a plurality of array transducers and an image is displayed.
この構成により、機械走査の速度を向上させることができ、ボリュームレートを向上させることができる。 With this configuration, the speed of mechanical scanning can be improved, and the volume rate can be improved.
また、本発明に係る超音波診断装置は、複数の配列振動子を機械的に移動し走査を行なう際に、複数の配列振動子の走査面に重複を持たせるという構成を有している。 In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration in which, when scanning is performed by mechanically moving a plurality of array transducers, the scanning planes of the plurality of array transducers are overlapped.
この構成により、画質の劣化を防止することができる。 With this configuration, it is possible to prevent deterioration in image quality.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、複数の配列振動子の幾何学的な相対的位置関係を固定させるという構成を有している。 Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration in which the geometric relative positional relationship between a plurality of array transducers is fixed.
この構成により、上記利点を有する超音波診断装置を容易に実現することができる。 With this configuration, an ultrasonic diagnostic apparatus having the above advantages can be easily realized.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、複数の配列振動子に幾何学的に異なる並行した回転軸を持たせた構成を有している。 Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration in which a plurality of array transducers have geometrically different parallel rotation axes.
この構成により、上記利点を有する超音波診断装置を容易に実現することができる。 With this configuration, an ultrasonic diagnostic apparatus having the above advantages can be easily realized.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、複数の配列振動子が幾何学的に同一平面上を移動する構成を有している。 Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration in which a plurality of arrayed transducers move geometrically on the same plane.
この構成により、上記利点を有する超音波診断装置を容易に実現することができる。 With this configuration, an ultrasonic diagnostic apparatus having the above advantages can be easily realized.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、複数の配列振動子の機械走査方向が連動する構成を有している。 Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration in which the mechanical scanning directions of a plurality of array transducers are interlocked.
この構成により、複数の配列振動子が幾何学的に異なる並行した回転軸を中心として回転する場合や、幾何学的に同一平面上を移動する場合における画質の劣化を防止することができる。 With this configuration, it is possible to prevent deterioration in image quality when a plurality of arrayed vibrators rotate around geometrically different parallel rotation axes or when they move geometrically on the same plane.
本発明によれば、機械走査の速度を向上させることができ、ボリュームレートを向上させた超音波診断装置を提供することができる、という格別な効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the speed of mechanical scanning and to provide an ultrasonic diagnostic apparatus with an improved volume rate.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置の探触子の一構成例を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration example of a probe of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1Aにおいて、超音波の送受信を行なう第1の配列振動子2aと第2の配列振動子2bがロータ3に支持および固定され、ロータ3は回転軸4に固定されて、超音波診断装置の探触子1が構成される。
In FIG. 1A, a
次に、以上のように構成された超音波診断装置の探触子の動作について、図1Aに加えて、図1Bを参照して説明する。 Next, the operation of the probe of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. 1B in addition to FIG. 1A.
走査する範囲の視野角をθとした場合、配列振動子2aと配列振動子2bの機械走査方向のビームは角度θ/2を持つように固定される。ロータ3は回転軸4を中心に往復運動を行なうが、回転角度はθ/2となる。配列振動子2aはθ1〜θ2の視野を走査し(図1Bのθ2aで示す)、配列振動子2bはθ2〜θ3の視野を走査する(図1Bのθ2bで示す)。
When the viewing angle of the scanning range is θ, the beams in the mechanical scanning direction of the
これにより、ロータ3の回転角度が従来の半分ですむため、機械走査の速度を早めることができ、ボリュームレートを向上させることができる。
As a result, the rotation angle of the
(第2の実施の形態)
図2Aは、本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置の探触子の一構成例を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2A is a diagram illustrating a configuration example of a probe of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図2Aにおいて、超音波の送受信を行なう第1の配列振動子2aと第2の配列振動子2bがロータ3に支持および固定され、ロータ3は回転軸4に固定されて、超音波診断装置の探触子1が構成される。
In FIG. 2A, a
次に、以上のように構成された超音波診断装置の探触子の動作について、図2Aに加えて、図2B、図2Cおよび図2Dを参照して説明する。 Next, the operation of the probe of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 2B, 2C, and 2D in addition to FIG. 2A.
走査する範囲の視野角をθとした場合、配列振動子2aと配列振動子2bの機械走査方向のビームは角度θ/2を持つように固定される。ロータ3は回転軸4を中心に往復運動を行なうが、回転角度はθ/2となる。図2Bに示すように、配列振動子2aはθ1〜θ2の視野を走査し(θ2aで示す)、配列振動子2bはθ2〜θ3の視野を走査する(θ2bで示す)。
When the viewing angle of the scanning range is θ, the beams in the mechanical scanning direction of the
しかし、実際には、ロータ3の回転方向が逆になる際には、角速度を遅くして停止し、また徐々に速くして定速にするため、図2Cのような動きとなる。
However, in practice, when the rotation direction of the
このように速度が一定でないために、配列振動子2aと2bの走査の継ぎ目部分が他の部分と異なる描画になってしまうことが問題となる。
Since the speed is not constant in this way, there is a problem that the joint portion of the scanning of the
この問題を解決するため、図2Dに示すように、ロータ3の回転を余分に行なう。配列振動子2aはθ1−αからθ2+αまで、配列振動子2bはθ2−αからθ3+αまで走査できるようにし、実際の送受信においては、配列振動子2aの走査範囲はθ1からθ2まで、配列振動子2bの走査範囲はθ2からθ3までに設定する。これにより、等速の部分のみを用いることができ、配列振動子2aと2bの継ぎ目付近の描画をスムーズにすることができる。
In order to solve this problem, the
(第3の実施の形態)
図3Aは、本発明の第3の実施の超音波診断装置の探触子の一構成例を示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 3A is a diagram illustrating a configuration example of a probe of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention.
図3Aにおいて、超音波の送受信を行なう第1の配列振動子2aがロータ3aにを支持および固定され、ロータ3aは回転軸4aに固定され、また、超音波の送受信を行なう第2の配列振動子2bがロータ3bに支持および固定され、ロータ3bは回転軸4bに固定されて、超音波診断装置の探触子1が構成される。
In FIG. 3A, a
次に、以上のように構成された超音波診断装置の探触子の動作について、図3Aに加えて、図3Bおよび図3Cを参照して説明する。 Next, the operation of the probe of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 3B and 3C in addition to FIG. 3A.
走査する範囲の視野角をθとした場合、第1の配列振動子2aと第2の配列振動子2bの機械走査方向のビームはおおむねθ/2の角度を持つように固定される。ロータ3aは回転軸4aを中心に往復運動を行なうが、回転角度はθ1〜θ21となる。また、ロータ3bの回転角度はθ22〜θ3となる。図3Bに示すように、第1の配列振動子2aはθ1〜θ21の視野を走査し(θ2aで示す)、第2の配列振動子2bはθ22〜θ3の視野を走査する(θ2bで示す)。
When the viewing angle of the scanning range is θ, the beams in the mechanical scanning direction of the
これにより、機械走査の回転角度を小さくし、単位時間あたりの往復回数を増やすことができ、ボリュームレートを向上させることができる。 Thereby, the rotation angle of mechanical scanning can be reduced, the number of reciprocations per unit time can be increased, and the volume rate can be improved.
さらに、図3Cに示すように、θ21とθ22との間を広くとることで、第1の配列振動子2aおよび第2の配列振動子2bの両方で走査できる部分を意図的に設けることもできる。この方法によれば、走査が重複する部分では走査速度が2倍になり、例えば臓器の描画のうち、特に速いボリュームレートで観察した部分に対し、よりスムーズな描画を提供することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 3C, by making a space between θ21 and θ22 wide, a portion that can be scanned by both the
(第4の実施の形態)
図4Aは、本発明の第4の実施の形態に係る超音波診断装置における複数の配列振動子の一構成例を示す図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration example of a plurality of array transducers in an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
図4Aにおいて、超音波診断装置の図示されない探触子の中に設けられた、超音波の送受信を行なう複数の振動子2a−1〜2a−8から成る第1の配列振動子2aと、超音波の送受信を行なう複数の振動子2b−1〜2b−8から成る第2の配列振動子2bが示されている。これらの配列振動子の機械走査手段は、第1から第3の実施の形態に述べた通りである。
In FIG. 4A, a
第1の配列振動子2aおよび第2の配列振動子2bは、機械走査を行うとともに、配列方向に開口位置を変化させ送受信を行なうことで2次元走査を行なう。このときの第1の配列振動子2aと第2の配列振動子2bの配列方向開口位置(P)を図4Bに示す。
The
図4Bにおいて、横軸は機械走査角度、縦軸は配列方向の開口位置を示し、第1の配列振動子2aの配列方向開口位置P2aを太線で、第2の配列振動子2bの配列方向開口位置P2bを細線で示している。2つの配列振動子から同時に送受信を行なうと、一方の配列振動子で送信した超音波のエコーが他方の受信エコーに混入するという問題が生じる。これを解決するために、図4Bに示すように、第1の配列振動子2aの配列方向開口位置P2aと第2の配列振動子2bの配列方向開口位置P2bをずらして、物理的なビーム位置をずらし、エコーの混入を小さくすることで、画質の劣化を防ぐことができる。
In FIG. 4B, the horizontal axis indicates the mechanical scanning angle, the vertical axis indicates the opening position in the arrangement direction, the arrangement direction opening position P2a of the
図5Aは、本発明の第4の実施の形態に係る超音波診断装置における複数の配列振動子の変形例を示す図であり、配列方向の制御をビームの偏向により行なう場合を例示している。第1の配列振動子2aと第2の配列振動子2bの配列方向ビーム偏向角度(δ)を図5Bに示す。
FIG. 5A is a diagram showing a modification of a plurality of array transducers in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and illustrates the case where the array direction is controlled by beam deflection. . FIG. 5B shows the array direction beam deflection angle (δ) of the
図5Bにおいて、横軸は機械走査角度、縦軸は配列方向のビーム偏向角度を示している。第1の配列振動子2aの配列方向ビーム偏向角度δ2aを太線で、第2の配列振動子2bの配列方向ビーム偏向角度δ2bを細線で示している。図5Bに示すように、第1の配列振動子2aの配列方向ビーム偏向角度δ2aと第2の配列振動子2bの配列方向ビーム偏向角度δ2bをずらし、エコーの混入を小さくすることで、画質の劣化を防ぐことができる。
In FIG. 5B, the horizontal axis indicates the mechanical scanning angle, and the vertical axis indicates the beam deflection angle in the arrangement direction. The array direction beam deflection angle δ2a of the
本発明に係る超音波診断装置は、2次元走査におけるボリュームレートを向上させることができ、高速に動く臓器の3次元画像の描写などに関して有用であり、医療等の用途に適用できる。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention can improve the volume rate in two-dimensional scanning, is useful for drawing a three-dimensional image of an organ that moves at high speed, and can be applied to medical uses.
1 探触子
2 配列振動子
2a 第1の配列振動子
2b 第2の配列振動子
3、3a、3b ロータ
4、4a、4b 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
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JP2003328626A JP2005087637A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Ultrasonic diagnostic equipment |
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Publications (1)
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JP2005087637A true JP2005087637A (en) | 2005-04-07 |
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ID=34458137
Family Applications (1)
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JP2003328626A Withdrawn JP2005087637A (en) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | Ultrasonic diagnostic equipment |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009082584A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
KR101271847B1 (en) * | 2010-12-16 | 2013-06-07 | 삼성메디슨 주식회사 | Ultrasonic probe |
JP2014147819A (en) * | 2007-10-23 | 2014-08-21 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Ultrasonic diagnostic device |
WO2014148659A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 알피니언메디칼시스템 주식회사 | Ultrasonic transducer |
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2003
- 2003-09-19 JP JP2003328626A patent/JP2005087637A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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