JP2007111229A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic system - Google Patents

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JP2007111229A JP2005305428A JP2005305428A JP2007111229A JP 2007111229 A JP2007111229 A JP 2007111229A JP 2005305428 A JP2005305428 A JP 2005305428A JP 2005305428 A JP2005305428 A JP 2005305428A JP 2007111229 A JP2007111229 A JP 2007111229A
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Kenichi Ichioka
健一 市岡
Munemoto Kataguchi
宗基 潟口
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Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe capable of expanding the angle of visibility for scanning with an ultrasonic beam performed by using a plurality of vibrators arrayed in a circular arc at the distal end of an insertion part to be inserted into the body cavity, and an ultrasonic diagnostic system equipped with the ultrasonic probe. <P>SOLUTION: The ultrasonic probe comprises the rod-like insertion part 10 which can be inserted into the body cavity of a subject and whose distal end is formed in the circular arc, and a plurality of vibrators 14 arrayed along the circular arc at the distal end. The ultrasonic probe is characterized by the vibrators arrayed at the center and at ends of the array with different pitches. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波プローブ及び超音波診断システムに関し、特に、体腔内に挿入して用いる超音波プローブ及びその超音波プローブを備える超音波診断システムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic system, and more particularly to an ultrasonic probe used by being inserted into a body cavity and an ultrasonic diagnostic system including the ultrasonic probe.

従来から、生体内に超音波プローブの振動子から超音波パルスを送出し、生体組織の境界で反射して生じる反射波を再び振動子で受信し、受信した反射波に基づいて再構成された生体内の断層画像を用いて診断を行うための超音波診断システムがある。   Conventionally, an ultrasonic pulse is transmitted from a transducer of an ultrasonic probe into a living body, and a reflected wave generated by reflection at a boundary of a living tissue is received again by the transducer, and reconstructed based on the received reflected wave. There is an ultrasonic diagnostic system for making a diagnosis using a tomographic image in a living body.

上述のような超音波診断システムで用いられる超音波プローブの中には、例えば、膣または肛門などの体腔内に挿入するための挿入部を有し、その挿入部の先端に複数の振動子が円弧状に配列され、その挿入部を体腔内に挿入して用いられる、いわゆる小曲率コンベックス超音波プローブがある。このような超音波診断システムでは、超音波プローブの先端に配列された振動子の所定の長さの範囲(以下、開口という)内の振動子を、その開口の中央の振動子が最も遅く超音波を送出するように左右対称に遅延させて各振動子を駆動して、各超音波の波面を合成して超音波ビームを形成し、そして、開口を順次ずらし超音波ビームをずらすことで走査を行う。この走査範囲は、挿入部の先端の円弧形状に沿って広がるような形状となる。この走査範囲の広がりの角度を視野角という。ただし、開口の振動子の数は、例えば、ローエンドの装置では最大24個まで、ハイエンドの装置では最大192個までと装置によって異なる。ここで、開口の振動子の数をチャンネル数ということにする。また、検査対象の体表からの深さによって開口を変化させて走査を行うことが一般的である。また、配列された振動子の端部ではチャンネル数を段階的に少なくして(例えば最少数を4チャンネル)超音波ビームを形成して、端に近い部分まで超音波ビームによる走査を行うようにしている。したがって、視野角は、先端に配列される振動子の総数によってほぼ決まる。   In the ultrasonic probe used in the ultrasonic diagnostic system as described above, for example, there is an insertion portion for insertion into a body cavity such as the vagina or anus, and a plurality of transducers are provided at the distal end of the insertion portion. There is a so-called small curvature convex ultrasonic probe which is arranged in an arc shape and is used by inserting the insertion portion into a body cavity. In such an ultrasonic diagnostic system, a transducer within a predetermined length range (hereinafter referred to as an opening) of transducers arranged at the tip of an ultrasonic probe is used, and the transducer at the center of the aperture is the latest Drive each transducer by delaying left and right symmetrically so as to send out the sound wave, synthesize the wavefront of each ultrasonic wave to form an ultrasonic beam, and scan by shifting the ultrasonic beam by sequentially shifting the aperture I do. This scanning range has a shape that extends along the arc shape at the tip of the insertion portion. This angle of spread of the scanning range is called a viewing angle. However, the number of vibrators in the opening differs depending on the device, for example, up to 24 in the low-end device and up to 192 in the high-end device. Here, the number of vibrators in the opening is referred to as the number of channels. In general, scanning is performed by changing the opening according to the depth from the body surface to be examined. Further, at the end of the arranged transducers, the number of channels is decreased stepwise (for example, the minimum number is 4 channels) to form an ultrasonic beam, and scanning with the ultrasonic beam is performed to a portion close to the end. ing. Therefore, the viewing angle is substantially determined by the total number of transducers arranged at the tip.

また、体腔内に挿入して用いられる超音波プローブでは、挿入による患者への負担を軽減することが求められ、挿入部がより細径化されていることが望まれる。ところが、挿入部が細径化されることにより、信号線の配線などが物理的に制約され、振動子の総数が限定されてしまう。その結果、上述の視野角も限定されてしまうことになる。例えば、挿入部の径が20mmの場合、例えば振動子の数が128個に限定され、先端が半径10mmの円弧状で、配列される振動子のピッチが、0.1mmならばおよそ73度、0.2mmならばおよそ147度となる。   Further, in an ultrasonic probe that is used by being inserted into a body cavity, it is required to reduce the burden on the patient due to the insertion, and it is desired that the insertion portion has a smaller diameter. However, by reducing the diameter of the insertion portion, the wiring of signal lines and the like are physically restricted, and the total number of vibrators is limited. As a result, the viewing angle described above is also limited. For example, when the diameter of the insertion portion is 20 mm, for example, the number of vibrators is limited to 128, the tip has an arc shape with a radius of 10 mm, and the pitch of the arranged vibrators is about 73 degrees when the pitch is 0.1 mm. If it is 0.2 mm, it will be about 147 degrees.

一方、配列された振動子の端部でチャンネル数を減少させず、走査範囲の両端の超音波ビームの角度を変化させて送出するステアリング(例えば、特許文献1参照。)により視野角を広げることが可能である。ステアリングは、遅延を左右非対称とし、例えば、端部近傍の振動子が最も遅く超音波を送出するように各振動子から超音波を送出させることにより、先端の円弧の接線の法線に対し斜めに波面が合成されて超音波ビームの角度を変化させ送出するものである。法線に対する斜め方向の角度をステアリング角度という。   On the other hand, without reducing the number of channels at the ends of the arranged transducers, the viewing angle is widened by steering (for example, see Patent Document 1) that is transmitted by changing the angle of the ultrasonic beam at both ends of the scanning range. Is possible. Steering is asymmetric with respect to the normal of the tangent line of the arc at the tip, by making the delay asymmetrical, for example by sending the ultrasonic wave from each vibrator so that the vibrator near the end sends the ultrasonic wave most slowly. The wavefront is synthesized and the angle of the ultrasonic beam is changed and transmitted. The oblique angle with respect to the normal is called the steering angle.

ところが、ステアリングさせて超音波ビームを送出すると、超音波ビームの送出方向ではない方向で波面が合成され、いわゆるグレーティングローブを生じることがある。そして、グレーティングローブによる反射波によりステアリングした方向には存在しない虚像すなわちアーチファクトが断層画像上に現れて診断の妨げとなる。   However, when the ultrasonic beam is transmitted by steering, the wavefront is synthesized in a direction other than the transmission direction of the ultrasonic beam, and a so-called grating lobe may be generated. Then, a virtual image that is not present in the steered direction due to the reflected wave from the grating lobe, that is, an artifact appears on the tomographic image and hinders diagnosis.

このグレーティングローブは、上述の遅延の時間(遅延時間という)の変化を滑らかな曲線となるように各振動子を駆動したとしても実際には振動子間のピッチによる量子化誤差により遅延時間が階段状に変化することから生じるものである。したがって、振動子間のピッチが大きくなるにつれて遅延時間の段差が大きくなるのでグレーティングローブを発生しやすく、ピッチが小さくなるにつれて遅延時間の段差が小さくなり滑らかになるのでグレーティングローブを発生しにくい。また、一般的にグレーティングローブ発生回避条件は、振動子間のピッチをd、超音波の波長をλ、ステアリング角度をθmとすると、
d<λ/(1+sinθm)
で与えられる。この式からもピッチが小さくなるほどステアリング角度θmを大きくできる、すなわちピッチが小さい方がグレーティングローブが発生しにくいことがわかる。
Even if each transducer is driven so that the change in the delay time (referred to as delay time) becomes a smooth curve, the grating lobe actually has a delay time step due to a quantization error due to the pitch between the transducers. This is caused by the change in shape. Therefore, the step of the delay time increases as the pitch between the transducers increases, so that a grating lobe is likely to occur. On the other hand, the step of the delay time decreases and becomes smooth as the pitch decreases, so that it is difficult to generate a grating lobe. In general, the grating lobe generation avoidance condition is that the pitch between the transducers is d, the wavelength of the ultrasonic wave is λ, and the steering angle is θm.
d <λ / (1 + sin θm)
Given in. This formula also shows that the steering angle θm can be increased as the pitch is reduced, that is, the grating lobe is less likely to occur when the pitch is smaller.

例えば、半径10mmの円弧状に振動子が配列された小曲率コンベックスタイプの超音波プローブにおいて、7.5MHzの超音波で、チャンネル数を24、超音波ビームを超音波送出開始位置から40mm近傍で収束させるように各振動子を遅延させた場合の音場のシミュレーション結果を、図7(a)乃至(d)及び図8(a)乃至(d)に示す。図7は振動子のピッチ0.1mmで、(a)乃至(d)はそれぞれステアリング角度が0度、30度、40度、60度の音場を示し、図8は振動子のピッチ0.2mmで、(a)乃至(d)はそれぞれステアリング角度が0度、5度、30度、60度の音場を示す。また、図7(a)乃至(d)及び図8(a)乃至(d)の各図に、形成された超音波ビームを「B」とグレーティングローブが発生している場合には図内に「G」と示した。グレーティングローブの許容値を−60dB程度とすれば、許容ステアリング角度は、ピッチが0.1mmのとき40度、ピッチが0.2mmのとき5度となる。   For example, in an ultrasonic probe of a small curvature convex type in which transducers are arranged in an arc shape with a radius of 10 mm, 7.5 MHz ultrasonic waves are used, the number of channels is 24, and an ultrasonic beam is located in the vicinity of 40 mm from the ultrasonic transmission start position. FIG. 7A to FIG. 7D and FIG. 8A to FIG. 8D show the simulation results of the sound field when each transducer is delayed so as to converge. FIG. 7 shows a sound field with a transducer pitch of 0.1 mm, (a) to (d) showing the sound fields with steering angles of 0 degrees, 30 degrees, 40 degrees, and 60 degrees, respectively, and FIG. At 2 mm, (a) to (d) show sound fields with steering angles of 0 degrees, 5 degrees, 30 degrees, and 60 degrees, respectively. Also, in each of FIGS. 7A to 7D and FIGS. 8A to 8D, the formed ultrasonic beam is “B” and a grating lobe is generated. Shown as “G”. If the allowable value of the grating lobe is about −60 dB, the allowable steering angle is 40 degrees when the pitch is 0.1 mm, and 5 degrees when the pitch is 0.2 mm.

そして、24チャンネル駆動で走査範囲の両端の超音波ビームをステアリングさせた場合の視野角は、24チャンネル駆動においてステアリングをさせない超音波ビームによる視野角(半径10mmの円弧上に振動子を所定ピッチで並べたときの円弧の角度から、両端部からそれぞれ12個分の円弧の角度を差し引いた角度)と、上述の許容ステアリング角度の2倍(ステアリングを両端で行うので2倍する)との和となるから、
ピッチが0.1mmのとき、
360×0.1×(128−24)/(2×10×3.14)+2×40
=139.6〔度〕、
ピッチが0.2mmのとき、
360×0.2×(128−24)/(2×10×3.14) +2×5
=129.2〔度〕、
となる。
The viewing angle when the ultrasonic beam at both ends of the scanning range is steered by 24-channel driving is the viewing angle by the ultrasonic beam that is not steered by 24-channel driving (the transducer is placed at a predetermined pitch on an arc having a radius of 10 mm). The sum of the angle of the arc when aligned and the angle obtained by subtracting the angle of 12 arcs from each end, and twice the allowable steering angle (doubled because steering is performed at both ends) So,
When the pitch is 0.1 mm
360 * 0.1 * (128-24) / (2 * 10 * 3.14) + 2 * 40
= 139.6 [degrees],
When the pitch is 0.2mm,
360 * 0.2 * (128-24) / (2 * 10 * 3.14) + 2 * 5
= 129.2 [degrees],
It becomes.

特表2003−534074号公報Special table 2003-534074 gazette

上記計算結果から、視野角を広げるために振動子のピッチを大きくすればステアリング角度は小さくなってしまい、逆に、視野角を広げるためにステアリング角度を大きくするためには振動子のピッチを小さくする必要があるからステアリングをさせない超音波ビームによる視野角が小さくなり、いずれの場合も大きな視野角となっていないことがわかる。つまり、振動子のピッチを大きくすることとステアリングとが相反するために、容易に視野角を広げることは困難であった。   From the above calculation results, if the pitch of the vibrator is increased to widen the viewing angle, the steering angle becomes smaller. Conversely, to increase the steering angle to widen the viewing angle, the pitch of the vibrator is reduced. Therefore, it can be seen that the viewing angle by the ultrasonic beam that is not steered is reduced, and in either case, the viewing angle is not large. That is, since the increase in the pitch of the vibrator and the steering are in conflict, it is difficult to easily widen the viewing angle.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、体腔内に挿入する挿入部の先端に円弧状に配列される複数の振動子を用いて行う超音波ビームによる走査の視野角を広げることが可能な超音波プローブ及びその超音波プローブを備える超音波診断システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic beam using a plurality of transducers arranged in an arc shape at the distal end of an insertion portion to be inserted into a body cavity. It is an object to provide an ultrasonic probe that can widen the viewing angle of scanning and an ultrasonic diagnostic system including the ultrasonic probe.

上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、被検体の体腔内に挿入可能で先端が円弧状に形成された棒状の挿入部と、前記先端の円弧に沿って配列された複数の振動子とを有する超音波プローブであって、前記複数の振動子は、前記配列の中央部と前記配列の端部とでピッチを異ならせて配列されていることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a rod-shaped insertion portion that is insertable into a body cavity of a subject and has a tip formed in an arc shape, and a plurality of rows arranged along the arc of the tip. An ultrasonic probe having a transducer, wherein the plurality of transducers are arranged at different pitches between a central portion of the array and an end portion of the array.

また、請求項2記載の発明は、前記複数の振動子は、前記配列の中央部では第1のピッチで配列される振動子を含み、前記配列の端部では前記第1のピッチより小さい第2のピッチで配列される振動子を少なくとも含むことを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, the plurality of transducers include transducers arranged at a first pitch at a central portion of the array, and a plurality of transducers smaller than the first pitch at an end of the array. It includes at least vibrators arranged at a pitch of 2.

また、請求項3記載の発明は、前記複数の振動子は、前記配列の中央部では第1のピッチで配列される振動子を含み、前記配列の端部では前記配列の最端側に前記第1のピッチで配列される振動子及び前記中央部近傍側に前記第2のピッチで配列される振動子を含むことを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, the plurality of transducers include transducers arranged at a first pitch at a central portion of the array, and the end portions of the array are arranged on the extreme end side of the array. It includes a vibrator arranged at a first pitch and a vibrator arranged at the second pitch near the central portion.

また、請求項4記載の発明は、前記振動子は同じ大きさのものが連続して形成され、前記異ならせたピッチとなるように配線されていることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, the vibrators are continuously formed with the same size and are wired so as to have the different pitches.

また、請求項5記載の発明は、前記振動子は同じ大きさのものが連続して形成され、前記第1のピッチ及び前記第2のピッチとなるように配線されていることを特徴としている。   The invention according to claim 5 is characterized in that the vibrators having the same size are continuously formed and wired so as to have the first pitch and the second pitch. .

また、請求項6記載の発明は、前記配線は、部分的に隣接する振動子の複数個を短絡接続することによって等価的に第1のピッチの振動子と第2のピッチの振動子とを配列したことを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, the wiring is equivalently connected to a first pitch vibrator and a second pitch vibrator by short-circuiting a plurality of partially adjacent vibrators. It is characterized by being arranged.

また、請求項7記載の発明は、被検体の体腔内に挿入可能で先端が円弧状に形成された棒状の挿入部と、前記先端の円弧に沿って配列された複数の振動子とを有する超音波プローブと、各前記振動子から超音波を送波して超音波ビームを前記配列の方向に移動させながら形成するように超音波プローブを制御する制御手段と、を備え、前記形成される超音波ビームを用いて診断を行うための超音波診断システムであって、前記超音波プローブは、前記複数の振動子が前記配列の中央部と前記配列の端部とでピッチを異ならせて配列され、前記制御手段は、さらに前記端部において前記超音波ビームを前記円弧の接線の法線に対し斜めに形成するように制御することを特徴としている。   The invention according to claim 7 includes a rod-shaped insertion portion that can be inserted into a body cavity of a subject and has a tip formed in an arc shape, and a plurality of transducers arranged along the arc of the tip. An ultrasonic probe, and a control means for controlling the ultrasonic probe so as to form an ultrasonic beam while moving the ultrasonic beam in the direction of the array by transmitting an ultrasonic wave from each of the transducers. An ultrasonic diagnostic system for performing a diagnosis using an ultrasonic beam, wherein the ultrasonic probe includes a plurality of transducers arranged at different pitches between a central portion of the array and an end portion of the array The control means further controls to form the ultrasonic beam obliquely with respect to a normal line of the arc tangent at the end portion.

本発明に係る超音波プローブ及び超音波診断システムによれば、超音波プローブの先端に配列される振動子は、配列の中央部と配列の端部とでピッチを異ならせて配列されている。例えば、端部の振動子のピッチを中央部のピッチと異ならせて小さなピッチとすることにより、中央部における視野角を確保しつつ、端部においてステアリング角度を大きくすることが可能となる。したがって、全体の視野角を大きくすることが可能となる。   According to the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic system according to the present invention, the transducers arranged at the tip of the ultrasonic probe are arranged at different pitches at the central portion and the end portion of the arrangement. For example, by making the pitch of the vibrator at the end different from the pitch at the center, the steering angle can be increased at the end while ensuring a viewing angle at the center. Therefore, the entire viewing angle can be increased.

以下、本発明に係る超音波プローブ1の様々な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, various embodiments of the ultrasonic probe 1 according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
(全体構成)
図1は、本実施の形態における超音波プローブ1を備える超音波診断システムの概略を示す外観図である。図1に示すように、超音波診断システムは、超音波を送受信し超音波画像を作成するための超音波処理装置2と、超音波処理装置2にコネクタ26及びケーブル12を介して接続される超音波プローブ1と、操作パネル3と、表示手段としてのモニタ手段4とを具備する。
[First Embodiment]
(overall structure)
FIG. 1 is an external view showing an outline of an ultrasonic diagnostic system including an ultrasonic probe 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic system is connected to an ultrasonic processing device 2 for transmitting and receiving ultrasonic waves and creating an ultrasonic image, and to the ultrasonic processing device 2 via a connector 26 and a cable 12. The ultrasonic probe 1, the operation panel 3, and the monitor means 4 as a display means are provided.

超音波プローブ1は、患者等の生体に超音波を送出し、生体組織の境界で反射される反射波をエコー信号として受信し、エコー信号を超音波処理装置2に送信するもので、図1に示すように、操作者が把持するための略円筒状のグリップ部13が設けられ、グリップ部13の一端側にはケーブル12が接続され、他端側には、グリップ部13の軸方向と同一方向に棒状の挿入部10が延設されている。また、挿入部10の先端側は、凸状、具体的には本例においては円弧状になっており、超音波の発振および受信を行う複数の振動子14(図1には図示せず)が円弧に沿って配列された探触子部11を有している。   The ultrasonic probe 1 transmits an ultrasonic wave to a living body such as a patient, receives a reflected wave reflected at the boundary of the living tissue as an echo signal, and transmits the echo signal to the ultrasonic processing apparatus 2. FIG. As shown in FIG. 4, a substantially cylindrical grip portion 13 is provided for the operator to hold. The cable 12 is connected to one end side of the grip portion 13 and the axial direction of the grip portion 13 is connected to the other end side. A rod-shaped insertion portion 10 is extended in the same direction. Further, the distal end side of the insertion portion 10 has a convex shape, specifically, an arc shape in this example, and a plurality of transducers 14 (not shown in FIG. 1) that oscillate and receive ultrasonic waves. Has a probe portion 11 arranged along an arc.

(制御構成)
図2は、本実施の形態に係る第1の実施の形態としての超音波診断システムの電気的構成を示すブロック図である。
(Control configuration)
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the ultrasonic diagnostic system as the first embodiment according to the present embodiment.

超音波処理装置2は、超音波プローブ1に接続され、超音波送受信部22、エコー信号処理部23、DSC(デジタルスキャンコンバータ)24、データ合成手段26、及び、フレームメモリ25を含んで構成される。   The ultrasonic processing apparatus 2 is connected to the ultrasonic probe 1 and includes an ultrasonic transmission / reception unit 22, an echo signal processing unit 23, a DSC (digital scan converter) 24, a data synthesis unit 26, and a frame memory 25. The

超音波送受信部22は、図示しないが、遅延回路およびパルサ回路といった送信回路と、A/D変換器、加算器といった受信回路からなり、制御部21に制御されて振動子14に超音波を送出させ、振動子14が受信したエコー信号を検査結果として受信する。   Although not shown, the ultrasonic transmission / reception unit 22 includes a transmission circuit such as a delay circuit and a pulsar circuit, and a reception circuit such as an A / D converter and an adder. The ultrasonic transmission / reception unit 22 is controlled by the control unit 21 and transmits ultrasonic waves to the vibrator 14. The echo signal received by the transducer 14 is received as an inspection result.

エコー信号処理部23は、超音波送受信部22に接続され、超音波送受信部22によって受信されたエコー信号に、エコー信号対数増幅、包絡線検波処理等を施し、信号強度が明るさを示す輝度データで表現される画像データを生成する。   The echo signal processing unit 23 is connected to the ultrasonic transmission / reception unit 22, performs echo signal logarithmic amplification, envelope detection processing, and the like on the echo signal received by the ultrasonic transmission / reception unit 22, and the signal intensity indicates brightness. Image data represented by data is generated.

DSC24は、エコー信号処理部23で生成された画像データを超音波走査から標準TV走査にデジタル的にスキャン変更し、フレーム像データとして出力する。   The DSC 24 digitally scans the image data generated by the echo signal processing unit 23 from the ultrasonic scan to the standard TV scan, and outputs it as frame image data.

合成手段26は、DSC24から出力されるフレーム像データと各種のデータ(例えば、グラフィックデータ,キャラクタデータなど)とを1枚のフレーム像データにデジタル的に合成し、その合成されたフレーム像を超音波断層像としてモニタ手段4にほぼリアルタイムで表示さする。   The synthesizing unit 26 digitally synthesizes the frame image data output from the DSC 24 and various data (for example, graphic data, character data, etc.) into one frame image data, and superimposes the synthesized frame image. The sonic tomographic image is displayed on the monitor means 4 in almost real time.

フレームメモリ25は、DSC24から出力されるフレーム像データを逐一記憶する。記憶されたフレーム像データはフリーズ像形成などに利用される。   The frame memory 25 stores the frame image data output from the DSC 24 one by one. The stored frame image data is used for freeze image formation and the like.

モニタ手段4は、CRT(cathode ray tube)やLCD(liquid crystal display)などにより構成される。   The monitor means 4 is constituted by a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), or the like.

操作パネル3は、入力手段であり、超音波処理装置2に接続されかつ操作者からの指示情報、パスワードなどの各種情報を入力するためのもので、図示しないが各種キー(アルファベットキーやテンキー等)、マウスやトラックボールなどが接続あるいは設置されている。   The operation panel 3 is an input means, and is connected to the ultrasonic processing apparatus 2 and is used for inputting various information such as instruction information and a password from an operator. Various keys (not shown) such as alphabet keys and numeric keys are used. ) A mouse or trackball is connected or installed.

制御部21は、操作パネル3からの入力を受け付け、その入力または予め記憶されている制御プログラムに基づいて、超音波診断システムの各部の駆動制御を行う。また、制御部21は、その機能を実現するために、CPU(図示せず)と、各種のプログラム及びそのプログラムを実行するときに必要な各種データ及びテーブルを記憶すると共に、各種のプログラムを実行するときのワークエリアを構成するシステムメモリ(図示せず)と、を含んで構成される。   The control unit 21 receives an input from the operation panel 3, and performs drive control of each unit of the ultrasonic diagnostic system based on the input or a control program stored in advance. The control unit 21 stores a CPU (not shown), various programs, various data and tables necessary for executing the programs, and executes the various programs in order to realize the functions. And a system memory (not shown) that constitutes a work area at the time.

また、制御部21は、超音波送受信部22を制御して各振動子14から超音波を送出させる。具体的には、超音波プローブ1の先端に配列された振動子14の中の所定の長さの範囲(この任意の範囲を開口という)内の振動子14を超音波送受信部22により遅延回路でタイミングをずらして駆動し、それぞれの振動子14から超音波を送出させる。これにより、送出された各超音波の波面が合成され超音波ビームが形成される。制御部21は、超音波送受信部22により超音波ビームを順次ずらして形成しエコー信号を検査結果として受信し、超音波ビームによる走査を行う。すなわち、制御部21と超音波送受信部22とで本発明の制御手段としての機能を有している。ここで、開口内の駆動する振動子14の数をチャンネル数ということにする。また、このチャンネル数は、例えば検査対象の体表からの深さによって変化させることが一般的である。例えば、検査対象の体表からの深さに対応するチャンネル数を予めシステムメモリなどに記憶しておき、例えば操作パネル3を用いて入力される深さに応じてチャンネル数を設定するようにしておく。また、振動子14のピッチが一定ではない場合などには、検査対象の体表からの深さに対応する開口の長さを記憶しておき、例えば操作パネル3を用いて入力される深さに応じて開口を設定するようにしておき、その開口の長さとなるような数をチャンネル数とする。   In addition, the control unit 21 controls the ultrasonic transmission / reception unit 22 to transmit ultrasonic waves from each transducer 14. Specifically, the transducer 14 within a predetermined length range (this arbitrary range is referred to as an opening) among the transducers 14 arranged at the tip of the ultrasonic probe 1 is connected to the delay circuit by the ultrasonic transmission / reception unit 22. Are driven at different timings, and ultrasonic waves are transmitted from the respective transducers 14. As a result, the wavefronts of the transmitted ultrasonic waves are combined to form an ultrasonic beam. The control unit 21 sequentially forms the ultrasonic beam by the ultrasonic transmission / reception unit 22, receives the echo signal as an inspection result, and performs scanning with the ultrasonic beam. That is, the control unit 21 and the ultrasonic transmission / reception unit 22 have a function as control means of the present invention. Here, the number of vibrators 14 to be driven in the opening is referred to as the number of channels. The number of channels is generally changed according to the depth from the body surface to be examined, for example. For example, the number of channels corresponding to the depth from the body surface to be examined is stored in advance in a system memory or the like, and for example, the number of channels is set according to the depth input using the operation panel 3. deep. Further, when the pitch of the vibrator 14 is not constant, the length of the opening corresponding to the depth from the body surface to be examined is stored, for example, the depth input using the operation panel 3 An opening is set in accordance with the number of channels, and the number that becomes the length of the opening is set as the number of channels.

(超音波プローブの探触子部の構成)
ここで、本実施の形態における超音波プローブ1の探触子部11の構成について説明する。図3に探触子部11の断面図を示す。図3に示すように、探触子部11は、その先端部が円弧状に形成され、内部には、それぞれ超音波を送出する複数個、一例として128個の振動子14a1、14a2、・・・、14a128(以下、単に振動子14という場合がある。)が先端の円弧に沿って配列されている。また、振動子14は、配列された振動子14の両端部の例えば24個の振動子すなわち振動子14a1、・・・、14a24、及び、14a105、・・・、14a128はピッチbmm、それ以外の中央部の80個の振動子すなわち振動子14a25、・・・、14a104はピッチがammでそれぞれ配列されている。尚、ammは本発明の第1のピッチで、bmmは本発明の第2のピッチであり、第1のピッチと第2のピッチとは異なるピッチであり、b<aすなわち第2のピッチは第1のピッチより小さいものとする。
(Configuration of probe part of ultrasonic probe)
Here, the configuration of the probe unit 11 of the ultrasonic probe 1 in the present embodiment will be described. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the probe unit 11. As shown in FIG. 3, the probe portion 11 has a tip portion formed in an arc shape, and a plurality of, for example, 128 transducers 14a1, 14a2,. 14a128 (hereinafter sometimes simply referred to as vibrator 14) are arranged along the arc at the tip. The vibrator 14 has, for example, 24 vibrators at both ends of the arranged vibrators 14, that is, the vibrators 14a1,..., 14a24, and 14a105,. The 80 vibrators in the central portion, that is, the vibrators 14a25,. Note that amm is the first pitch of the present invention, bmm is the second pitch of the present invention, the first pitch and the second pitch are different pitches, and b <a, that is, the second pitch is It is assumed that it is smaller than the first pitch.

また、振動子14のそれぞれは、図示しないフレキシブル基板(Flexible−PC板)を介して、信号線15c1、15c2、・・・、15c128(以下、纏めて信号線15という場合がある。)に接続され、信号線15はケーブル12内に収容される。また、振動子14の超音波送出面側には、音響インピーダンスが互いに異なる生体と振動子との間で超音波を効率よく伝播させる整合層16が設けられ、さらにその外側に、超音波を収束させる音響レンズ17を備える。また、振動子14の超音波送出面側の反対側には、バッキング材18が設けられ後方への超音波を吸収し、余分な振動を抑えている。   In addition, each of the vibrators 14 is connected to signal lines 15c1, 15c2,..., 15c128 (hereinafter may be collectively referred to as signal lines 15) via a flexible substrate (Flexible-PC board) (not shown). The signal line 15 is accommodated in the cable 12. Further, a matching layer 16 for efficiently transmitting ultrasonic waves between a living body and a vibrator having different acoustic impedances is provided on the ultrasonic wave sending surface side of the vibrator 14, and the ultrasonic waves are converged on the outer side thereof. An acoustic lens 17 is provided. Further, a backing material 18 is provided on the side opposite to the ultrasonic wave sending surface side of the vibrator 14 to absorb backward ultrasonic waves and suppress excessive vibrations.

以上のような構成により、本実施の形態の超音波診断システムにおいて、図3に示すように、超音波ビームが、超音波ビームB1から超音波ビームB2k+nまで順次形成され超音波ビームによる走査が行われる(これらの超音波ビームを、単に超音波ビームBということがある)。   With the configuration as described above, in the ultrasonic diagnostic system of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the ultrasonic beam is sequentially formed from the ultrasonic beam B1 to the ultrasonic beam B2k + n, and scanning with the ultrasonic beam is performed. (These ultrasonic beams may be simply referred to as an ultrasonic beam B).

次に、各超音波ビームBによる走査について詳細に述べる。ただし、本実施の形態では、一例として、振動子14のピッチamm、bmmをそれぞれ0.2mm、0.1mmとし、開口を2.4mmとする。したがって、チャンネル数は開口の位置に応じ、例えば開口内の振動子14がピッチ0.2mmの振動子14で構成される場合には12チャンネル、ピッチ0.1mmの振動子14で構成される場合には24チャンネルとなる。混在する場合には、例えば、ピッチ0.2mmの振動子14が10、ピッチ0.1mmの振動子14が4ならば14チャンネルとなる。また、超音波ビームは、超音波ビームB1から順に超音波ビームB2k+nまで形成し、再び超音波ビームB1に戻り、順に超音波ビームBを形成する。   Next, scanning by each ultrasonic beam B will be described in detail. However, in the present embodiment, as an example, the pitches amm and bmm of the vibrator 14 are 0.2 mm and 0.1 mm, respectively, and the opening is 2.4 mm. Therefore, the number of channels depends on the position of the opening. For example, when the vibrator 14 in the opening is constituted by the vibrator 14 having a pitch of 0.2 mm, the number of channels is constituted by 12 channels and the vibrator 14 having a pitch of 0.1 mm. There are 24 channels. In the case of coexistence, for example, if the vibrator 14 with a pitch of 0.2 mm is 10 and the vibrator 14 with a pitch of 0.1 mm is 4, there are 14 channels. Further, the ultrasonic beam is formed from the ultrasonic beam B1 to the ultrasonic beam B2k + n in order, returns to the ultrasonic beam B1, and forms the ultrasonic beam B in order.

まず、図3における左側の端部で形成される超音波ビームB1から超音波ビームBk+1の走査について説明する。これらの超音波ビームBは、端部に配列された振動子14a1乃至14a24で形成される。超音波ビームB1から超音波ビームBkまでは開口の中央における円弧の接線の法線に対し角度(ステアリング角度)をもって斜め方向に形成されている。また、ステアリング角度は、超音波ビームB1で最大値θmとなり、内側の超音波ビームBkになるにつれて小さくなる。そして、超音波ビームBk+1はステアリング角度が0となるように形成されている。   First, scanning from the ultrasonic beam B1 to the ultrasonic beam Bk + 1 formed at the left end in FIG. 3 will be described. These ultrasonic beams B are formed by transducers 14a1 to 14a24 arranged at the ends. The ultrasonic beam B1 to the ultrasonic beam Bk are formed obliquely with an angle (steering angle) with respect to the normal line of the arc tangent at the center of the opening. Further, the steering angle becomes the maximum value θm for the ultrasonic beam B1, and becomes smaller as the inner ultrasonic beam Bk is reached. The ultrasonic beam Bk + 1 is formed so that the steering angle is zero.

上記のように斜め方向に超音波ビームBを形成するために、制御部21は、図4に示すような各振動子14の駆動タイミングの遅延の時間を示すテーブルに基づいて、各振動子14に対応する遅延時間だけ超音波を遅らせて送出するように超音波送受信部22を制御する。図4(a)乃至(d)は、横軸の各振動子14について縦軸にその振動子14の駆動を遅延させるべき時間を遅延時間として示したものである。このようなテーブルは予めシステムメモリなどに記憶しておけばよい。また、図4(a)乃至(d)は、遅延時間を説明するための代表例である。   In order to form the ultrasonic beam B in the oblique direction as described above, the control unit 21 uses the table indicating the delay time of the drive timing of each transducer 14 as shown in FIG. The ultrasonic transmission / reception unit 22 is controlled so as to delay and transmit the ultrasonic wave by a delay time corresponding to. 4A to 4D show the time for which the drive of the vibrator 14 is delayed on the vertical axis for each vibrator 14 on the horizontal axis as a delay time. Such a table may be stored in advance in a system memory or the like. FIGS. 4A to 4D are representative examples for explaining the delay time.

まず、制御部21は、図4(a)に示すような振動子14a24に対し振動子14a1を駆動するタイミングの遅延が最大となるようなテーブルに基づいて超音波送受信部22を制御し、各振動子14から超音波を送出させる。この場合、振動子14a1乃至14a24による開口の中央における円弧の接線の法線に対し振動子14a1方向に斜めにステアリング角度θmで超音波ビームB1が形成される。そして、超音波ビームB1によるエコー信号を超音波送受信部22で受信し、エコー信号はエコー信号処理部23などで処理される。このように超音波ビームBを形成する度にエコー信号を受信して処理を行うが、以下の説明では、超音波ビームの形成について記載し、エコー信号の受信及び処理の記載については省略する。   First, the control unit 21 controls the ultrasonic transmission / reception unit 22 based on a table that maximizes the delay of the timing for driving the transducer 14a1 with respect to the transducer 14a24 as shown in FIG. Ultrasound is transmitted from the vibrator 14. In this case, the ultrasonic beam B1 is formed at a steering angle θm obliquely in the direction of the vibrator 14a1 with respect to the normal line of the arc tangent at the center of the opening by the vibrators 14a1 to 14a24. The echo signal generated by the ultrasonic beam B1 is received by the ultrasonic transmission / reception unit 22, and the echo signal is processed by the echo signal processing unit 23 and the like. As described above, the echo signal is received and processed every time the ultrasonic beam B is formed. In the following description, the formation of the ultrasonic beam is described, and the description of the reception and processing of the echo signal is omitted.

次に、制御部21は、遅延時間を変化させつつステアリング角度をθmから0に変化させながら超音波ビームBを形成する。具体的には、図4(a)に示した遅延時間の関係から、図4(b)に示すように振動子14a24に対する振動子14a1の駆動の遅延時間が図4(a)に示す遅延時間より小さくなるように徐々に変化させ、さらに、図4(c)に示すように振動子14a1より内側(ただし、開口の中央より外側)の振動子14を駆動させる遅延時間が最大となるように変化させ、さらに駆動の遅延時間が最大となる振動子14が開口の中央に近くとなるように変化させていく。そして、図4(d)に示すように駆動の遅延時間が最大となる振動子14を開口の中央とし、ステアリング角度が0度の超音波ビームBk+1を形成する。   Next, the control unit 21 forms the ultrasonic beam B while changing the steering angle from θm to 0 while changing the delay time. Specifically, from the relationship of the delay time shown in FIG. 4A, as shown in FIG. 4B, the delay time of driving the vibrator 14a1 with respect to the vibrator 14a24 is shown in FIG. 4A. As shown in FIG. 4C, the delay time for driving the vibrator 14 inside the vibrator 14a1 (but outside the center of the opening) is maximized. Further, the vibrator 14 having the longest drive delay time is changed to be close to the center of the opening. Then, as shown in FIG. 4D, an ultrasonic beam Bk + 1 having a steering angle of 0 degrees is formed with the vibrator 14 having the maximum drive delay time as the center of the opening.

つづいて、超音波ビームBk+1から超音波ビームBk+nの走査について説明する。これらの超音波ビームBは、ステアリング角度が0となるように形成されている。制御部21は、これらの超音波ビームBを振動子14a1乃至14a128までの振動子14を用い、開口を順に振動子14a128側にずらしながら構成し、その開口内の振動子14を用いて開口の中央の振動子14の駆動の遅延時間が最大となるようにして形成する。ただし、開口をずらすときに、開口を2.4mmとするために、ピッチ0.1mmの振動子14は2つずつ、ピッチ0.2mmの振動子14は1つずつずらすことになり、それに応じてチャンネル数も変化させる。   Next, scanning from the ultrasonic beam Bk + 1 to the ultrasonic beam Bk + n will be described. These ultrasonic beams B are formed so that the steering angle becomes zero. The control unit 21 uses the transducers 14a1 to 14a128 for these ultrasonic beams B, and sequentially configures the apertures toward the transducers 14a128, and uses the transducers 14 in the apertures to open the apertures. The delay time for driving the central vibrator 14 is maximized. However, when shifting the opening, in order to make the opening 2.4 mm, the vibrator 14 having a pitch of 0.1 mm is shifted by two, and the vibrator 14 having a pitch of 0.2 mm is shifted by one, and accordingly And change the number of channels.

最後に、図3における右側の端部で形成される超音波ビームBk+nから超音波ビームB2k+nの走査について説明する。これらの超音波ビームBは、端部に配列された振動子14a105乃至14a128で形成される。超音波ビームBk+nはステアリング角度が0となるように形成され、超音波ビームBk+1+nから超音波ビームB2k+nまでは開口の中央における円弧の接線の法線に対し角度(ステアリング角度)をもって斜め方向に形成されている。また、ステアリング角度は、超音波ビームBk+1+nから外側の超音波ビームB2k+nになるにつれて大きくなり、超音波ビームB2k+nで最大値θmとなる。   Finally, scanning from the ultrasonic beam Bk + n to the ultrasonic beam B2k + n formed at the right end in FIG. 3 will be described. These ultrasonic beams B are formed by transducers 14a105 to 14a128 arranged at the ends. The ultrasonic beam Bk + n is formed so that the steering angle becomes zero, and the ultrasonic beam Bk + 1 + n to the ultrasonic beam B2k + n are formed in an oblique direction with an angle (steering angle) with respect to the normal line of the arc tangent at the center of the opening. ing. Further, the steering angle increases as the ultrasonic beam Bk + 1 + n becomes the outer ultrasonic beam B2k + n, and reaches the maximum value θm with the ultrasonic beam B2k + n.

上記のように斜め方向に超音波ビームBを形成するために、制御部21は、図5に示すような各振動子14の駆動タイミングの遅延の時間を示すテーブルに基づいて、各振動子14に対応する遅延時間だけ超音波を遅らせて送出するように超音波送受信部22を制御する。図5(a)乃至(d)は、横軸の各振動子14について縦軸にその振動子14の駆動を遅延させるべき時間を遅延時間として示したものである。また、図5(a)乃至(d)は、遅延時間の変化を説明するための代表例である。   In order to form the ultrasonic beam B in the oblique direction as described above, the control unit 21 uses each transducer 14 based on a table indicating the delay time of the drive timing of each transducer 14 as shown in FIG. The ultrasonic transmission / reception unit 22 is controlled so as to delay and transmit the ultrasonic wave by a delay time corresponding to. In FIGS. 5A to 5D, for each transducer 14 on the horizontal axis, the vertical axis represents the time for which the drive of the transducer 14 should be delayed as a delay time. FIGS. 5A to 5D are representative examples for explaining the change in the delay time.

まず、制御部21は、上述のステアリング角度が0度の超音波ビームBk+nを図5(a)に示すように遅延時間が最大となる振動子14を開口の中央として形成したら、次に、図5(b)に示すように遅延時間が最大となる振動子14を開口の中央より外側に変化させていく。さらに、図5(c)に示すように振動子14a105に対し振動子14a128の駆動のタイミングの遅延が最も大きくなるようにして超音波送受信部22を制御し、さらに振動子14a128を駆動するタイミングの遅延時間を徐々に大きくなるように変化させ、最終的に図5(d)に示すように振動子14a105に対し振動子14a128を駆動するタイミングの遅延が最大となるようにして超音波送受信部22を制御し、各振動子から超音波を送出させる。   First, the control unit 21 forms the transducer 14 having the maximum delay time as shown in FIG. 5A with the ultrasonic beam Bk + n having the steering angle of 0 degrees as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the vibrator 14 having the maximum delay time is changed to the outside from the center of the opening. Further, as shown in FIG. 5C, the ultrasonic transmission / reception unit 22 is controlled such that the delay of the driving timing of the transducer 14a128 is maximized with respect to the transducer 14a105, and the timing of driving the transducer 14a128 is further increased. The ultrasonic transmission / reception unit 22 is configured so that the delay time is gradually increased and finally the delay of the timing for driving the transducer 14a128 with respect to the transducer 14a105 is maximized as shown in FIG. And ultrasonic waves are transmitted from each transducer.

上述のように、本実施の形態の超音波プローブを用いることにより、中央部では0.2mmピッチの配列の振動子による走査範囲を確保でき、両端では、小さいピッチすなわち本例では0.1mmのピッチの振動子を用いたステアリングが可能となる。つまり、〔背景技術〕に示した図7から、ステアリングにより40度傾けることが可能となる。   As described above, by using the ultrasonic probe of the present embodiment, a scanning range by transducers having an arrangement of 0.2 mm pitch can be secured at the center, and a small pitch at both ends, that is, 0.1 mm in this example. Steering using a pitch vibrator is possible. That is, from FIG. 7 shown in [Background Art], it is possible to tilt 40 degrees by steering.

一方、ステアリングを行わない超音波ビームBk+1から超音波ビームBk+nによる走査範囲の角度すなわち視野角は、80個の0.2mmピッチの振動子と24個(片側12個ずつ)の0.1mmピッチの振動子を半径10mmの円弧に並べたときの角度、
360×(0.1×24+0.2×80)/(2×10×3.14)=105.5〔度〕
である。
On the other hand, the angle of the scanning range of the ultrasonic beam Bk + 1 to the ultrasonic beam Bk + n without steering, that is, the viewing angle, is 80 0.2 mm pitch transducers and 24 (12 on each side) 0.1 mm pitch. The angle when the transducers are arranged in an arc with a radius of 10 mm,
360 × (0.1 × 24 + 0.2 × 80) / (2 × 10 × 3.14) = 105.5 [degree]
It is.

本実施の形態では上記超音波ビームBk+1から超音波ビームBk+nによる視野角にさらにステアリングによる走査範囲が加わるので、本実施の形態の視野角は、
105.5+2×40=185.5〔度〕
となる。
In the present embodiment, since the scanning range by the steering is further added to the viewing angle by the ultrasonic beam Bk + 1 to the ultrasonic beam Bk + n, the viewing angle of the present embodiment is
105.5 + 2 × 40 = 185.5 [degree]
It becomes.

一方、〔背景技術〕に記載したように0.1mmピッチの振動子で構成しステアリングを行った場合には139.6〔度〕、0.2mmピッチの振動子で構成しステアリングを行った場合には129.2〔度〕である。   On the other hand, as described in [Background Art], when steering is performed with a vibrator having a pitch of 0.1 mm, 139.6 [degrees], and steering with a vibrator having a pitch of 0.2 mm Is 129.2 degrees.

したがって、上述のように両端部の各24個の振動子14を0.1mmピッチという小さいピッチ、それ以外の80個の振動子14は0.2mmピッチという大きいピッチで構成することにより、ステアリングを行わない超音波ビームによる視野角を確保しつつ、かつステアリング角を大きくすることができ、合計の視野角を大きくすることが可能となる。このように視野角を広げることにより、腫瘍などの病変発見率の向上に寄与できる。   Therefore, as described above, each of the 24 vibrators 14 at both ends has a small pitch of 0.1 mm, and the other 80 vibrators 14 have a large pitch of 0.2 mm, so that steering can be performed. The steering angle can be increased while ensuring the viewing angle by the ultrasonic beam that is not performed, and the total viewing angle can be increased. By widening the viewing angle in this way, it is possible to contribute to an improvement in the detection rate of lesions such as tumors.

また、上述した振動子の構成の総数128個、半径10mmの円弧、振動子ピッチ、及び、超音波の周波数7.5MHzは一例として示したものでありこれらに限られるものではない。   Further, the total number of the above-described vibrator configurations of 128, a circular arc having a radius of 10 mm, a vibrator pitch, and an ultrasonic frequency of 7.5 MHz are shown as examples and are not limited thereto.

また、端部が上述のように0.1mmピッチの振動子14だけではなく、0.1mmピッチの振動子と0.2mmピッチの振動子14とを含むようにしてもよい。例えば、端部において、最端側(振動子の配列の最端)が0.1mmピッチの振動子14、中央部近傍側が0.2mmピッチの振動子14、また、最端側が0.2mmピッチの振動子14、中央部近傍側が0.1mmピッチの振動子14というような構成である。このような構成によれば、端部に含まれる0.1mmピッチの振動子14によりグレーティングローブの発生が抑えられるので、ステアリング角度を大きくすることができる。したがって、端部に0.1mmピッチの振動子14含ませることにより、合計の視野角を大きくすることが可能となる。   Further, as described above, the end portion may include not only the 0.1 mm pitch vibrator 14 but also the 0.1 mm pitch vibrator and the 0.2 mm pitch vibrator 14. For example, at the end, the most end side (the most end of the arrangement of the transducers) is a transducer 14 having a pitch of 0.1 mm, the transducer 14 having a pitch of 0.2 mm is near the center, and the most end side is a pitch of 0.2 mm. The vibrator 14 has a configuration in which the vicinity of the central portion is a vibrator 14 having a pitch of 0.1 mm. According to such a configuration, generation of grating lobes can be suppressed by the vibrator 14 having a pitch of 0.1 mm included in the end portion, so that the steering angle can be increased. Therefore, the total viewing angle can be increased by including the vibrator 14 having a pitch of 0.1 mm at the end.

また、第2のピッチとして複数のピッチ、例えば0.1mm及び0.05mmなどの2種類のピッチを用いて構成してもよい。   Further, a plurality of pitches, for example, two types of pitches such as 0.1 mm and 0.05 mm may be used as the second pitch.

[第2の実施の形態]
次に、図面を参照して本発明の第2の実施の形態を説明する。なお、以下には第1の実施の形態と実質的に同様の構成については、詳細な説明を省略し、主に異なる点について述べる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, detailed description of configurations substantially similar to those of the first embodiment will be omitted, and different points will be mainly described.

本実施の形態の特徴は、同じピッチで形成した振動子の部分的に隣接する振動子の複数個を電気的に短絡接続することによって、等価的に異なるピッチの配列をとする点にある。
(超音波プローブの構成)
図6に探触子部11の断面の一部分を示す。また、図6には、振動子14´と配線パターンのみを示し、その他は省略した。
A feature of the present embodiment is that an array of equivalently different pitches is obtained by electrically short-circuiting a plurality of partially adjacent vibrators formed with the same pitch.
(Configuration of ultrasonic probe)
FIG. 6 shows a part of a cross section of the probe unit 11. FIG. 6 shows only the vibrator 14 ′ and the wiring pattern, and the others are omitted.

本実施の形態の探触子部11は、図6に示すように、0.1mmピッチとなる同じ大きさの振動子14´a1乃至14´a208が先端の円弧に沿って形成されている。そして、振動子14´a1、・・・、14´a24及び振動子14´a185、・・・、14´a208は、それぞれに配線パターンが形成され、振動子14´a25、14´a26・・・14´a183、14´a184は、2つずつの振動子14´を1つに繋ぐ配線パターンが形成されている。   In the probe unit 11 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, transducers 14′a1 to 14′a208 having the same size with a pitch of 0.1 mm are formed along the arc of the tip. The transducers 14′a1,..., 14′a24 and the transducers 14′a185,..., 14′a208 are respectively formed with wiring patterns, and the transducers 14′a25, 14′a26,. 14′a183 and 14′a184 are formed with a wiring pattern that connects two vibrators 14 ′ to one.

したがって、振動子14´a1、・・・、14´a24及び振動子14´a185、・・・、14´a208は、それぞれが1つの振動子として動作する。一方、振動子14´a25、14´a26・・・14´a183、14´a184は、配線パターンで繋がれた振動子、すなわち振動子14´a25と14´a26、振動子14´a27と14´a28、・・・、14´a183と14´a184のそれぞれ1組の振動子が1つの振動子のように動作する。すなわち、0.1mmピッチとなる同じ大きさで形成された振動子を配線することで0.2mmピッチを構成している。   Therefore, each of the vibrators 14'a1, ..., 14'a24 and the vibrators 14'a185, ..., 14'a208 operates as one vibrator. On the other hand, vibrators 14′a25, 14′a26... 14′a183, 14′a184 are vibrators connected by a wiring pattern, that is, vibrators 14′a25 and 14′a26 and vibrators 14′a27 and 14. Each set of transducers' a28, ..., 14'a183 and 14'a184 operates like one transducer. That is, a 0.2 mm pitch is configured by wiring vibrators formed with the same size of 0.1 mm pitch.

また、このような探触子部11を有する超音波プローブは、連続して配列される同じ大きさの振動子14´を形成するステップと、例えば上記のように0.1mmピッチ及び0.2mmピッチといった異なるピッチを構成するように配線するステップとを含む製造方法により製造することができる。   In addition, the ultrasonic probe having such a probe unit 11 includes a step of forming transducers 14 ′ having the same size arranged in succession, and a 0.1 mm pitch and 0.2 mm as described above, for example. And a step of wiring so as to constitute different pitches such as a pitch.

また、振動子14´を例えば0.05mmで形成してもよく、この場合0.1mmピッチを構成するためには、振動子14´を2つ繋ぎ、0.2mmピッチを構成するためには振動子´を4つ繋ぐ配線パターンを形成すればよい。すなわち、振動子14´は、構成するべき最小ピッチの整数分の1の大きさであればよい。   Further, the transducer 14 'may be formed with, for example, 0.05 mm. In this case, in order to configure a 0.1 mm pitch, to connect two transducers 14' and configure a 0.2 mm pitch, A wiring pattern connecting four transducers' may be formed. That is, the vibrator 14 ′ may have a size of 1 / integer of the minimum pitch to be configured.

本実施の形態によれば、同じ大きさの振動子を電気的に短絡させて接続する配線により、第1の実施の形態の如き配列の振動子を等価的に実現できる。これによれば、振動子のピッチは等間隔で形成すればよいので容易に製造することができる。また、種々のピッチパターンを電気的接続(配線)を変更するだけ製造することが可能となる。   According to the present embodiment, the vibrators in the arrangement as in the first embodiment can be equivalently realized by the wiring that connects the vibrators of the same size by being electrically short-circuited. According to this, since the pitch of a vibrator should just be formed at equal intervals, it can manufacture easily. In addition, various pitch patterns can be manufactured only by changing the electrical connection (wiring).

本発明に係る第1の実施の形態の超音波診断システムの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of an ultrasonic diagnostic system according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第1の実施の形態の超音波診断システムの電気的構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic diagnostic system according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す超音波システムに接続される超音波プローブの探触子部の断面図である。It is sectional drawing of the probe part of the ultrasonic probe connected to the ultrasonic system shown in FIG. (a)乃至(d)は、それぞれ遅延時間のテーブルを示し、遅延時間の変化を説明するための図である。(A) thru | or (d) each show the table of delay time, and is a figure for demonstrating the change of delay time. (a)乃至(d)は、それぞれ遅延時間のテーブルを示し、遅延時間の変化を説明するための図である。(A) thru | or (d) each show the table of delay time, and is a figure for demonstrating the change of delay time. 探触子部の断面の一部分を示す図である。It is a figure which shows a part of cross section of a probe part. (a)乃至(d)は、振動子のピッチが0.1mmの場合の各ステアリング角度における音場の様子を示す図である。(A) thru | or (d) is a figure which shows the mode of the sound field in each steering angle in case the pitch of a vibrator | oscillator is 0.1 mm. (a)乃至(d)は、振動子のピッチが0.2mmの場合の各ステアリング角度における音場の様子を示す図である。(A) thru | or (d) is a figure which shows the mode of the sound field in each steering angle in case the pitch of a vibrator | oscillator is 0.2 mm.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波プローブ
2 超音波処理装置
3 操作パネル
4 モニタ手段
10 挿入部
11 探触子部
12 ケーブル
13 グリップ部
14、14´ 振動子
15 信号線
16 整合層
17 音響レンズ
18 バッキング材
21 制御部
22 超音波送受信部
23 エコー信号処理部
24 DSC
25 フレームメモリ
26 データ合成手段
B 超音波ビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Ultrasonic processing apparatus 3 Operation panel 4 Monitor means 10 Insertion part 11 Probe part 12 Cable 13 Grip part 14, 14 'Vibrator 15 Signal line 16 Matching layer 17 Acoustic lens 18 Backing material 21 Control part 22 Ultrasonic transceiver 23 Echo signal processor 24 DSC
25 Frame memory 26 Data synthesis means B Ultrasonic beam

Claims (7)

被検体の体腔内に挿入可能で先端が円弧状に形成された棒状の挿入部と、前記先端の円弧に沿って配列された複数の振動子とを有する超音波プローブであって、
前記複数の振動子は、前記配列の中央部と前記配列の端部とでピッチを異ならせて配列されていることを特徴とする超音波プローブ。
An ultrasonic probe having a rod-like insertion portion that can be inserted into a body cavity of a subject and whose tip is formed in an arc shape, and a plurality of transducers arranged along the arc of the tip,
The ultrasonic probe, wherein the plurality of transducers are arranged at different pitches at a central portion of the array and an end portion of the array.
前記複数の振動子は、前記配列の中央部では第1のピッチで配列される振動子を含み、前記配列の端部では前記第1のピッチより小さい第2のピッチで配列される振動子を少なくとも含む請求項1に記載の超音波プローブ。   The plurality of vibrators include vibrators arranged at a first pitch at a central portion of the array, and vibrators arranged at a second pitch smaller than the first pitch at an end of the array. The ultrasonic probe according to claim 1, comprising at least. 前記複数の振動子は、前記配列の中央部では第1のピッチで配列される振動子を含み、前記配列の端部では前記配列の最端側に前記第1のピッチで配列される振動子及び前記中央部近傍側に前記第2のピッチで配列される振動子を含む請求項1に記載の超音波プローブ。   The plurality of vibrators include vibrators arranged at a first pitch at a central portion of the array, and vibrators arranged at the first pitch on the endmost side of the array at an end of the array. The ultrasonic probe according to claim 1, further comprising transducers arranged at the second pitch near the central portion. 前記振動子は同じ大きさのものが連続して形成され、前記異ならせたピッチとなるように配線されている請求項1に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the vibrators are continuously formed with the same size and are wired so as to have the different pitches. 前記振動子は同じ大きさのものが連続して形成され、前記第1のピッチ及び前記第2のピッチとなるように配線されている請求項2または請求項3に記載の超音波プローブ。   4. The ultrasonic probe according to claim 2, wherein the vibrators are continuously formed with the same size and are wired so as to have the first pitch and the second pitch. 5. 前記配線は、部分的に隣接する振動子の複数個を短絡接続することによって等価的に第1のピッチの振動子と第2のピッチの振動子とを配列した請求項5に記載の超音波プローブ。   The ultrasonic wave according to claim 5, wherein the wiring has a first pitch transducer and a second pitch transducer equivalently arranged by short-circuiting a plurality of partially adjacent transducers. probe. 被検体の体腔内に挿入可能で先端が円弧状に形成された棒状の挿入部と、前記先端の円弧に沿って配列された複数の振動子とを有する超音波プローブと、各前記振動子から超音波を送波して超音波ビームを前記配列の方向に移動させながら形成するように超音波プローブを制御する制御手段と、を備え、前記形成される超音波ビームを用いて診断を行うための超音波診断システムであって、
前記超音波プローブは、前記複数の振動子が前記配列の中央部と前記配列の端部とでピッチを異ならせて配列され、
前記制御手段は、さらに前記端部において前記超音波ビームを前記円弧の接線の法線に対し斜めに形成するように制御することを特徴とする超音波診断システム。

An ultrasonic probe having a rod-like insertion portion that can be inserted into a body cavity of a subject and whose tip is formed in an arc shape, and a plurality of transducers arranged along the arc of the tip, and each transducer Control means for controlling an ultrasonic probe so as to form an ultrasonic beam while moving the ultrasonic beam in the direction of the arrangement, and for performing diagnosis using the formed ultrasonic beam An ultrasonic diagnostic system of
In the ultrasonic probe, the plurality of transducers are arranged at different pitches at a central portion of the array and an end portion of the array,
The control means further controls the ultrasonic beam so that the ultrasonic beam is formed obliquely with respect to a normal line of the arc tangent at the end portion.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009045095A (en) * 2007-08-13 2009-03-05 Aloka Co Ltd Ultrasonic probe
JP2009089962A (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Shibuya Kogyo Co Ltd Intravascular ultrasonic diagnosis probe

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