JP2008073391A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置に関するものであって、特に超音波に基づく診断情報を生成し、測定精度を向上させつつ容易に使用することができる小型の装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to a small apparatus that generates diagnostic information based on ultrasonic waves and can be easily used while improving measurement accuracy.
超音波診断装置は診断対象の内部を超音波ビームで走査してエコーを受信し、エコーの強度に対応した画像データを求め、それによっていわゆるBモード画像と呼ばれる二次元断面画像を生成する。一般的には病院等で用いるものであって、医療機関には普及しており、広く知られるところであるが、一般消費者が任意の場所や状況で使用することは想定されていない。しかし、情報端末機器の普及に伴って、高度な情報機器を消費者が個人的に携帯し、任意の場所や状況で使用することは一般化しつつあるので、従来では医療機関で用いられている超音波診断装置であっても、消費者が個人的に携帯し、任意の場所や状況で使用することが可能となれば利便性が著しく向上する。 The ultrasonic diagnostic apparatus scans the inside of a diagnostic object with an ultrasonic beam, receives an echo, obtains image data corresponding to the intensity of the echo, and thereby generates a two-dimensional cross-sectional image called a B-mode image. Generally, it is used in hospitals and the like, and is widely used and widely known in medical institutions. However, it is not assumed that general consumers use it in any place or situation. However, with the widespread use of information terminal equipment, it is becoming common for consumers to carry advanced information equipment personally and use it in any location or situation, so it has been used in medical institutions in the past. Even if it is an ultrasonic diagnostic apparatus, if a consumer can carry it personally and use it in arbitrary places and situations, the convenience will be remarkably improved.
このような目的で提案された携帯型超音波測定装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
図9は特許文献1に記載されている発明の主旨を逸脱しない範囲で書き直した図である。この超音波測定装置は超音波プローブ570、操作部520、制御部550、表示部510を有する。超音波プローブ570は表示部510と制御部550の間に格納されており、使用時に引き出されケーブル540で制御部550と接続される。 超音波プローブ570には把持部575があり、この部分を把持し被験者に押圧する。2次元断面画像を取得するために超音波プローブ570の先端にアレイ状に配設された複数の超音波トランスデューサから少しずつ位相をずらした超音波を発生させ、波面制御することによって超音波ビームを収束させながら掃引している。
There is a portable ultrasonic measurement device proposed for such a purpose (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 9 is a diagram rewritten without departing from the gist of the invention described in
生体内の音響インピーダンスの異なる生体組織界面から反射された超音波エコー信号は同じ超音波トランスデューサで検出されるが、各超音波トランスデューサには反射点からの距離に応じて位相が変化して検出されるので、その位相を補正し、同一の位相となるように重ね合わせ、一つの電気信号として出力される。その電気信号を増幅器で増幅し、制御部550に入力すると、制御部550は、その結果を表示部510に表示する。このような構成とすることによって、携帯することが可能な超音波診断装置ができる。
Ultrasonic echo signals reflected from biological tissue interfaces with different acoustic impedances in the living body are detected by the same ultrasonic transducer, but each ultrasonic transducer is detected by changing the phase according to the distance from the reflection point. Therefore, the phases are corrected and superimposed so as to have the same phase and output as one electric signal. When the electric signal is amplified by an amplifier and input to the
特許文献2には、Bモード画像データを求める手法として、電子的に超音波ビームを走査する代わりに、用手法にて超音波トランスデューサを回転走査して超音波トランスデューサの方位角度をジャイロセンサなどの角速度センサを用いて検出し、超音波エコー受信データと超音波トランスデューサの方位角から座標変換により2次元画像を再構成する方法が開示されている。
In
特許文献1に示した従来技術では、携帯型とは言っても、生体内2次元断面画像を取得するために複数のアレイ状に並べた超音波トランスデューサから少しずつ位相をずらして
超音波を発信し、超音波波面を制御し掃引かつフォーカスしている。このような構成においては、据置型の超音波診断装置と同じように非常に複雑な電子回路を必要とし、高価格となってしまうことになる。また、携帯可能ではあっても、常に医師が持ち歩いて必要なときにすぐに使えるほどの、例えば聴診器ほど小型軽量にはならないという問題があった。
In the prior art disclosed in
一方、特許文献2に示した従来技術では、走査角度をジャイロセンサで検出してエコー受信信号とから断面像を再構成するものであるが、用手法により超音波トランスデューサを走査するため、超音波プローブが生体表面に対して滑ったり、生体形状が超音波プローブにより変形するなど好ましからざる生体組織の変位が超音波エコー信号に重畳してしまい、それを補正するために加速度センサーを用いたりするなど、位置検出回路及び座標再構成アルゴリズムの複雑化を招いていた。
On the other hand, in the conventional technique shown in
以上述べたように、従来の方法は複雑な回路構成をとるため一般に高コストの装置となり、携帯することが可能な構成になりつつも、実際には普及を妨げていた。上述した従来技術による問題点を解消するため、本発明は、簡単な構成の超音波診断装置で生体内部の状態を非侵襲で簡便に測定し、常に携帯することのできる低コストの超音波診断装置を提供することを目的とする。 As described above, the conventional method has a complicated circuit configuration, so that it is generally a high-cost device, and although it has a configuration that can be carried, it has actually hindered its spread. In order to solve the above-described problems caused by the conventional technology, the present invention provides a low-cost ultrasonic diagnosis that can be easily carried by a non-invasive and simple measurement of the internal state of a living body with a simple configuration ultrasonic diagnostic apparatus. An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するため本発明の超音波診断装置では下記記載の構成を採用する。 In order to achieve the above object, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention employs the following configuration.
超音波プローブを有し、
超音波プローブに駆動信号を与えて超音波を送信させるとともに
超音波プローブからエコー信号を取り込み、
エコー信号に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置であって、
超音波プローブは
音波伝達体の内部に超音波トランスデューサが埋設され、
超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角度センサと、
超音波トランスデューサと角度センサを具備する基板と、
基板を支持する支持枠を有し、
超音波トランスデューサは支持枠に対して回動可能であり、
音波伝達体は皮膜で被覆されていることを特徴とする。
Have an ultrasonic probe,
Applying a drive signal to the ultrasonic probe to transmit the ultrasonic wave and capturing an echo signal from the ultrasonic probe,
An ultrasonic diagnostic apparatus that generates diagnostic information based on an echo signal,
The ultrasonic probe has an ultrasonic transducer embedded in the sound transmission body,
An angle sensor for detecting the tilt angle of the ultrasonic transducer;
A substrate comprising an ultrasonic transducer and an angle sensor;
Having a support frame to support the substrate;
The ultrasonic transducer is rotatable with respect to the support frame,
The acoustic wave transmission body is covered with a film.
超音波プローブを有し、
超音波プローブに駆動信号を与えて超音波を送信させるとともに
超音波プローブからエコー信号を取り込み、
エコー信号に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置であって、
超音波プローブは
音波伝達体の内部に超音波トランスデューサが埋設され、
超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、
超音波トランスデューサと角速度センサとを具備する基板とを有し、
超音波プローブは
内部には音波伝達体が封入され、
音波伝達体は皮膜で被覆されている
アダプタの一方に
ゲルを介して摺動可能に接している
ことを特徴とする。
Have an ultrasonic probe,
Applying a drive signal to the ultrasonic probe to transmit the ultrasonic wave and capturing an echo signal from the ultrasonic probe,
An ultrasonic diagnostic apparatus that generates diagnostic information based on an echo signal,
The ultrasonic probe has an ultrasonic transducer embedded in the sound transmission body,
An angular velocity sensor for detecting the tilt angle of the ultrasonic transducer;
A substrate having an ultrasonic transducer and an angular velocity sensor;
The ultrasonic probe contains a sound transmission body inside,
The sonic transmission body is characterized in that it is slidably in contact with one of the adapters covered with a film via a gel.
皮膜はポリウレタン、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレート、ポリイミドまたはポリオレフィンであることが好ましい。
The film is preferably polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide or polyolefin.
本発明によれば、超音波を利用して誰でも生体内2次元断面画像を簡便に計測することができ、皮下脂肪の厚さの測定や悪性腫瘍などの検出が個人で容易にできるという効果を有する。 According to the present invention, anyone can easily measure in-vivo two-dimensional cross-sectional images using ultrasonic waves, and can easily measure the thickness of subcutaneous fat or detect malignant tumors by an individual. Have
本発明の超音波診断装置は簡便に正しい生体内の断面画像が測定できることから、病院のみならず介護施設などの場においても使用することができる。ベッドサイドでの測定が容易であるから生体に負荷をかけられない被験者への使用に好適である。超音波診断装置全体を超小型軽量にすることができるため、一般家庭用としても適しているという効果を奏する。 Since the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention can easily measure a correct in-vivo cross-sectional image, it can be used not only in a hospital but also in a nursing facility. Since measurement at the bedside is easy, it is suitable for use in a subject who cannot place a load on the living body. Since the entire ultrasound diagnostic apparatus can be made ultra-compact and lightweight, there is an effect that it is suitable for general household use.
[第1の実施の形態]
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる超音波診断装置の好適な第1の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を附す。
[First embodiment]
Exemplary embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components.
図4は、本発明の超音波診断装置の全体ブロック図を示すものである。この超音波診断装置は、超音波トランスデューサ1と振動ジャイロセンサ2を実装した超音波プローブ3と、超音波を発生させるための駆動信号を生成する送信部4と、超音波トランスデューサ1及び振動ジャイロセンサ2からの電気信号を受信する受信部5と、超音波エコー信号と角度情報から生体内部情報をBモード画像としてモニタ上に表示するための信号処理を行う信号処理部8とを備えている。さらにこの超音波診断装置は、入力部7と、表示部9を備えている。
FIG. 4 shows an overall block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus includes an
超音波プローブ3は被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行うものであり、超音波トランスデューサ1をその先端部分に備えている。この超音波トランスデューサ1は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また受信時には超音波信号を電気信号に変換する機能を有している。超音波画像の解像度や感度に大きな影響を与える超音波周波数はこの超音波トランスデューサ1の圧電体101の厚みによってほぼ決定される。この超音波プローブ3は小型、軽量に構成されており、ケーブルによって後述する送信部4および受信部5に接続されている。
The
振動ジャイロセンサ2は圧電素子を振動させ、その圧電素子に回転角速度Ωが加わると、もとの振動に対し直角方向にコリオリ力が生じる性質を利用したものである。このコリオリ力を検出用圧電素子で出力電圧として取り出している。振動ジャイロセンサ2は回転角速度を検出するので、検出信号はADコンバータ57でデジタル化された後、積分演算器82で積分され、角度に換算されて、超音波トランスデューサ1の方位角度情報としてメモリ86に記録される。
The
送信部4はパルス発生器43と、パルス遅延回路アレイ42と、FETスイッチアレイ41を備えている。パルス発生器43は被検体の内部に放射する超音波パルスの基準パルスを発生する。パルス遅延回路アレイ42は送信に使用される超音波トランスデューサ1とほぼ同数の複数の独立な遅延回路から構成されており、送信時における超音波ビームの収束距離を決定し、所定の深さに超音波を収束するための遅延時間を与えるための遅延回路であり、複数個の超音波トランスデューサを異なるタイミングで駆動する。FETスイッチアレイ41は超音波トランスデューサ1を駆動するための高圧パルスを生成するFETスイッチ回路アレイである。FETスイッチアレイ41はパルス遅延回路アレイ42と同
様にして、送信に使用される超音波トランスデューサ1とほぼ同数の複数の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ3に内蔵された超音波トランスデューサ1を駆動し、超音波を放射するための駆動パルスを形成する。
The transmission unit 4 includes a
受信部5は信号ゲート51と、プリアンプ52と、対数変換アンプ53と、ADコンバータ54を備えている。プリアンプ52は超音波トランスデューサ1によって電気信号に変換された微小信号を増幅し十分なS/Nを確保する。一般に被検体内からの受信信号は80dB以上の広いダイナミックレンジをもった振幅を有しているため、弱い信号を強調しダイナミックレンジを狭くして画像として表示可能となるようにするため、対数変換アンプ53は入力信号に対して検波を行い、超音波周波数成分を除去してその包絡線の振幅のみを検出し、同時にその振幅を対数変換する。ADコンバータ54はこの対数変換アンプ53の出力信号をAD変換する。
The receiving
入力部7は操作パネル上から、装置の動作条件を入力するために用いられる。また様々な画質条件設定などの指示を行うこともできる。信号処理部8は受信した超音波信号と振動ジャイロセンサ2からの信号とから演算処理を行い、Bモード画像データを算出する。表示部9はカラーモニタで構成され、Bモード画像データの表示を行うことができる。
The
CPU81は受信部5と振動ジャイロセンサ2からの信号をRAM86、87に一旦格納したのち、所定の演算アルゴリズムにしたがって座標変換85を行い、表示部9にBモード画像として表示する。CPU81は、その内部にプログラムなどを記憶するROM、データや途中の処理結果などを記憶するRAMなどの記憶手段を有しており、ROMに記憶しているプログラムの指示に従って演算処理を行う一般的なマイクロプロセッサである。
The
次に、図1を用いて本発明の超音波診断装置の第一の実施の形態における超音波プローブ3の構造を説明する。超音波プローブ3は基板31、超音波トランスデューサ1、振動ジャイロセンサ2、音波伝達体32、コネクタ34、皮膜39を備えている。基板31は、コネクタ34、超音波トランスデューサ1、振動ジャイロセンサ2の配設及び音波伝達体32を固定する基台の役割も有している。基板31は回転軸35で支持枠36の軸受け37で支持される。コネクタ34は、受信部5との接続を行う。超音波トランスデューサ1、振動ジャイロセンサ2からの電気信号は、配線接続手段を介して他の要素(基板31やコネクタ34など)に接続している。
Next, the structure of the
本発明の超音波診断装置は、図1に示す超音波プローブ3を生体に押接し、目的の生体組織を超音波ビームが掃引するよう、手動で超音波プローブ3と生体との接触部を中心として回転走査することにより、生体内からの超音波エコー信号と振動ジャイロセンサ2で検出した超音波プローブ3の方位角度とから、生体内部組織のBモード画像を取得する。
The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention manually presses the
以下に超音波プローブ3の詳細な説明を記す。本発明の超音波トランスデューサ1は送信および受信の両方に使用するように構成された同心円状に配置された複数の圧電素子からなる。
超音波送信部4から送信された駆動パルスが超音波トランスデューサ1に印加されると、超音波トランスデューサ1内の圧電素子が駆動パルスによって励振され、超音波を発生する。
A detailed description of the
When the drive pulse transmitted from the ultrasonic transmitter 4 is applied to the
超音波の固有共振周波数は高い方が分解能は高いが、生体内での吸収も多くなるため、対象により適切な固有共振周波数を選択する。本発明では、皮膚に比較的近い生体組織診断を想定して説明するので、固有共振周波数を10MHzとする。 The higher the natural resonance frequency of the ultrasonic wave, the higher the resolution, but the greater the absorption in the living body. Therefore, an appropriate natural resonance frequency is selected depending on the object. In the present invention, description will be made on the assumption that the tissue diagnosis is relatively close to the skin, so that the natural resonance frequency is 10 MHz.
超音波トランスデューサ1は図7に示されるように、同心円状に分割された複数の電極を
設けることにより、焦点深度の深い超音波ビームを得ることができる。電極の分割数は4〜10が好ましい。本実施例では4分割とし、電極701,702,703,704が圧電体700の表面に形成されている。圧電体700の反対側の面には図示しない共通電極が形成されている。各電極701,702,703,704には少しずつ位相のずれた電気パルスが印加される。その結果、あらかじめ決められた点で収束するような超音波の波面が形成される。
As shown in FIG. 7, the
したがって、本発明で用いる超音波エコー法では、まず、超音波送信部4のパルス発生器43でパルス幅100ns程度の電気パルスを基準周波数10kHz、すなわち時間間隔100μs間隔で生成し、この電気パルスをパルス遅延回路42に送り、超音波波面が深さ方向の決められた点で順次収束するように、時間的に焦点位置が変化するいわゆるダイナミックフォーカスが実現するように遅延を与える。
Therefore, in the ultrasonic echo method used in the present invention, first, an electric pulse having a pulse width of about 100 ns is generated at a reference frequency of 10 kHz, that is, a time interval of 100 μs by the
なお、超音波トランスデューサ1から放射される超音波をダイナミックフォーカスとせず、固定の曲率を持つ超音波トランスデューサから放射され、球面波として伝播し、所定の位置で収束させるようにしてもよい。この場合は、超音波ビームの焦点深度は深くなく、得られる画像の鮮明度がダイナミックフォーカスに比べていくらか劣るが実用上十分である。
The ultrasonic wave emitted from the
図1に示すように、本発明の超音波診断装置の超音波トランスデューサ1は音波伝達体32の内部に設けられている。音波伝達体32は、皮膚と同程度の音響インピーダンスを有するシリコンゲルで構成することが好ましい。音波伝達体32は皮膜39により被覆される。
As shown in FIG. 1, the
皮膜39の厚さが超音波の波長に対して十分小さいと、皮膜39の表面と裏面とからの反射波の位相がほぼ180°ずれていると見なすことができるため、皮膜39では実質的に超音波の反射が生じない。皮膜39は、ポリウレタンが好適であるが、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)を用いてもよい。また、ポリイミド(PI)やポリオレフィン(PO)などを用いても構わない。前述の超音波の反射波の位相がほぼ180°ずれていると見なすことのできる皮膜39の厚さは、超音波の波長に対して1/5以下が好ましく、また、機械的強度も必要であるため超音波の波長約160μmに対しては20〜30μmが好適である。
If the thickness of the
音波伝達体32を構成するゲル状の導圧媒体の材質は自由に選ぶことができる。音波伝達体32を構成するゲル状の導圧媒体の硬さはその音響インピーダンスが生体の軟組織と同程度にするのが好ましい。このような構成とすると、音波伝達体32はその形状をかろうじて保てる程度に軟らかい媒体となる。そのときでも音波伝達体32は皮膜39で覆われているために、図1に示すような所定の安定な形状(例えば、ドラム形状)にすることができるのである。この場合、あらかじめ皮膜39を真空成型などにより所定の形状に加工しておくと好ましい。
The material of the gel-like pressure guiding medium constituting the acoustic
音波伝達体32は、ゲル状の媒体とは異なるものを用いてもよいが、ゲル状の媒体は、音響インピーダンスの生体とのマッチングもよく、また耐久性が著しく優れているため超音波診断装置の超音波プローブの音波伝達体に用いる素材として非常に好ましい媒体である。図1に示す例では、音波伝達体32の直径は20〜25mm、その厚さは6〜10mmであり、基板31に接する面を除き、表面が皮膜39で覆われている。
The acoustic
図5を用いて超音波トランスデューサ1の構造を説明する。超音波トランスデューサ1に用いられる圧電体101としては、例えばPVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の高分子圧電材料や、あるいはこれらの高分子圧電材料とチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の
無機圧電材料との複合体等が用いられる。また、圧電体101の両面上には表電極110、裏電極111が形成されている。これら電極と裏電極にそれぞれ図示しないリード線の一端が電気的に接続されている。電気パルス幅100nsに対して共振周波数10MHzとなるようにするために、圧電体101の厚さは、20μm〜30μmが好適である。また、厚さ200μmの銅板からなるバッキング材120により背面への超音波が前面側へ反射されパルス幅の短かい超音波パルスが効率的に発生される。生体内部への超音波入射には圧電体101の直径は4〜5mmが好適である。圧電体の前面は図示しない保護膜によって被覆されている。
The structure of the
バッキング材120は基体130に固定される。基体130はバッキング材120及び圧電体101の固定基板であり、バッキング材120が好適な条件で振動するようにバッキング材120の周辺のみで固定されている。
The
圧電体101には、リード線間に20V程度のパルス電圧を印加することにより超音波をパルス的に発生する。このとき生体内に入射されるエネルギーはおおよそ4mWであり、生体に与える影響は皆無と考えてよい。
The
次に図6を用いて振動ジャイロセンサ2の詳細な説明を記す。本発明で用いる振動ジャイロセンサ2は一般的な振動ジャイロセンサでよいが、3脚振動ジャイロセンサについて説明する。3脚振動ジャイロセンサ2は、振動している圧電体601,602に回転角速度Ωを加えたとき、もとの振動に対し直角方向に生じたコリオリ力を検出用圧電体603で出力電圧として取り出すものである。振動ジャイロセンサ2は回転角速度を検出するので、検出信号はADコンバータでデジタル化された後、CPU81で積分され超音波プローブ1の方位角参照情報としてRAM86に記録される。
Next, the
従来の方法で課題であった超音波プローブ3を手動で回転走査する際に生じる超音波プローブ3の位置ずれや回転動作に伴う生体組織変形に起因するBモード画像の歪みが軽減するよう、本発明では、生体に対して広い面積で生体と接することにより、生体に対して相対的に不動と見なせる支持枠36が設けられている。その支持枠36に回転軸を35を設け、その軸の周りで手動で超音波トランスデューサ1が回転可能であるようにした。測定対象領域は回転軸35を中心として扇状に走査される超音波ビームで掃引される。超音波トランスデューサ1の回転角速度は振動ジャイロセンサ2で検出される。なお、音波伝達体32はその形状をかろうじて保てる程度に軟らかい媒体であるため、超音波トランスデューサ1が音波伝達体32の中で回転することを妨げない。このように本発明の構造の超音波プローブ3では、超音波プローブを手動で回転することにより生じる、超音波プローブ3の位置ずれや、超音波プローブの押接する角度に伴う生体組織変形に起因するBモード画像の歪みが従来の方法に比較して著しく軽減するため、歪を補正するための特別な高価な回路を付加する必要がなくなる。
In order to reduce the distortion of the B-mode image caused by the positional displacement of the
[第2の実施の形態]
次に、図2,3を用いて本発明の超音波診断装置の第二の実施の形態における超音波プローブ3とアダプタ200の構造を説明する。図2に示すように超音波診断装置の超音波プローブ3は、基板31、超音波トランスデューサ1、振動ジャイロセンサ2、音波伝達体32、コネクタ34、皮膜39、円筒ホルダー38を備えている。超音波プローブ3を生体に押圧する際に、生体組織と超音波プローブの間に図3に示すアダプタ200を配置する。アダプタ200は、支持枠236、皮膜239、音波伝達体232を備えている。アダプタ200の皮膚に接する面は平面ないし皮膚800の表面形状に添うように変形可能とし、超音波プローブ3の音波伝達体232のアダプタ200に接する面の形状は球面とし、アダプタ200の超音波プローブ3と接する面は超音波プローブ3の音波伝達体232の球面の曲率と概ね一致させる。超音波プローブ3とアダプタ200の位置関係を図8
に示す。アダプタ200と超音波プローブ3の接触面及びアダプタ200と皮膚の接触面には超音波エコー用ゲルを塗布する。このようにすることにより、アダプタの接触面は広いため、超音波プローブ3の回転走査を行っても超音波プローブ3の生体組織に対する位置ずれ及び皮膚の形状変化を軽減することができるので、測定精度の向上が可能である。
[Second Embodiment]
Next, the structures of the
Shown in An ultrasonic echo gel is applied to the contact surface between the
第一の実施形態と同様に皮膜39、239は超音波の波長に対して十分薄く、皮膜39、239の表面と裏面とからの反射波の位相がほぼ180°ずれていると見なすことができ、実質的に超音波の反射が生じない。皮膜39、239は、ポリウレタンが好適であるが、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)を用いてもよい。また、ポリイミド(PI)やポリオレフィン(PO)などを用いても構わない。皮膜39の厚さは、超音波の波長約160μmに対して1/5以下が好ましく、機械的強度も必要であるため20〜30μmが好適である。
As in the first embodiment, the
音波伝達体32、232を構成するゲル状の導圧媒体の材質は自由に選ぶことができる。音波伝達体32、232を構成するゲル状の導圧媒体の硬さはその音響インピーダンスが生体の軟組織と同程度にするのが好ましい。このような構成とすると、音波伝達体32、232はその形状をかろうじて保てる程度に軟らかい媒体となる。そのときでも音波伝達体32、232は皮膜39、239で覆われているために、図2および図3に示すような所定の安定な形状(例えば、ドーム形状)にすることができるのである。この場合、あらかじめ皮膜39、239の形状を真空成型などにより皮膜を所定の形状に加工しておくと好ましい。
The material of the gel-like pressure guiding medium constituting the
次に、本発明の実施例1及び実施例2に開示した超音波診断装置を用いてBモード画像を構成する具体的な方法について説明する。超音波トランスデューサ1は、被検体に超音波を送信してから一定時間経過後に超音波のエコーを受信する
Next, a specific method for constructing a B-mode image using the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in the first and second embodiments of the present invention will be described. The
生体内部の音響インピーダンスの異なる組織の界面から反射された超音波は送信時と同一の超音波トランスデューサ1で受信され、超音波トランスデューサ1は受信信号としてエコー信号を発生する。このエコー信号は、信号ゲート51で送信信号から分離され、エコー信号のみがプリアンプ52、対数変換アンプ53、ADコンバータ54を介してRAM87に格納される。
The ultrasonic waves reflected from the interface between tissues having different acoustic impedances inside the living body are received by the same
センサーユニットはたとえばt0の時点で最初に生体表面に対して垂直となるように置かれる。ここで超音波プローブ3の方位角度が0°となるように図示しないスイッチにより電気的にリセットして積分演算82の出力が0Vとなるようにする。回転走査動作が開始され超音波プローブ3は所定の負の角度まで適切な速度で回転させられる。その時刻をt1とする。それから、超音波プローブ3を好ましくは一定の角速度で正の所定の角度まで回転させる。このときの回転角速度は、たとえば20度/sec程度であり、t1からt2までの時間は、5秒程度であるとよい。すなわち、掃引角度として100度程度となる。
For example, the sensor unit is first placed so as to be perpendicular to the surface of the living body at time t0. Here, the azimuth angle of the
但し、連続的に振動ジャイロセンサ2で角度を検出しているのであるから、必ずしも一定の角速度である必要はない。検出された角速度は積分され対応する時間に於ける超音波プローブ3の方位角度が生体表面に対する法線を基準としてRAM87に格納される。その間、超音波パルスは前述したように100μsの時間間隔で発せられている。
However, since the angle is continuously detected by the
回転走査終了後、RAM86、RAM87の中に格納された超音波プローブ3の方位角度情報と超音波エコー信号情報とから座標変換を行うことにより生体内のBモード画像を生成することができる。得られたBモード画像は表示部9に表示される。
After completion of the rotational scanning, an in-vivo B-mode image can be generated by performing coordinate conversion from the azimuth angle information and ultrasonic echo signal information of the
以上説明したように、本発明の超音波診断装置によれば、誰でも生体内の2次元的な断面を超音波Bモード画像として、簡便にかつ正確に計測することができる。例えば橈骨動脈を押圧することにより血圧測定を行う手首式血圧計に本発明を適用することにより、精度向上をはかることができる。また、皮下脂肪厚測定や静脈位置診断、頭蓋骨内の硬膜下血腫などの簡易測定に応用することができる。 As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, anyone can easily and accurately measure a two-dimensional cross section in a living body as an ultrasonic B-mode image. For example, the accuracy can be improved by applying the present invention to a wrist sphygmomanometer that measures blood pressure by pressing the radial artery. It can also be applied to simple measurement of subcutaneous fat thickness measurement, venous position diagnosis, and subdural hematoma in the skull.
1 超音波トランスデューサ
2 振動ジャイロセンサ
3 超音波プローブ
32 音波伝達体
39 皮膜
200 アダプタ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記超音波プローブは、音波伝達体の内部に超音波トランスデューサが埋設され、該超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、前記超音波トランスデューサと前記角速度センサとを具備する基板と、該基板を支持する支持枠を有し、前記超音波トランスデューサは前記支持枠に対して回動可能であり、前記音波伝達体は皮膜で被覆されている超音波診断装置。 An ultrasonic diagnostic apparatus that includes an ultrasonic probe, sends a drive signal to the ultrasonic probe, transmits an ultrasonic wave, takes an echo signal from the ultrasonic probe, and generates diagnostic information based on the echo signal There,
The ultrasonic probe includes an ultrasonic velocity sensor for detecting an inclination angle of the ultrasonic transducer, a substrate including the ultrasonic transducer and the angular velocity sensor; An ultrasonic diagnostic apparatus in which the ultrasonic transducer is rotatable with respect to the support frame, and the sound transmission body is coated with a film.
前記超音波プローブは、超音波トランスデューサを有し、該超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、前記超音波トランスデューサと前記角速度センサとを具備する基板とを有し、前記超音波プローブは、皮膜で被覆された音波伝達体が封入されているアダプタの一方に摺動可能に接している超音波診断装置。 An ultrasonic diagnostic apparatus that includes an ultrasonic probe, sends a drive signal to the ultrasonic probe, transmits an ultrasonic wave, takes an echo signal from the ultrasonic probe, and generates diagnostic information based on the echo signal There,
The ultrasonic probe includes an ultrasonic transducer, and includes an angular velocity sensor that detects an inclination angle of the ultrasonic transducer, a substrate including the ultrasonic transducer and the angular velocity sensor, and the ultrasonic probe includes: An ultrasonic diagnostic apparatus that is slidably in contact with one of adapters in which a sonic transmission body covered with a film is enclosed.
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