JP3114548B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP3114548B2 JP1989095A JP1989095A JP3114548B2 JP 3114548 B2 JP3114548 B2 JP 3114548B2 JP 1989095 A JP1989095 A JP 1989095A JP 1989095 A JP1989095 A JP 1989095A JP 3114548 B2 JP3114548 B2 JP 3114548B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、体表皮に沿って超音波
走査を行う超音波トランスデューサを備え、この超音波
トランスデューサによる走査位置を表示するようにした
超音波診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超音波診断装置は、体内に向けて超音波
信号を送信して、その反射エコー信号を取得する超音波
トランスデューサと、超音波画像信号を生成して、モニ
タに超音波画像を表示する超音波観測装置とから大略構
成される。超音波信号が体内に向けて送信されると、体
内における音響インピーダンスに差のある組織断層部か
ら反射エコー信号が得られる。従って、まず超音波トラ
ンスデューサから超音波パルスを体内に向けて送信し、
次いでこの超音波トランスデューサを所定時間だけ受信
モードとなし、この間に受信した反射エコー信号を電気
信号に変換して、超音波観測装置に伝送し、この超音波
観測装置により所要の信号処理を行うことによって、超
音波画像信号が生成される。モニタ装置には、この超音
波画像が表示されるが、表示されている超音波画像がど
の部位のものなのかは、超音波画像だけでは判断できな
い場合がある。
【0003】超音波診断を行うに当っては、まず患者の
体表皮における所定の部位で超音波トランスデューサを
作動させて超音波走査を行って、モニタに超音波画像を
表示すると共に、そのうちの必要な超音波画像信号をビ
デオテープレコーダ等の外部記憶装置に取り込んでお
き、病巣部であるか否か等の診断は、実際に超音波走査
を行った後に行われるのが一般的である。従って、モニ
タに映し出された超音波画像はどの部位のものであるを
表示するために、超音波画像と共に所謂ボディマークを
表示するようにしたものがある。このボディマークは、
通常はモニタにおける超音波画像の表示領域の外にキャ
ラクタ表示され、その上に現在超音波走査を行っている
部位が位置指標として、例えばカーソルにより示され
る。このように構成することによって、ボディマークを
目視すれば、超音波画像における走査位置を知ることが
できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ボディマー
クにおけるカーソルは、超音波観測装置に接続されてい
るキーボードやトラックボール等の操作手段を操作して
移動させるようになっており、従って超音波診断装置を
操作する術者は、患者の体表皮の所定の位置の超音波走
査する際には、この操作手段を操作して、ボディマーク
におけるカーソルを走査しようとする部位に対応する位
置に移動させなければならず、この操作は極めて煩わし
く、カーソルを移動させないままで超音波走査を行う等
の事態も発生するおそれがある等といった問題点が生じ
る。
【0005】本発明は以上の点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、超音波トランスデュ
ーサを移動させたときに、この移動に追従してボディマ
ークにおける位置指標を現に超音波走査を行っている部
位に移動させることができるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、体表皮に沿って走査する超音波トラ
ンスデューサを備えた走査ユニットとして、体表皮に対
して摺動可能なユニット本体を備え、このユニット本体
には、超音波トランスデューサと共に位置検出手段を設
けて、この位置検出手段は、ユニット本体を体表皮に沿
って移動させた時に、このユニット本体の体表皮に対す
るX軸方向の移動量とY軸方向の移動量とを検出するも
のであり、この位置検出手段により超音波トランスデュ
ーサの位置を検出して、この位置検出信号に基づいてボ
ディマーク上の位置指標を動かすように制御する構成と
したことをその特徴とするものである。
【0007】
【作用】走査ユニットは位置検出手段を備えているか
ら、モニタのボディマークにおいて、位置指標が表示さ
れている部位に走査ユニットを配置し、この走査ユニッ
トを体表皮において、走査すべき位置にまで移動させる
と、位置検出手段によりその移動が検出されて、この検
出信号が超音波観測装置に伝送されて、位置指標がそれ
に対応するように移動する。これによって、ボディマー
クにおける位置指標は、常に超音波走査を行っている部
位に対応するようになる。
【0008】ここで、最初に位置指標を超音波走査を行
っている部位に対応させる必要があり、この位置指標が
示されている位置に走査ユニットを配置した状態から移
動させなければならない。この位置指標は所定の原点位
置を持ち、スイッチを操作することによって、位置指標
が原点位置に配置されるものであっても良く、この場合
には、走査ユニットをまず患者の体におけるこの原点位
置に配置した状態から移動させるようにすれば良い。ま
た、位置表示は任意の位置に表示させるようにしても良
い。この場合には、走査ユニットの位置検出手段によっ
て、予め超音波走査を行うべき部位に位置指標を移動さ
せた後に、走査ユニットを患者の体における当該の部位
に配置してから超音波走査を開始することができる。
【0009】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳述する。まず、図1に超音波診断装置の全体構成を
示す。図中において、1は走査ユニット、2は超音波観
測装置をそれぞれ示す。走査ユニット1は、図2及び図
3からも明らかなように、ユニット本体10の下面に超
音波トランスデューサ11及び位置検出手段12が設け
られており、またその上面側には2つのプッシュスイッ
チ13a,13bが装着されている。超音波トランスデ
ューサ11は、短冊状の超音波振動子を多数列設したも
のであって、これら各超音波振動子を順次作動させるこ
とによって、リニア乃至コンベックス電子走査を行うよ
うに構成したものである。ここで、ユニット本体10の
下面における超音波トランスデューサ11を配設した部
位は凹部10aとなっており、この凹部10aには、ゲ
ル状、即ち体表皮の凹凸に追従して変形可能であり、か
つ超音波の伝達特性の良好な部材からなる超音波ゲルパ
ッド、例えばAquaflex(Parker Laboratories Inc.の商
品名)その他の超音波伝達媒体パッド14が装着されて
おり、この超音波伝達媒体パッド14によって、超音波
トランスデューサ11と体表皮との間にスタンドオフを
持たせると共に、超音波信号の送受信を効率的に行える
ようにしている。
【0010】位置検出手段12は、X−Y座標位置検出
機構を有するものであって、このX−Y座標位置検出機
構は、図4に示したように、回転体としての鋼球12a
と、X軸12X及びY軸12Yと、鋼球12aをX軸1
2X及びY軸12Yに押し付けるための付勢用ローラ1
2bとから構成される。これらはユニット本体10内に
設けられているが、鋼球12aは、ユニット本体10に
設けた開口10bから下方に突出しており、このユニッ
ト本体10を体表皮に沿って摺接させると、鋼球12a
が回転することになり、この鋼球12aの回転に追従し
てX軸12X及びY軸12Yが軸回りに回転する。そし
て、これらX軸12X及びY軸12YにはそれぞれX軸
ポテンショメータ12XP及びY軸ポテンショメータ1
2YPが接続されて、これらX軸12X,Y軸12Yの
回転量が検出される。従って、これらX軸ポテンショメ
ータ12XP及びY軸ポテンショメータ12YPの出力
信号に基づいて、ユニット本体10のX軸方向の移動量
とY軸方向の移動量とが検出される。なお、走査ユニッ
ト1を動かした時に、これに追従して鋼球12aを体表
皮上を確実に転動させるために、この鋼球12aの表面
の摩擦係数が大きくなるようにするために、表面を粗面
化処理するか、またはゴム等の部材を貼り付けるように
している。さらに、鋼球12aとX軸12X及びY軸1
2Yとの接触部でスリップが生じないようにするため
に、これらX軸12X及びY軸12Yには、鋼球12a
への接触部にゴムリング15が止着されている。このよ
うに構成することによって、たとえ体表皮に超音波ゼリ
ー等が塗布されていても、走査ユニット1を動かした時
に、X−Y座標位置検出機構が確実に作動して、この走
査ユニット1の位置を正確に検出できるようになる。
【0011】次に、超音波観測装置2は、信号処理部2
0とモニタ21とを有し、信号処理部20には、走査ユ
ニット1からの信号ケーブル3が接続されるようになっ
ている。走査ユニット1に設けた超音波トランスデュー
サ11を作動させると、リニア乃至コンベックス電子走
査が行われるが、この超音波トランスデューサ11で取
得した反射エコー信号は、信号ケーブル3を介して信号
処理部20に伝送されて、この信号処理部20において
所定の信号処理が行われて、超音波画像信号が生成され
る。この超音波画像信号に基づいて、図5に示したよう
に、モニタ21に超音波画像Pが表示されるが、モニタ
21には、この超音波画像表示領域F1共に、この超音
波画像表示領域F1 を外した位置にキャラクタ表示領域
2 にボディマークBがキャラクタ表示され、かつこの
ボディマークBには位置指標としてのカーソルCが表示
されている。
【0012】図6にモニタ21に表示される超音波画像
の生成回路を示す。図中において、30は送信回路、3
1は受信回路であって、この送信回路30及び受信回路
31は切換手段32によって超音波トランスデューサ1
1に切り換え接続されるようになっている。受信回路3
1にはデジタルスキャンコンバータ33が接続されてお
り、このデジタルスキャンコンバータ33は、受信回路
31で受信して、所定の信号処理が行われた反射エコー
信号を取り込んで、順次メモリ33aに記憶させ、1フ
レーム分のデータが取り込まれる毎に、超音波画像信号
を出力するようになっている。
【0013】また、34はキャラクタ信号発生回路であ
って、このキャラクタ信号発生回路34においては、ボ
ディマークB及びカーソルCのキャラクタ画像信号を出
力するものである。ここで、ボディマークBは静止画状
態で表示されるものであるが、カーソルCは画面上で移
動するようになっている。このカーソルCの移動は、走
査ユニット1における位置検出手段12からの信号に基
づいて行われる。このために、キャラクタ信号発生回路
34には、位置検出手段12のX軸ポテンショメータ1
2XP及びY軸ポテンショメータ12YPからの信号が
取り込まれて、これらX軸ポテンショメータ12XP及
びY軸ポテンショメータ12YPからの信号に基づい
て、走査ユニット1の移動に応じてキャラクタ表示領域
2 のX−Y座標軸上でのカーソルCの位置を移動させ
るものである。
【0014】ここで、キャラクタ表示領域F2 に表示さ
れるカーソルCは、図7に示したように、原点位置Oを
有するものであり、キャラクタ表示領域F2 は、この原
点位置Oを原点とするX−Y直交座標軸が設定されて、
カーソルCはX軸ポテンショメータ12XP及びY軸ポ
テンショメータ12YPからの信号に基づいて移動す
る。走査ユニット1に設けた2つのプッシュスイッチ1
3a,13bのうちの一方のプッシュスイッチ13aは
カーソルCをこの原点位置に復帰させるためのものであ
る。従って、このプッシュスイッチ13aからの信号も
キャラクタ信号発生回路34に入力される。
【0015】デジタルスキャンコンバータ33から出力
される超音波画像P及びキャラクタ信号発生回路34か
ら出力されるボディマークB及びカーソルCからなる画
像は画像合成回路35に取り込まれて、この画像合成回
路35により超音波画像表示領域F1 に超音波画像P
が、またキャラクタ表示領域F2 にはボディマークB及
びカーソルCが表示できるように画像の合成がなされ、
この画像が出力回路36を介してモニタ21に伝送され
て、このモニタ21に表示される。
【0016】また、出力回路36には、外部記憶装置と
してのVTR(ビデオテープレコーダ)37が接続され
ており、必要な超音波画像は、キャラクタ表示を含めた
形でこのVTR37に記録できるようになっている。そ
して、このVTR37の録画に関する作動制御を行うた
めに、走査ユニット1に設けた2つのプッシュスイッチ
13a,13bのうちのもう一方のプッシュスイッチ1
3bが用いられる。
【0017】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、この超音波診断装置を用いて、超音波診断を行
うには、まずプッシュスイッチ13aを押し込んで、カ
ーソルCを原点位置Oに配置し、走査ユニット1のユニ
ット本体10を患者の体表皮において、ボディマークB
におけるカーソルCの原点位置Oに対応する位置に配置
する。
【0018】この状態において、超音波トランスデュー
サ11を作動させると共に、術者は、走査ユニット1の
ユニット本体10を把持して、その下面を患者の体表皮
に押し当てながら、超音波走査を行うべき部位に向けて
ユニット本体10を移動させる。ここで、ユニット本体
10には、位置検出手段12が設けられており、このユ
ニット本体10を移動させると、位置検出手段12を構
成する鋼球12aが転動し、この鋼球12aの転動に伴
って、X軸12X,Y軸12Yが回転することになり、
これらX軸12X,Y軸12Yの回転量は、それぞれX
軸ポテンショメータ12XP及びY軸ポテンショメータ
12YPにより検出されて、これらの信号がキャラクタ
信号発生回路34に取り込まれる。
【0019】また、超音波トランスデューサ11が作動
すると、送信回路30から超音波パルスが超音波トラン
スデューサ11に供給され、この超音波トランスデュー
サ11から体内に向けて超音波パルスが送信される。そ
して、超音波パルスの送信後に、切換手段32によっ
て、超音波トランスデューサ11が受信回路31と接続
する状態に切り換わり、体内に送信された超音波パルス
の反射エコー信号を受信する。この反射エコー信号の受
信時間(体表皮からの距離に関する情報)と信号の大き
さ(体内組織における音響インピーダンスの差に関する
情報)に基づいて、当該の音響ラインにおける体内の組
織断層情報が得られ、この信号がデジタルスキャンコン
バータ33に取り込まれる。超音波トランスデューサ1
1を構成する各超音波振動子が順次前述の動作を行うこ
とによって、所定の範囲にわたってリニア超音波走査が
行われて、デジタルスキャンコンバータ33のメモリ3
3aに1フレーム分の超音波画像信号が取得される。こ
こで、超音波トランスデューサ11と体表皮との間に
は、ゲル状の超音波伝達媒体パッド14が介在してお
り、また体表皮には超音波ゼリーが塗布されること等か
ら、所定のスタンドオフを持たせることができ、かつ超
音波信号の送受信を効率的に行われる。
【0020】デジタルスキャンコンバータ33に1フレ
ーム分の超音波画像信号が取り込まれる毎に、画像合成
回路35にこの超音波画像信号が出力され、またこれと
同時に前述したキャラクタ信号発生回路34からの信号
が画像合成回路35に出力されて、これらの信号が合成
される。ここで、超音波画像は、1回の走査毎に画像が
変化する動画状態となる。これに対して、キャラクタ画
像信号を構成するボディマークB及びカーソルCのう
ち、ボディマークBは静止状態で表示されるが、走査ユ
ニット1が移動している間は、カーソルCはそれに伴っ
てキャラクタ表示領域F2 上において、ボディマークB
のうち、患者の体表皮における走査ユニット1が位置し
ている部位と対応するように追従して移動する。
【0021】モニタ21には、前述のようにして合成さ
れた超音波画像Pと、ボディマークB及びカーソルCが
表示されるが、術者はこのモニタ21を目視しながら、
走査ユニット1を操作して、診断すべき部位に走査ユニ
ット1が移動すると、プッシュスイッチ12bを押し込
むことによって、VTR37が作動して、画像信号の取
り込みが行われる。このVTR37に取り込まれる画像
信号は、超音波画像Pだけでなく、ボディマークB及び
カーソルCを含むものであり、かつカーソルCは実質的
に超音波画像Pが表示されている体の部分を示してい
る。従って、走査ユニット1を患者の体表皮に沿って移
動させるだけで、現に超音波画像Pを取得している体の
部分を正確かつ確実にカーソルCで表示できることにな
り、超音波走査を行った後に、時間を置いて超音波画像
を精査する際に、術者はどの部分の超音波画像であるの
かを確実に把握できるようになる。
【0022】なお、前述した実施例においては、超音波
トランスデューサによってリニア電子走査を行うように
構成したものを示したが、コンベックス電子走査や、メ
カニカル走査を行うものであっても良い。また、位置指
標としては、カーソルの形状のものに限らず、カラード
ットマーク等種々の表示態様を用いることができる。そ
して、この位置指標は必ずしも原点位置を持たせる必要
がなく、原点位置を持たないものである場合には、走査
ユニットを操作して、ボディマークにおける超音波走査
を行うべき部位に対応する位置に位置指標を移動させ、
この状態で走査ユニットを体表皮の当該の部位に押し当
てることも可能である。さらに、ボディマークにおける
X−Y座標軸の目盛りは可変なものとすることもでき、
これによって例えば成人男子と幼児等というように、患
者の体形に応じて座標の目盛り調整を行えば、走査ユニ
ットの移動に応じて、ボディマーク上でより正確に位置
指標の移動を行わせることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、走査ユ
ニットにおいて、超音波走査を行う超音波トランスデュ
ーサと共に位置検出手段をユニット本体に設けて、ユニ
ット本体を体表皮に沿って移動させた時に、このユニッ
ト本体の体表皮に対するX軸方向及びY軸方向の移動量
検出して、この位置検出信号に基づいてボディマーク
上の位置指標の位置を制御する構成としたので、超音波
トランスデューサを移動させたときに、この移動に追従
してボディマークにおける位置指標を走査を行っている
部位に移動させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す超音波診断装置の全体
構成図である。
【図2】走査ユニットの平面図である。
【図3】走査ユニットの底面図である。
【図4】位置検出手段の構成説明図である。
【図5】モニタの表示態様を示す説明図である。
【図6】画像生成回路の構成を示すブロック図である。
【図7】キャラクタ表示領域の座標軸を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 走査ユニット 2 超音波観測装置 10 ユニット本体 11 超音波トランスデューサ 12 位置検出手段 13a,13b プッシュスイッチ 20 信号処理部 21 モニタ 30 送信回路 31 受信回路 32 切換手段 33 デジタルスキャンコンバータ 34 キャラクタ信号発生回路 35 画像合成回路 B ボディマーク C カーソル F1 超音波画像領域 F2 キャラクタ表示領域 P 超音波画像

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 体表皮に沿って走査する超音波トランス
    デューサを備えた走査ユニットと、この超音波トランス
    デューサからの反射エコー信号を受信して、その信号処
    理を行った上で、モニタに超音波画像を表示させるため
    の超音波観測装置とを有し、前記モニタには、超音波画
    像を取得している部位をボディマーク上の位置指標によ
    りキャラクタ表示するものにおいて、前記走査ユニットは、前記体表皮に対して摺動可能なユ
    ニット本体を有し、 このユニット本体には、前記超音波トランスデューサと
    共に位置検出手段を設けて、 この位置検出手段は、前記ユニット本体を前記体表皮に
    沿って移動させた時に、このユニット本体の体表皮に対
    するX軸方向の移動量とY軸方向の移動量とを検出する
    ものであり、 前記位置検出手段により超音波トランスデューサの位置
    を検出して、この位置検出信号に基づいて前記ボディマ
    ーク上の位置指標を動かすように制御する 構成としたこ
    とを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 前記位置検出手段は、前記体表皮に沿っ
    て転動可能な鋼球と、この鋼球の転動に追従してそれぞ
    れ軸回りに回転するX−Y直交座用軸と、これらX軸及
    びY軸の回転量を検出する手段とで構成したことを特徴
    とする請求項1記載の超音波診断装置。
  3. 【請求項3】 前記位置指標は前記ユニット本体の原点
    位置からの移動に追従して移動するものであり、またボ
    ディマークの所定の位置が原点位置として設定されてお
    り、前記ユニット本体には前記原点位置に前記位置指標
    を移動させる原点復帰操作手段を備える構成としたこと
    を特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
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