JPH01164354A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH01164354A JPH01164354A JP62321224A JP32122487A JPH01164354A JP H01164354 A JPH01164354 A JP H01164354A JP 62321224 A JP62321224 A JP 62321224A JP 32122487 A JP32122487 A JP 32122487A JP H01164354 A JPH01164354 A JP H01164354A
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- Japan
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 3
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超音波診断装置に係り、特に心臓等を三次元撮
像するのに好適な超音波探触子に関する。
像するのに好適な超音波探触子に関する。
従来の探触子は、特開昭６２−１２９０３８号（第６図
参照）記載のように、多数の振動子を一列に配列した一
次元アレイ振動子４を回転軸５を中心として振子運動さ
せ、超音波ビームのセクタ走査面６（斜線部分）をその
面と直角な方向に振らせる構成、あるいは特公昭６２−
４９８８号（第７図参照）記載のように、ｘｙ平面に二
次元配列されたリニア走査型の探触子８により、超音波
ビーム走査面■を、所望の傾斜角度θで走査面■あるい
は■のように探触子の短軸方向に偏向できる構成であっ
た。
参照）記載のように、多数の振動子を一列に配列した一
次元アレイ振動子４を回転軸５を中心として振子運動さ
せ、超音波ビームのセクタ走査面６（斜線部分）をその
面と直角な方向に振らせる構成、あるいは特公昭６２−
４９８８号（第７図参照）記載のように、ｘｙ平面に二
次元配列されたリニア走査型の探触子８により、超音波
ビーム走査面■を、所望の傾斜角度θで走査面■あるい
は■のように探触子の短軸方向に偏向できる構成であっ
た。
上記従来技術において、第６図に示すような構成の探触
子では、音響窓７で生じる多重反射による偽像の発生や
ケース内の充てんされた超音波伝搬ガイドの媒質の劣化
あるいは漏れといったメンテナンス上の問題等があった
。
子では、音響窓７で生じる多重反射による偽像の発生や
ケース内の充てんされた超音波伝搬ガイドの媒質の劣化
あるいは漏れといったメンテナンス上の問題等があった
。
また、第７図に示すような構成の探触子では。
Ｘ軸方向に超音波ビームの偏向ができないため、Ｘ軸方
向の視野を大きくしようとする場合、生体との接触面積
が大きくなり、肋骨で覆われた心臓等の撮像には適さな
いという問題があった。
向の視野を大きくしようとする場合、生体との接触面積
が大きくなり、肋骨で覆われた心臓等の撮像には適さな
いという問題があった。
さらに、前者及び後者のいずれの構成の探触子において
も、−軸方向に対しては超音波ビームを偏向する走査方
法であり、長時間の信号遅延が必要であった。そのため
、超音波ビーム偏向をしない方式と比較して遅延素子や
制御回路等のハード規模が大きくなるといった問題もあ
った。
も、−軸方向に対しては超音波ビームを偏向する走査方
法であり、長時間の信号遅延が必要であった。そのため
、超音波ビーム偏向をしない方式と比較して遅延素子や
制御回路等のハード規模が大きくなるといった問題もあ
った。
本発明の目的は、超音波ビームの偏向をおこなわず、か
つ生体との接触面積を小さく保ちながらも広角の視野範
囲を観察できる探触子を提供することにある。
つ生体との接触面積を小さく保ちながらも広角の視野範
囲を観察できる探触子を提供することにある。
上記目的は、Ｘ軸方向にｎ個、ｙ軸方向にｍ個配列した
ｍ Ｘ ｎ個の二次元アレイ振動子を各軸方向に所望の
曲率半径で曲げ探触子構成とすることにより達成される
。
ｍ Ｘ ｎ個の二次元アレイ振動子を各軸方向に所望の
曲率半径で曲げ探触子構成とすることにより達成される
。
超音波振動子群が各軸方向、で所望の曲率半径を有する
二次元アレイ振動子の一部の振動子群を選択制御して超
音波の送受波をおこなうとともに、この選択する振動子
群を順次切換えていくことにより、超音波ビームを偏向
することなくＸｔ ｙの二軸方向に扇状のビーム走査が
できるため、遅延素子や制御回路等のハード規模を小さ
く抑えることができる。かつ、第５図で示すようなメカ
ニカルな要素がなく、電子的な制御のみで超音波ビーム
を走査するので問題点で述べたようなメンテナンスがい
らず、さらに多重反射の影響もなくなる。
二次元アレイ振動子の一部の振動子群を選択制御して超
音波の送受波をおこなうとともに、この選択する振動子
群を順次切換えていくことにより、超音波ビームを偏向
することなくＸｔ ｙの二軸方向に扇状のビーム走査が
できるため、遅延素子や制御回路等のハード規模を小さ
く抑えることができる。かつ、第５図で示すようなメカ
ニカルな要素がなく、電子的な制御のみで超音波ビーム
を走査するので問題点で述べたようなメンテナンスがい
らず、さらに多重反射の影響もなくなる。
また、振動子が二次元的に円弧配列されているので、超
音波ビームを立体角的に広がるように走査することがで
き、視野に比較して生体との接触面積を非常に小さくす
ることができる。
音波ビームを立体角的に広がるように走査することがで
き、視野に比較して生体との接触面積を非常に小さくす
ることができる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は、本発明の特徴を最もよく表す図であり、振動
子配列の様子について示したものである。同図において
、超音波の送受波面はＸ軸方向にｎ個。
子配列の様子について示したものである。同図において
、超音波の送受波面はＸ軸方向にｎ個。
ｙ軸方向にｍ個のｎＸｍ個の振動子Ｅ ｚ、ｘ〜Ｅ ｍ
ｇ ｎで構成されており、Ｘ軸方向にＲｘ 、ｙ軸方
向にＲｙの曲率半径で曲げられた円弧状の二次元アレイ
である。このアレイは、曲率半径ＲＸ ＝ Ｒｙとし・
た場合、丁度半径Ｒｘの球面から取り出した四角形に等
しくなる。
ｇ ｎで構成されており、Ｘ軸方向にＲｘ 、ｙ軸方
向にＲｙの曲率半径で曲げられた円弧状の二次元アレイ
である。このアレイは、曲率半径ＲＸ ＝ Ｒｙとし・
た場合、丁度半径Ｒｘの球面から取り出した四角形に等
しくなる。
第２図及び第３図は、第１図で示すようなアレ７を用い
て超音波ビームを形成する場合の振動子の選択について
示したものである。第２図において、１はｎＸｍ個の振
動子群から所望のＫＸＫ個の振動子群を選択するマルチ
プレクサ、２は振動子Ｅ １ ｐ １ ’＝ Ｅ ｓ
ｇ ｎで構成される探触子、ｘ１〜ｘｋはＸ軸方向にお
いて超音波を収束するための信号遅延素子、ｙ１〜ｙｋ
はｙ軸方向において超音波を収束するための信号遅延素
子である。信号遅延素子としては、一般にデイレイライ
ンが用いられる。
て超音波ビームを形成する場合の振動子の選択について
示したものである。第２図において、１はｎＸｍ個の振
動子群から所望のＫＸＫ個の振動子群を選択するマルチ
プレクサ、２は振動子Ｅ １ ｐ １ ’＝ Ｅ ｓ
ｇ ｎで構成される探触子、ｘ１〜ｘｋはＸ軸方向にお
いて超音波を収束するための信号遅延素子、ｙ１〜ｙｋ
はｙ軸方向において超音波を収束するための信号遅延素
子である。信号遅延素子としては、一般にデイレイライ
ンが用いられる。
第３図は、第１図で示した二次元アレイを上方（２軸方
向）から眺めたものであり１図面の便宜上Ｒｘ＝ＲＦ二
ｏｏとして示したものである。
向）から眺めたものであり１図面の便宜上Ｒｘ＝ＲＦ二
ｏｏとして示したものである。
ここで１例えば第３図に示すようなＥ １．ｉ〜Ｅ ｍ
Ｈｔ＋の振動子群の中のＥｌ、１〜Ｅｈ、ｈの振動子群
（斜線部分）を用いて超音波ビームを形成しようとする
場合について、第２図を用いて説明する。
Ｈｔ＋の振動子群の中のＥｌ、１〜Ｅｈ、ｈの振動子群
（斜線部分）を用いて超音波ビームを形成しようとする
場合について、第２図を用いて説明する。
第２図において、まず、マルチプレクサ１がコントロー
ル信号Ｓ′により制御され、該当する振動子群Ｅ ｔ、
ｔ〜Ｅｋ、ｋを選択、所望の遅延時間に設定されている
に個のグループの信号遅延素子ｘ１〜Ｘｋと振動子の信
号ラインを接続するａ Ｘｚ〜Ｘｋの信号遅延素子の各
グループは、ｙ１〜ｙｋの信号遅延素子を介して加算さ
れており、この信号端で送波信号の入力及び受波信号の
出力がおこなわれる。ここで、受波の場合、信号の流れ
は例えば次のようになる。振動子Ｅ １，１で受波され
た信号はｘ１→ｙ１．同様にＥｚ、１→ｘ２→Ｖ １
ｔ Ｅ ３ ＋ １→ｘａ→ｙｚ、−−、Ｅｋ、１→”
ｂ−４ｙ１ ？ Ｅ １ ｔ Ｚ→Ｘ１→ｙｉ、Ｅｚ
、ｚ→ｘ２→ｙ、 、 −一６’ 、 Ｅ ｋ Ｔ ’
→Ｘｈ→ｙｋという具合である。
ル信号Ｓ′により制御され、該当する振動子群Ｅ ｔ、
ｔ〜Ｅｋ、ｋを選択、所望の遅延時間に設定されている
に個のグループの信号遅延素子ｘ１〜Ｘｋと振動子の信
号ラインを接続するａ Ｘｚ〜Ｘｋの信号遅延素子の各
グループは、ｙ１〜ｙｋの信号遅延素子を介して加算さ
れており、この信号端で送波信号の入力及び受波信号の
出力がおこなわれる。ここで、受波の場合、信号の流れ
は例えば次のようになる。振動子Ｅ １，１で受波され
た信号はｘ１→ｙ１．同様にＥｚ、１→ｘ２→Ｖ １
ｔ Ｅ ３ ＋ １→ｘａ→ｙｚ、−−、Ｅｋ、１→”
ｂ−４ｙ１ ？ Ｅ １ ｔ Ｚ→Ｘ１→ｙｉ、Ｅｚ
、ｚ→ｘ２→ｙ、 、 −一６’ 、 Ｅ ｋ Ｔ ’
→Ｘｈ→ｙｋという具合である。
以上の説明と同様の操作をくり返しおこない、選択する
ｋＸｋ個の振動子をＥｌ、１〜Ｅｋ、に→Ｅ ｍ−に＠
ｎ−ｋ””’ Ｅ ｌ１ｙｆｉまで移動させることによ
り超音波像は得られることになる。
ｋＸｋ個の振動子をＥｌ、１〜Ｅｋ、に→Ｅ ｍ−に＠
ｎ−ｋ””’ Ｅ ｌ１ｙｆｉまで移動させることによ
り超音波像は得られることになる。
第４図は、超音波像を得るための超音波ビームの走査方
法の一実施例について示したものである。
法の一実施例について示したものである。
第４図（ａ）はＸＺ平面、第４図（ｂ）はｙｚ平面上で
の超音波ビームの動きを各々示したものである。第４図
において、−本の超音波ビームを形成するために、第２
図に示すように各軸方向で各々に個、計ｋＸｋ個の振動
子群を選択する場合。
の超音波ビームの動きを各々示したものである。第４図
において、−本の超音波ビームを形成するために、第２
図に示すように各軸方向で各々に個、計ｋＸｋ個の振動
子群を選択する場合。
まずＥ １１１− Ｅ ｋｅｋの振動子群を用いてＱｘ
ｍ工の超音波ビームを形成する。そして、第４図（ｂ）
に示すように矢印Ｂの方向に沿って振動子群の選択。
ｍ工の超音波ビームを形成する。そして、第４図（ｂ）
に示すように矢印Ｂの方向に沿って振動子群の選択。
送受波をおこないＱ １，１〜Ｑ１，１の超音波ビーム
を形成する。次に、第４図（ａ）に示すように、振動子
群を矢印Ａの方向に少しだけ移動させて送受波し超音波
ビーム１２１．２を形成、以降先程と同様に矢印Ｂの方
向に選択する振動子群を移動させ超音波ビームＱ ｘｖ
ｚ−Ｑ ｂ＋ｚを形成する。このように、選択する振動
子群を矢印Ａの方向に少しづつ移動させながら、かつ矢
印Ｂの方向に移動することにより送受波をおこない超音
波ビームｎ １，１〜Ωｂ、＆を形成する。また、他の
実施例として、例えば、Ω１．工→Ｑ１．＆→Ｑ ｂ、
＊→（ｌｂ、１→ｆｌｚｐｘ→Ｑ ｔ、＆−１→Ｑｂ−
ａ、ａ−工→１２１１−工、２→Ｑδ、２→１０１０
という具合の回転走査やｕ １，１→１２に、１→Ｑ
ｂｙＺ→Ｑ１，２→Ｑ１，８→Ωｂ、ａ→Ｑ ｂｔ４→
・・・という具合の走査も考えられる。
を形成する。次に、第４図（ａ）に示すように、振動子
群を矢印Ａの方向に少しだけ移動させて送受波し超音波
ビーム１２１．２を形成、以降先程と同様に矢印Ｂの方
向に選択する振動子群を移動させ超音波ビームＱ ｘｖ
ｚ−Ｑ ｂ＋ｚを形成する。このように、選択する振動
子群を矢印Ａの方向に少しづつ移動させながら、かつ矢
印Ｂの方向に移動することにより送受波をおこない超音
波ビームｎ １，１〜Ωｂ、＆を形成する。また、他の
実施例として、例えば、Ω１．工→Ｑ１．＆→Ｑ ｂ、
＊→（ｌｂ、１→ｆｌｚｐｘ→Ｑ ｔ、＆−１→Ｑｂ−
ａ、ａ−工→１２１１−工、２→Ｑδ、２→１０１０
という具合の回転走査やｕ １，１→１２に、１→Ｑ
ｂｙＺ→Ｑ１，２→Ｑ１，８→Ωｂ、ａ→Ｑ ｂｔ４→
・・・という具合の走査も考えられる。
第１図で示すような形状の振動子配列をした探触子を用
いて１例えば第４図に示すような超音波ビームの走査を
おこなえば、超音波ビームはおおよそ振動子配列の曲率
中心を原点して立体角的な広がりを有するものとなり、
探触子と生体との接触面積を小さく保ちながらも広い視
野範囲をＩｊ！察することが可能となる。したがって、
特に肋骨におおわれた心臓の撮像においては有効である
。また、超音波ビームの偏向をおこなっていないにもか
かわらず、あたかも偏向をおこなっているかの如く超音
波ビームを走査することができるので。
いて１例えば第４図に示すような超音波ビームの走査を
おこなえば、超音波ビームはおおよそ振動子配列の曲率
中心を原点して立体角的な広がりを有するものとなり、
探触子と生体との接触面積を小さく保ちながらも広い視
野範囲をＩｊ！察することが可能となる。したがって、
特に肋骨におおわれた心臓の撮像においては有効である
。また、超音波ビームの偏向をおこなっていないにもか
かわらず、あたかも偏向をおこなっているかの如く超音
波ビームを走査することができるので。
同一の視野を保ちながらもビームの偏向に必要であった
信号遅延時間を小さくする、言い換えれば信号遅延素子
数を少なくすることができる。
信号遅延時間を小さくする、言い換えれば信号遅延素子
数を少なくすることができる。
第５図は、本発明を用いた探触子の外観を示す一実施で
あり、同図（ａ）は心臓等に用いるタイプ、同図（ｂ）
は脳外科における頭蓋骨内の観察に用いるタイプである
。
あり、同図（ａ）は心臓等に用いるタイプ、同図（ｂ）
は脳外科における頭蓋骨内の観察に用いるタイプである
。
尚、本発明のような形状に超音波振動子を配列する二次
元アレイの探触子をつくる場合、ＰＺＴ系の圧電振動子
よりも複合圧電材料を用いる方が、特に加工性の面で優
れている。
元アレイの探触子をつくる場合、ＰＺＴ系の圧電振動子
よりも複合圧電材料を用いる方が、特に加工性の面で優
れている。
本発明によれば、遅延素子や制御回路等のハード規模を
小さく抑えながら、かつ小さな接触面積にもかかわらず
広い範囲の視野をｗｔ察できるので、心臓や頭蓋骨内部
等の三次元的な撮像及びＵが容易におこなえる。
小さく抑えながら、かつ小さな接触面積にもかかわらず
広い範囲の視野をｗｔ察できるので、心臓や頭蓋骨内部
等の三次元的な撮像及びＵが容易におこなえる。
第１図は１本発明の特徴を最もよく表す超音波振動子群
の配列を示す斜視図、第２図は、二次元アレイにおける
信号遅延のための回路構成図、第３図は、素子選択の一
実施例を示す説明図、第４図は、超音波ビームの走査の
様子を示す説明図。 第５図は、本発明の一実施例になる探触子の外観斜視図
、第６図及び第７図は従来例における超音波ビームの走
査の説明図である。 １・・・マルチプクレサ、２・・・探触子、３・・・二
次元アレイ振動子、４・・・−次元アレイ振動子、５・
・・回転軸、６・・・超音波ビーム、７・・・音響窓、
８・・・リニアｖｉ ！ 旧 第 ３１！１ 第 ４ 目 （α〕 第 ５ 口 ３ 二Ｊ７ｃアレ４カレ動チ 璃 ６ 囚 第 ７ ｌ
の配列を示す斜視図、第２図は、二次元アレイにおける
信号遅延のための回路構成図、第３図は、素子選択の一
実施例を示す説明図、第４図は、超音波ビームの走査の
様子を示す説明図。 第５図は、本発明の一実施例になる探触子の外観斜視図
、第６図及び第７図は従来例における超音波ビームの走
査の説明図である。 １・・・マルチプクレサ、２・・・探触子、３・・・二
次元アレイ振動子、４・・・−次元アレイ振動子、５・
・・回転軸、６・・・超音波ビーム、７・・・音響窓、
８・・・リニアｖｉ ！ 旧 第 ３１！１ 第 ４ 目 （α〕 第 ５ 口 ３ 二Ｊ７ｃアレ４カレ動チ 璃 ６ 囚 第 ７ ｌ
Claims (2)
- １．超音波振動子がｘ軸方向にｎ個，ｙ軸方向にｍ個配
列された二次元アレイ探触子において、各軸方向に所望
の曲線半径で曲げたことを特徴とする超音波探触子。 - ２．前記二次元アレイ探触子において、ｘ軸方向にａ個
（１≦ａ≦ｎ）、ｙ軸方向にｂ個（１≦ｂ≦ｍ）の振動
子群を選択する選択手段と、該選択された振動子の送受
信信号を遅延させる信号遅延手段とを具備し、超音波ビ
ームを三次元的に走査することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321224A JP2619446B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321224A JP2619446B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164354A true JPH01164354A (ja) | 1989-06-28 |
| JP2619446B2 JP2619446B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=18130192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321224A Expired - Fee Related JP2619446B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619446B2 (ja) |
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| WO2001021072A1 (fr) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Hitachi Medical Corporation | Sonde a ultrasons et appareil de diagnostic a ultrasons la contenant |
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| KR100752334B1 (ko) * | 2001-04-13 | 2007-08-29 | 주식회사 메디슨 | 초음파 영상 형성 장치용 이차원 곡면 배열 변환자 |
| JP2007526785A (ja) * | 2003-06-30 | 2007-09-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ビュー領域の改善のためにビーム制御を用いる二次元トランスジューサアレイ |
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| JP2009539528A (ja) * | 2006-06-15 | 2009-11-19 | エコセンス ソシエテ アノニム | 超音波変換器を使用して生物組織の粘弾性特性を測定する方法 |
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-
1987
- 1987-12-21 JP JP62321224A patent/JP2619446B2/ja not_active Expired - Fee Related
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