JPH0222657B2 - - Google Patents

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JPH0222657B2
JPH0222657B2 JP58223636A JP22363683A JPH0222657B2 JP H0222657 B2 JPH0222657 B2 JP H0222657B2 JP 58223636 A JP58223636 A JP 58223636A JP 22363683 A JP22363683 A JP 22363683A JP H0222657 B2 JPH0222657 B2 JP H0222657B2
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JP
Japan
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scanning
eccentric cam
speed
image memory
wave transmitting
Prior art date
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Application number
JP58223636A
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English (en)
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JPS60114243A (ja
Inventor
Hiroshi Fukukita
Takayoshi Saito
Tsutomu Yano
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP22363683A priority Critical patent/JPS60114243A/ja
Publication of JPS60114243A publication Critical patent/JPS60114243A/ja
Publication of JPH0222657B2 publication Critical patent/JPH0222657B2/ja
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超音波信号の送,受信によつて被検体
内の検査を行う超音波診断装置に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点 従来では、第1図に示すように、偏心カムを主
構成要素とする機械式扇形走査機構を有する超音
波診断装置が提案されていた。
第1図において、超音波の送受波を行う送受波
部1は走査軸2と接続され、走査軸2は揺動リン
ク3と接続される。偏心カム5は駆動軸6を介し
てモータ7により回転運動を行い、偏心カム5に
設けられたピン4により、揺動リンク3に設けら
れた長孔と連結される。その結果揺動リンク3は
走査軸2を中心とした往復回転運動を行い、これ
に連動して送受波部1は被検体35に対して機械
式扇形走査を行う。走査軸2の回転角度量は回転
ポテンシオメータ8により角度出力に変換され
る。
破線で示した探触子ケース9は上記の走査機構
の必要部分を保護する。送信器20で発生した駆
動パルスは信号線10を介して送受波部1に印加
され、超音波パルスに変換され被検体35内に送
波される。逆に被検体35からのエコー超音波信
号は、送受波部1で受信信号に変換され信号線1
0を介して受信回路21において処理され、検波
出力として画像メモリ22へ書込まれる。画像メ
モリ22のメモリアドレスは回転ポテンシオメー
タ8の角度出力を基にして決められる。画像メモ
リ22の読出し結果はモニタ23に表示される。
このようにして上記の走査機構は、モータ7を
一定速度で回転させることにより送受波部1を機
械的に扇形走査させるものである。この方式はモ
ータを往復回転させることにより直接送受波部を
扇形走査させる方式に比べてモータの制御が容易
であるという長所を有する。しかし、偏心カムを
用いた上記の方式では下記のように走査速度が往
復で極端に異なるという問題点がある。
第2図は、走査軸2の回転角度θと偏心カム5
の回転角度φとの関係を示す概念図である。第2
図において、角度φ=0度はピン4の位置が走査
軸2から最も遠くなつた状態に対応する。その時
送受波部1は扇形走査領域の中央に位置し、その
角度θ=0度とする。ピン4は駆動軸6の間の距
離をR、駆動軸6と走査軸2の間の距離をDとす
ると、 D・sinθ=R・sin(φ−θ) (1) 送受波部1の最大偏向角度をθmax(度)とす
ると、 sinθmax=R/D (2) となる。以上の関係から、駆動軸6が等速回転を
行う場合、ピン4がφ=0度を通過する走査のフ
レームとφ=180度を通過する走査のフレームと
では、1フレームの走査に要する時間に差がある
ことが判る。φ=0度を通過する場合の走査の1
フレームの期間を低速フレーム、φ=180度の場
合を高速フレームと呼ぶことにする。両フレーム
において走査速度の最大値はそれぞれφ=0度、
180度で生じることも示される。走査速度dθ/dt
は、駆動軸の回転速度dφ/dtで表わされ、次の
ようになる。
dθ/dt={cos2θ・(1+(D/R)・cosφ) /(D/R+cosφ)2}・dφ/dt (3) 具体的にθmax=20度とすると、Δθの値はφ=
0度と180度では2倍近い差があり、この差は
θmaxを大きくすればするほど拡大する。従つて
送信回数を一定に保つた場合、音響走査線密度
が、低速フレームと高速フレームでは極端に異な
ることになる。すなわち画像メモリ22へ書込む
走査線密度が低速フレームと高速フレームで異る
ことになり、例えば高速フレームにおいて画像を
完成するための必要最低限の走査線密度を確保す
ると、低速フレームにおいて走査線密度が不必要
に高くなり、一方低速フレームにおいて必要最低
限の走査線密度を確保したのでは高速フレーム時
に走査線密度が不足し、画像を完成させることが
できなくなるという短所があつた。
発明の目的 本発明は、以上のような従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、偏心カムを用いた
機械式セクタを行う際に、走査速度を高く保ちな
がら、かつ走査線密度に関しては不足することな
く、又不必要に多すぎることもなく最適の値に設
定できる超音波診断装置を提供することを目的と
する。
発明の構成 この目的を達成するために本発明は、機械式扇
形走査が低速フレームにあるか高速フレームにあ
るかのいずれかを検出する方向検出部を設け、画
像メモリに対する検波出力の書込みを低速フレー
ムにある時にのみ可能とする書込み制御部を設
け、走査軸と偏心カムの間の最大距離を最小距離
の2倍以上とすることにより、最低限の走査線密
度を確保しながら偏心カムの回転速度を出来る限
り高めたものである。
実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。第3図に本発明の一実施例における超音波診
断装置を示すブロツク図を、また第4図a,bに
同装置の方向検出部のタイミング図を示す。第3
図において1は送受波部、2は走査軸、3は揺動
リンク、4はピン、5は偏心カム、6は駆動軸、
7はモータ、8は回転ポテンシオメータ、9は探
触子ケース、20は送信器、35は被検体であ
り、被検体35内で反射されたエコー超音波信号
は送受波部1で受信信号に変換され信号線10を
介して受信回路21において処理され、画像メモ
リ22に記録される。またA/D変換器12は回
転ポテンシオメータ8の角度出力をデジタル量に
変換する。A/D変換器12の分解能としては8
〜10ビツト程度のものが選ばれる。A/D変換器
12の出力は画像メモリ22の中のメモリの書込
みアドレス計算に用いられる。又A/D変換器1
2の出力はラツチ13により一時記録される。第
4図Aのタイミング図に示す様に、A/D変換器
12の変換タイミングTC(同図Aのイ)とラツチ
13のクロツクタイミングTL(同図Aのハ)を同
期させる。A/D変換器12の各出力を同図Aの
ロに示すDi(i=整数)とするとラツチ13には
1クロツク前のデータDi-1(同図Aのニ)を記録
させることができる。従つて比較器14は、A/
D変換器12とラツチ13の各出力の大小を比較
して、回転ポテンシオメータ8の角度出力が時間
的に増加しつつあるか、減少しつつあるかを検出
する。モータ7の回転方向が一定であるとすれ
ば、比較器14の出力を調べるだけで走受波部1
の走査の方向を検出することができる。以上の例
では、A/D変換器12、ラツチ13、比較器1
4により方向検出部16が構成される。D−FF
(D−フリツプフロツプ)15は比較器14の結
果を保持する。D−FF15も同図Aのハで示さ
れるクロツクタイミングTLで動作する。D−FF
15の出力は画像メモリ22の中のメモリの書込
みを制御する。この場合にはD−FF15が書込
み制御部を構成する。以上のような構成により、
偏心カム5を用いる機械式扇形走査において、走
査のいずれか一方向においてのみ画像メモリ22
に検波出力を書込むことが可能となる。D−FF
15の出力の極性を選ぶことにより、低速フレー
ム時にのみ画像メモリ22に検波出力を書込ま
せ、それに基づいてモニタ23に画像の表示を行
う。
かかる構成にすることにより高いフレーム数を
保持しながら、すきまの無い、書換え時間の短か
い画像を得ることができる。また機械式走査の往
復画像表示に特有なフレーム毎の画像のズレの問
題も解決できる。
さらに方向検出部16の結果に基づき、高速フ
レーム時には超音波の送波を中止することによ
り、人体への超音波の照射回数を減じることもで
きる。
第4図Bに示すタイミング図はタイミング図A
の動作を改良した例である。A/D変換器12の
変換タイミングTC(同図Bのイ)に対してラツチ
13のクロツクタイミングTLは同図Bのハに示
すように1/M(M:自然数)に、この場合には
1/2に分周されている。従つてラツチ13の入力
が同図Bのロに示すDiであるときにラツチ13に
はMクロツク前のデータDi-M(同図Bのニ)が記
録されているクロツクタイミングがあることにな
る。このようなクロツクタイミングにおいては比
較器14において比較される回転ポテンシオメー
タ8の角度出力の差は大きくなり、角度出力にノ
イズが重畳しても比較器14が誤つた結果を出力
する可能性が減る。以上のようなタイミング図B
にもとづき、偏心カム5を用いる機械式扇形走査
においても低速フレーム時にのみ画像メモリ22
に検波出力を書込むことが可能となる。
具体例として偏心カム5の回転数を毎秒4回、
駆動パルスの周期を4kHz、送受波部1の偏向角
度を±20度とする。その場合第3図より偏心カム
の回転半径Rと偏心カムの回転中心と走査軸の間
の距離Dの間には sin20゜=R/D という関係があるから、偏心カムと走査軸の間の
最大距離D+Rと最小距離D−Rの比は2.03とな
る。1送信周期毎の偏心カム5の回転角度量は
Δφ=0.36度であるから(1)、(2)式より低速フレー
ムの扇形走査の中心における音響走査線密度は
Δθ=0.092度/本となる。この走査線密度により
画像メモリ22にすきまなく情報が書込まれると
し、これより走査線密度が低いとすきまが生じる
とする。この状態で低速フレームにおいてのみ画
像メモリ22に検波出力を書込むと毎秒4フレー
ムの画像が得られる。高速フレームにおいても書
込むと、毎秒のフレーム数が増加するように思え
るが、高速フレームの扇形走査の中心における音
響走査線密度はΔθ=0.187度/本となり、低速フ
レーム時に比較して極めて荒い。このため高速フ
レームにおいて書込まれた画像はすきまが多くな
り見苦しいものとなる。高速フレームにおいてす
きまがない画像を得るためには偏心カム5の回転
数を毎秒2回に下げなければならない。従つてこ
の場合にも毎秒4フレームの画像が得られる。し
かしながら低速フレームのみの書込み方式では、
低速フレームにおいて駆動パルスを停止しても何
ら問題は生ぜず、人体への影響を考えると望まし
い。また画像メモリ22の書込みが、低速フレー
ム時にのみ行われることになるので、1フレーム
の画像メモリを書込みながら読出す方式ではモニ
タ23に表示される画像が見やすい。また常に一
定方向の走査で得られた情報を表示するため、フ
レーム間の画像の位置ずれが少い。一方、往復両
方の画像を表示する場合には、機械的なガタ、変
形、振動等々の原因で、画像がフレーム毎に揺れ
るという問題があつたが、本実施例ではこれらの
問題を生じることはない。
第5図は本発明の他の実施例における超音波診
断装置を示すブロツク図である。図において1は
送受波部、2は走査軸、3は揺動リンク、4はピ
ン、5は偏心カム、6は駆動軸、7はモータ、9
は探触子ケース、20は送信器、35は被検体で
あり、被検体35内で反射されたエコー超音波信
号は送受波部1で受信信号に変換された信号線1
0を介して受信回路21において処理され、画像
メモリ22に記録される。ロータリエンコーダ3
0はモータ7に、減速ギヤヘツド19を介して設
けられている。ロータリエンコーダ30は1回転
につき一定の数、例えば256ケの位相パルスP1
と1ケの同期パルスP2を出力する。同期パルス
P2の出るタイミングを低速フレームの始まりに
合わすことが可能である。低速フレームの走査の
終りでは合計Nケの位相パルスが出力されるとす
る。従つてカウンタ31により位相パルスP1を
計数し、この計数値Kと上記のNの値を比較器1
4により比較すれば走査が低速フレームにあるか
否かを比較器14の出力より得ることができる。
カウンタ31は同期パルスP2によりクリアされ
るとする。この例ではカウンタ31と比較器14
により方向検出部16が構成される。D−FF1
5は比較器14の結果を保持する。D−FF15
は位相パルスP1に同期して動作する。D−FF
15の出力は画像メモリ22の中のメモリの書込
みを制御する。このようにしてD−FF15が書
込み制御部を構成する。以上のような構成によ
り、偏心カム5を用いる機械式扇形走査におい
て、低速フレーム時にのみ画像メモリ22に検波
出力を書込ませ、モニタ23に画像を表示させ
る。
なおPLL(フエーズ ロツク ループ)32は
安定な発振器33の出力をL分周カウンタ34で
分周した出力とロータリエンコーダ30の位相パ
ルス出力との位相のズレを検出し、モータ7の回
転速度に対してフイードバツクをかける。このよ
うにして偏心カム5の回転速度をより精密に制御
することが可能になる。発振器33は低速フレー
ムの期間にN×Lケのパルスを出力することにな
る。発振器33の出力を計数すれば、より細かく
偏心カム5の回転角度φ、すなわち走査軸2の角
度θを決定することができ、そのようにして求め
た角度θを基に画像メモリ22の中のメモリの書
込みアドレスが計算される。角度φから角度θを
求めるには(2)式に示す演算が必要であるが、角度
φを10bit、角度θを16bitで表わすとしても、小
規模な変換テーブル、例えば16KbitのRMで
十分である。
本実施例においても前記実施例と同等の効果が
得られた。
発明の効果 以上説明したように本発明は、偏心カムを用い
た機械式扇形走査の低速フレームを検出する方向
検出と、低速フレームにあるときのみ画像メモリ
に検波出力を書込む制御を可能にしたものであ
り、これにより高いフレーム数を保持しながら、
すきまの無い、短い書換え時間の画像を得ること
ができるものであり、送受波部の不要な駆動を避
けることにより、人体への超音波の照射回数を減
じることもできる。また機械式走査における往復
画像表示に特有なフレーム毎の画像のズレといつ
た問題の発生する可能性も少い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超音波診断装置を示すブロツク
図、第2図は従来の走査機構の概念図、第3図は
本発明の一実施例における超音波診断装置のブロ
ツク図、第4図は同装置のタイミングチヤート、
第5図は本発明の他の実施例における超音波診断
装置のブロツク図である。 1……送受波部、3……揺動リンク、5……偏
心カム、7……モータ、8……回転ポテンシオメ
ータ、12……A/D変換器、13……ラツチ、
14……比較器、15……D−FF(書込み制御
部)、16……方向検出部、20……送信器、2
1……受信器、22……画像メモリ、30……ロ
ータリエンコーダ、31……カウンタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 超音波を送受波する送受波部と、前記送受波
    部に接続された走査軸と、前記走査軸に接続され
    た揺動リンクと、前記走査軸を中心軸として前記
    揺動リンクに往復回転運動を行なわしめる偏心カ
    ムと、前記偏心カムに回転運動を行なわしめるモ
    ータと、前記送受波部よりの受信信号を処理した
    検波出力を記憶する画像メモリ部と、前記往復回
    転運動の方向を検出する方向検出部と、前記方向
    検出部の結果により前記画像メモリ部に対する書
    込みを制御する書込み制御部とを具備し、前記走
    査軸と偏心カムの間の最大距離を最小距離の2倍
    以上とすることを特徴とする超音波診断装置。
JP22363683A 1983-11-28 1983-11-28 超音波診断装置 Granted JPS60114243A (ja)

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JP22363683A JPS60114243A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 超音波診断装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP22363683A JPS60114243A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 超音波診断装置

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JPS60114243A JPS60114243A (ja) 1985-06-20
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645763U (ja) * 1992-05-06 1994-06-21 株式会社アカギ クリップ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5396286A (en) * 1976-11-12 1978-08-23 Picker Corp Rapid motion ultrasonic wave scanner
JPS5578943A (en) * 1978-12-07 1980-06-14 Gen Co Ltd Ultrasoniccwave diagnosis device
JPS56156141A (en) * 1980-04-30 1981-12-02 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic tomogram projection apparatus for body cavity

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JPS60114243A (ja) 1985-06-20

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