JPH023608B2 - - Google Patents
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- JPH023608B2 JPH023608B2 JP55144441A JP14444180A JPH023608B2 JP H023608 B2 JPH023608 B2 JP H023608B2 JP 55144441 A JP55144441 A JP 55144441A JP 14444180 A JP14444180 A JP 14444180A JP H023608 B2 JPH023608 B2 JP H023608B2
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- JP
- Japan
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- transmitting
- switching means
- signal line
- ultrasonic
- switching
- Prior art date
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Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 11
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 101100008046 Caenorhabditis elegans cut-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
- B06B1/0629—Square array
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば患者の体内などの被検体内に
超音波振動子を挿入して診断を行う超音波内視診
断装置に関するものである。
超音波振動子を挿入して診断を行う超音波内視診
断装置に関するものである。
従来のセクタ走査型超音波探触子の1つの振動
子アレーはその切込み方向によつて定まる一方向
の走査面しか持たないので、体外より行う超音波
診断では必要とする方向に振動子アレーを向けれ
ば問題はないが、例えば患者の体内にプローブや
内視鏡に取付けた探触子を挿入して診断を行う体
腔内診断では、探触子の取付方向によつて定まる
一定方向の断層像しか得られず、特に体腔内で探
触子を自由に動かせない場合走査断面を選択する
自由度が小さい欠点があつた。
子アレーはその切込み方向によつて定まる一方向
の走査面しか持たないので、体外より行う超音波
診断では必要とする方向に振動子アレーを向けれ
ば問題はないが、例えば患者の体内にプローブや
内視鏡に取付けた探触子を挿入して診断を行う体
腔内診断では、探触子の取付方向によつて定まる
一定方向の断層像しか得られず、特に体腔内で探
触子を自由に動かせない場合走査断面を選択する
自由度が小さい欠点があつた。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、アレー
状に形成した単一の振動子面から異なる2方向に
超音波ビームのセクタ走査を行うことができ、こ
の2方向の断層像を得ることのできる超音波内視
診断装置を提供することにある。
状に形成した単一の振動子面から異なる2方向に
超音波ビームのセクタ走査を行うことができ、こ
の2方向の断層像を得ることのできる超音波内視
診断装置を提供することにある。
本発明は体腔内に挿入可能な可撓管と、板状の
圧電素子と、この圧電素子の一方の面に設けられ
た複数の短冊状の電極からなる第1電極と、この
第1電極と直交するように他方の面に設けられた
複数の短冊状の電極からなる第2電極とからな
り、上記可撓管先端部の側面に設けられ互いに交
差して異なる2方向にセクタ走査可能な超音波振
動子アレーと、上記第1電極の各々の電極にそれ
ぞれ接続された第1信号線と、上記第2電極の
各々の電極にそれぞれ接続された第2信号線と、
上記各信号線に対してそれぞれ所定の遅延時間を
有する超音波を送信する送信手段および上記超音
波振動子アレーから上記信号線を介して得られる
受信信号を処理する受信手段とからなる送受信手
段と、上記第1信号線の各信号線と、上記送受信
手段、または、接地との接続を切替える第1切替
手段と、上記第2信号線の各信号線と、上記送受
信手段、または、接地との接続を切替える第2切
替手段とからなり、第1の方向に超音波をセクタ
走査するときには、第1の切替手段を上記送受信
手段に接続するとともに第2切替手段を接地し、
第2の方向に超音波をセクタ走査するときには、
第1切替手段を接地するとともに第2切替手段を
上記送受信手段に接続するように、上記第1切替
手段と第2切替手段を連動して切替えるようにし
たことを特徴とするものです。
圧電素子と、この圧電素子の一方の面に設けられ
た複数の短冊状の電極からなる第1電極と、この
第1電極と直交するように他方の面に設けられた
複数の短冊状の電極からなる第2電極とからな
り、上記可撓管先端部の側面に設けられ互いに交
差して異なる2方向にセクタ走査可能な超音波振
動子アレーと、上記第1電極の各々の電極にそれ
ぞれ接続された第1信号線と、上記第2電極の
各々の電極にそれぞれ接続された第2信号線と、
上記各信号線に対してそれぞれ所定の遅延時間を
有する超音波を送信する送信手段および上記超音
波振動子アレーから上記信号線を介して得られる
受信信号を処理する受信手段とからなる送受信手
段と、上記第1信号線の各信号線と、上記送受信
手段、または、接地との接続を切替える第1切替
手段と、上記第2信号線の各信号線と、上記送受
信手段、または、接地との接続を切替える第2切
替手段とからなり、第1の方向に超音波をセクタ
走査するときには、第1の切替手段を上記送受信
手段に接続するとともに第2切替手段を接地し、
第2の方向に超音波をセクタ走査するときには、
第1切替手段を接地するとともに第2切替手段を
上記送受信手段に接続するように、上記第1切替
手段と第2切替手段を連動して切替えるようにし
たことを特徴とするものです。
また、異なる2方向にセクタ走査して得られる
2つの断層像を同時に表示する表示手段を備えた
ことを特徴とするものです。
2つの断層像を同時に表示する表示手段を備えた
ことを特徴とするものです。
さらに、上記第1および第2信号線の各信号線
に対応してそれぞれに上記送受信手段を設けたこ
とを特徴とするものです。
に対応してそれぞれに上記送受信手段を設けたこ
とを特徴とするものです。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の超音波内視診断装置に用いる
超音波振動子アレーの一例の構成を示す斜視図で
ある。
超音波振動子アレーの一例の構成を示す斜視図で
ある。
PZT等の圧電材料からなる振動子1の第一の
面からこの圧電材料の厚みを一部分残して互いに
平行な複数の切込み2を入れ短冊状にする。振動
子1の第一の面と反対側の第二の面からも切込み
2と直角方向に、圧電材料の厚みの一部分を残し
て互いに平行な複数の切込み3を入れ短冊状にす
る。振動子1の第1および第2の短冊状の面の
各々にそれぞれ第1電極4および第2電極5を設
ける。第1電極4の各々の電極に順に第1信号線
6a〜6jを接続し、また、第2電極5の各々の
電極に順に第2信号線7a〜7jを接続する。振
動子1の一方の面に振動子1を支持し有効に超音
波を出すためのダンパー8を貼付ける。また生体
と接触する面、即ちダンパー8を貼付けない面に
は生体との音響的インピーダンスマツチングをと
るために、図示しない単層または多層のマツチン
グ層を設ける。
面からこの圧電材料の厚みを一部分残して互いに
平行な複数の切込み2を入れ短冊状にする。振動
子1の第一の面と反対側の第二の面からも切込み
2と直角方向に、圧電材料の厚みの一部分を残し
て互いに平行な複数の切込み3を入れ短冊状にす
る。振動子1の第1および第2の短冊状の面の
各々にそれぞれ第1電極4および第2電極5を設
ける。第1電極4の各々の電極に順に第1信号線
6a〜6jを接続し、また、第2電極5の各々の
電極に順に第2信号線7a〜7jを接続する。振
動子1の一方の面に振動子1を支持し有効に超音
波を出すためのダンパー8を貼付ける。また生体
と接触する面、即ちダンパー8を貼付けない面に
は生体との音響的インピーダンスマツチングをと
るために、図示しない単層または多層のマツチン
グ層を設ける。
ここで、振動子1のエレメント数即ち切込み
2,3の数を、通常のセクタ走査振動子アレーと
同様に量子化サイドロープおよびグレーテイング
ローブが出ないように切込み2,3のヒツチを決
める。即ち、超音波の媒質中での波長λ、音速
c、切込みのピツチd、セクタ走査の画角2θ、隣
合つたエレメント間の最大遅延時間差をτnaxとす
ると、量子化サイドローブが出ない条件はτnax・
C≦λ/8〜λ/4であり、グレーテイングロー
ブが出ない条件はd+dsinθ≦λであるように切
込みのピツチdを決める。また切込み2および3
の深さは振動子1の厚みの70〜90%が好ましく、
加工可能な範囲で隣合つたエレメント同志のクロ
ストークが最小となるように定める。
2,3の数を、通常のセクタ走査振動子アレーと
同様に量子化サイドロープおよびグレーテイング
ローブが出ないように切込み2,3のヒツチを決
める。即ち、超音波の媒質中での波長λ、音速
c、切込みのピツチd、セクタ走査の画角2θ、隣
合つたエレメント間の最大遅延時間差をτnaxとす
ると、量子化サイドローブが出ない条件はτnax・
C≦λ/8〜λ/4であり、グレーテイングロー
ブが出ない条件はd+dsinθ≦λであるように切
込みのピツチdを決める。また切込み2および3
の深さは振動子1の厚みの70〜90%が好ましく、
加工可能な範囲で隣合つたエレメント同志のクロ
ストークが最小となるように定める。
上述の構成になる超音波振動子アレーの動作を
説明する。
説明する。
第2図は第1図に示す超音波振動子アレーの動
作説明図である。
作説明図である。
第2信号線7a〜7jを共通に接地し、この状
態で第1信号線6a〜6jに所定の遅延時間差を
持つ信号を順次加えてセクタ走査を行う。この場
合のセクタ走査面は両矢印Aで示す切込み2と垂
直な走査面方向となる。
態で第1信号線6a〜6jに所定の遅延時間差を
持つ信号を順次加えてセクタ走査を行う。この場
合のセクタ走査面は両矢印Aで示す切込み2と垂
直な走査面方向となる。
一方、第3図において第1信号線6a〜6jを
共通に接地し、この状態で第2信号線7a〜7j
に所定の遅延時間差を持つ信号を順次加えてセク
タ走査を行う。この場合のセクタ走査面は両矢印
Bで示す切込み3と垂直な走査断面方向となる。
このように本発明による超音波振動子アレーでは
振動子1の表と裏の電極から引出した2組の信号
線6a〜6j,7a〜7jの接続を適切に切替え
ることにより互いに方向が90゜異なつた走査面が
1つの振動子アレー面より得られる。
共通に接地し、この状態で第2信号線7a〜7j
に所定の遅延時間差を持つ信号を順次加えてセク
タ走査を行う。この場合のセクタ走査面は両矢印
Bで示す切込み3と垂直な走査断面方向となる。
このように本発明による超音波振動子アレーでは
振動子1の表と裏の電極から引出した2組の信号
線6a〜6j,7a〜7jの接続を適切に切替え
ることにより互いに方向が90゜異なつた走査面が
1つの振動子アレー面より得られる。
第4図は本発明の超音波内視診断装置に用いる
超音波振動子アレー及びその切替手段の一例を示
すものである。第1切替手段10a〜10nおよ
び第2切替手段9a〜9nはリレーまたは高耐圧
のアナログスイツチから成る切替スイツチで9a
と10a,9bと10b,…,9nと10nとい
うように、第1および第2切替手段の同じ符号の
各スイツチは全て連動して切替えるように動作す
る。
超音波振動子アレー及びその切替手段の一例を示
すものである。第1切替手段10a〜10nおよ
び第2切替手段9a〜9nはリレーまたは高耐圧
のアナログスイツチから成る切替スイツチで9a
と10a,9bと10b,…,9nと10nとい
うように、第1および第2切替手段の同じ符号の
各スイツチは全て連動して切替えるように動作す
る。
ここで、第1信号線6a〜6nを第1切替手段
10a〜10nを介して全て接地し、第2信号線
7a〜7nを第2の切替手段9a〜9nを介して
送信パルス発生器11a〜11nおよび受信ヘツ
ドアンプ12a〜12nからなる送受信手段に接
続すると、このときのセクタ走査方向は第2図に
示した矢印A方向になる。
10a〜10nを介して全て接地し、第2信号線
7a〜7nを第2の切替手段9a〜9nを介して
送信パルス発生器11a〜11nおよび受信ヘツ
ドアンプ12a〜12nからなる送受信手段に接
続すると、このときのセクタ走査方向は第2図に
示した矢印A方向になる。
次に、図示しないスイツチコントロール回路で
第1および第2切替手段を切替えることにより、
第1信号線6a〜6nは第1切替手段10a〜1
0nを介して送信パルス発生器11a〜11nお
よび受信ヘツドアンプ12a〜12nからなる送
受信手段に接続し、第2信号線7a〜7nは第の
切替手段9a〜9nを介して全て接地し、セクタ
走査方向が第3図に示した矢印B方向に切替られ
ることになる。
第1および第2切替手段を切替えることにより、
第1信号線6a〜6nは第1切替手段10a〜1
0nを介して送信パルス発生器11a〜11nお
よび受信ヘツドアンプ12a〜12nからなる送
受信手段に接続し、第2信号線7a〜7nは第の
切替手段9a〜9nを介して全て接地し、セクタ
走査方向が第3図に示した矢印B方向に切替られ
ることになる。
なお、このときのセクタ走査方向の切替えは、
観察者が必要に応じて切替えてもよいし、また
は、高速動作可能なスイツチを用いて、一画面走
査毎にセクタ走査方向を切替えて異なる2方向の
断層像をほぼ同時に表示するようにしてもよい。
観察者が必要に応じて切替えてもよいし、また
は、高速動作可能なスイツチを用いて、一画面走
査毎にセクタ走査方向を切替えて異なる2方向の
断層像をほぼ同時に表示するようにしてもよい。
第5図は本発明による超音波内視診断装置とし
ての内視鏡の一例の構成を示す線図である。内視
鏡の可撓管先端部11の側面に超音波探触子の振
動子1を配置する振動子1から信号線を可撓管1
1内を通し、ケーブル12を介して2つの表示画
面を有する表示装置13に接続する。可撓管11
の先端部には内視鏡の観察系および照明用光学系
14を備える。このような構成の内視鏡では、振
動子1で観察対象をセクタ走査し次いで振動子1
に得られる信号をケーブル12を介して表示装置
13に供給する。表示装置13では振動子1の走
査面を切替えて、目的とする観察対象を表示する
かまたは、異なる走査方向の二画面を同時に表示
する。
ての内視鏡の一例の構成を示す線図である。内視
鏡の可撓管先端部11の側面に超音波探触子の振
動子1を配置する振動子1から信号線を可撓管1
1内を通し、ケーブル12を介して2つの表示画
面を有する表示装置13に接続する。可撓管11
の先端部には内視鏡の観察系および照明用光学系
14を備える。このような構成の内視鏡では、振
動子1で観察対象をセクタ走査し次いで振動子1
に得られる信号をケーブル12を介して表示装置
13に供給する。表示装置13では振動子1の走
査面を切替えて、目的とする観察対象を表示する
かまたは、異なる走査方向の二画面を同時に表示
する。
一方観察者は内視鏡の観察系および照明用光学
系14で観察対象の光学像を見れるので、上記超
音波診断像と合わせてより有効な医学的診断が行
い得る。本実施の内視鏡は側視型を用いたが直視
型でもよい。
系14で観察対象の光学像を見れるので、上記超
音波診断像と合わせてより有効な医学的診断が行
い得る。本実施の内視鏡は側視型を用いたが直視
型でもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明の超音
波内視診断装置によれば、可撓管先端部の側面
に、互いに交差して異なる2方向にセクタ走査可
能な超音波振動子アレーに、第1、第2信号線を
介し、送受信回路と接地との接続を切替える第
1、第2切替手段を接続して設け、第1の方向に
超音波をセクタ走査するときには、第1切替手段
を上記送受信手段に接続するとともに第2切替手
段を接地し、第2の方向に超音波をセクタ走査す
るときには、第1の切替手段を接地するとともに
第2切替手段を上記送受信手段に接続するよう
に、上記第1切替手段と第2切替手段を連動して
切替えるようにしたことにより、互いに交差して
異なる2方向の断層像を得ることができ、被検体
(例えば、体腔内の消化管等)の内側より1度の
挿入で可撓管先端部の周域の異なる部位につい
て、それぞれの部位で、診断位置が完全に一致し
た(位置ずれのない)走査断面方向の異なる2種
類の高画質な断層像を得ることができるので、高
精度かつ正確であり、患者の苦痛を軽減した診断
を可能にすることができる。
波内視診断装置によれば、可撓管先端部の側面
に、互いに交差して異なる2方向にセクタ走査可
能な超音波振動子アレーに、第1、第2信号線を
介し、送受信回路と接地との接続を切替える第
1、第2切替手段を接続して設け、第1の方向に
超音波をセクタ走査するときには、第1切替手段
を上記送受信手段に接続するとともに第2切替手
段を接地し、第2の方向に超音波をセクタ走査す
るときには、第1の切替手段を接地するとともに
第2切替手段を上記送受信手段に接続するよう
に、上記第1切替手段と第2切替手段を連動して
切替えるようにしたことにより、互いに交差して
異なる2方向の断層像を得ることができ、被検体
(例えば、体腔内の消化管等)の内側より1度の
挿入で可撓管先端部の周域の異なる部位につい
て、それぞれの部位で、診断位置が完全に一致し
た(位置ずれのない)走査断面方向の異なる2種
類の高画質な断層像を得ることができるので、高
精度かつ正確であり、患者の苦痛を軽減した診断
を可能にすることができる。
さらに、2つの断層像を同時に表示する表示手
段を設けることにより、セクタ走査方向の異なる
断層像を比較して診断することができるのでより
高精度かつ正確な診断を行なうことができる。
段を設けることにより、セクタ走査方向の異なる
断層像を比較して診断することができるのでより
高精度かつ正確な診断を行なうことができる。
第1図は本発明の超音波内視診断装置に用いる
超音波振動子アレーの一例の構成を示す斜視図、
第2図は第1図に示す超音波探触子の動作説明
図、第3図は第1図に示す超音波探触子の動作説
明図、第4図は本発明の超音波探触子の切替回路
の一例を示す線図、第5図は本発明による超音波
内視診断装置としての内視鏡の一例の構成を示す
線図である。 1……振動子、2,3……切込み、4,5……
電極、6a〜6j,7a〜7j……信号線、9a
〜9n,10a〜10n……切替スイツチ、11
……可撓管、12……ケーブル、13……表示装
置。
超音波振動子アレーの一例の構成を示す斜視図、
第2図は第1図に示す超音波探触子の動作説明
図、第3図は第1図に示す超音波探触子の動作説
明図、第4図は本発明の超音波探触子の切替回路
の一例を示す線図、第5図は本発明による超音波
内視診断装置としての内視鏡の一例の構成を示す
線図である。 1……振動子、2,3……切込み、4,5……
電極、6a〜6j,7a〜7j……信号線、9a
〜9n,10a〜10n……切替スイツチ、11
……可撓管、12……ケーブル、13……表示装
置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 体腔内に挿入可能な可撓管と、 板状の圧電素子と、この圧電素子の一方の面に
設けられた複数の短冊状の電極からなる第1電極
と、この第1電極と直交するように他方の面に設
けられた複数の短冊状の電極からなる第2電極と
からなり、上記可撓管先端部の側面に設けられ互
いに交差して異なる2方向にセクタ走査可能な超
音波振動子アレーと、 上記第1電極の各々の電極にそれぞれ接続され
た第1信号線と、 上記第2電極の各々の電極にそれぞれ接続され
た第2信号線と、 上記各信号線に対してそれぞれ所定の遅延時間
を有する超音波を送信する送信手段および上記超
音波振動子アレーから上記信号線を介して得られ
る受信信号を処理する受信手段とからなる送受信
手段と、 上記第1信号線の各信号線と、上記送受信手
段、または、接地との接続を切替える第1切替手
段と、 上記第2信号線の各信号線と、上記送受信手
段、または、接地との接続を切替える第2切替手
段とからなり、 第1の方向に超音波をセクタ走査するときに
は、第1切替手段を上記送受信手段に接続すると
ともに第2切替手段を接地し、第2の方向に超音
波をセクタ走査するときには、第1切替手段を接
地するとともに第2切替手段を上記送受信手段に
接続するように、上記第1切替手段と第2切替手
段を連動して切替えるようにしたことを特徴とす
る超音波内視診断装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の超音波内視診断
装置において、異なる2方向にセクタ走査して得
られる2つの断層像を同時に表示する表示手段を
備えたことを特徴とする超音波内視診断装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の超音波内視診断
装置において、上記第1および第2信号線の各信
号線に対応してそれぞれに上記送受信手段を設け
たことを特徴とする超音波内視診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55144441A JPS5768999A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Ultrasonic wave probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55144441A JPS5768999A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Ultrasonic wave probe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5768999A JPS5768999A (en) | 1982-04-27 |
JPH023608B2 true JPH023608B2 (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15362281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55144441A Granted JPS5768999A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Ultrasonic wave probe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5768999A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6234500A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | マトリクス状超音波探触子及びその製造方法 |
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