JPH049149A - 三次元データ取込み用超音波探触子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 体腔内に挿入され生体内部からの超音波送受波により超
音波断層画像情報を得る超音波探触子、特に被検部位の
三次元画像情報を得る三次元データ取込み用超音波探触
子に関する。

［従来の技術］ 超音波を生体などの被検体内に送波し、その反射エコー
を受波して断層画像情報を得る超音波探触子が周知であ
り、被検部位に対しより近い位置から適切な超音波の送
受波を行うために、被検体の体腔内に探触子を挿入して
超音波の送受波を行う体腔内挿入式超音波探触子が用い
られている。

第５図は、このような体腔内挿入式超音波探触子の一例
を示す斜視図であり、この探触子の本体ケーシング１０
は体腔内への挿入を容易なものとするために、径の比較
的細い棒状体として形成されている。そして、この本体
ケーシング１ｏの先端部には超音波振動子１２が設けら
れている。この超音波振動子１２は、例えば複数の振動
素子を配列したアレイ振動子であり、セクタ走査やリニ
ア走査など各種の走査方式で電子制御され超音波の送受
波を行う。このような従来の体腔内挿入式超音波探触子
では、体腔内に挿入した状態で、診断個所を変更する場
合には、探触子を体腔内で前後動作あるいは回転動作さ
せる必要があり、被検者に苦痛を与えることがあった。

第６図は、特開昭６４−６２１３０号公報に示された「
体腔内走査用超音波探触子」の実施例の分解斜視図であ
り、探触子の外筒］４の先端部分にｖｔ１６を４５″傾
斜させて設置し、この外筒１４内へ先端部にアレイ振動
子１８を設けた内筒２０を挿入可能とし、更にこの内筒
２０を外筒１４内で手動にて回転自在としている。

従って、内筒２０の先端部のアレイ振動子１８から送波
された超音波ビームは鏡１６で反射し、外筒１４の側方
から被検体内に送波される。そして、内筒２０を回転さ
せることによって、送波される超音波ビームの鏡１６で
の反射方向が変化し、超音波ビームの走査面、すなわち
診断される断層面を変更することが可能となる。更に、
外筒に９００ごとの角度を示すマーク１４ａが示されて
おり、直交する断層面情報を得ることができるように構
成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記第５図に示した第１の従来の体腔内
挿入式超音波探触子では、電子走査される被検体内の所
定個所の断層面の情報しか得られず、患部などの立体的
な構造を知るためには、探触子を各方向に動かして複数
の断層画像を得る必要があった。また、このような探触
子によって複数の断層画像情報を得たとしても、被検部
位の立体的な画像情報を有効に得ることができなかった
。

すなわち、複数枚の超音波断層画像の位置関係を観測者
臼らが推測して三次元的な立体像を想像しなければなら
ず、正確な診断を行うことは容易ではなかった。

次に、第６図に示した第２の従来の体腔内挿入式超音波
探触子では、外筒１４及び内筒２ｏを体腔内に挿入した
状態で、内筒２０のみを回転させることによって複数の
異なった断層画像情報を得ることができる。しかしなが
ら、この従来の探触子では、アレイ振動子１８の回転は
、手動によって行われるため、正確な回転位置を設定す
ることは困難であり、また垂直方向の位置のみを視覚に
よって認識することができるだけであり、細がく回転位
置を検出する手段は、何ら設けられていなかった。従っ
て、被検部位についての各断層画像情報及び回転位置情
報に基づいて三次元データを構成することは困難であっ
た。

発明の目的 本発明は、上記問題点を解決することを課題としてなさ
れたものであり、体腔内において超音波探触子を移動さ
せることなく被検部位についての三次元断層画像情報を
得ることのできる三次元データ取込み用超音波探触子を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係る三次元データ取
込み用超音波探触子は、体腔内に挿入され生体内部から
超音波送波及び反射エコー受波を行い被検部位の超音波
断層画像情報を得る超音波探触子において、回転軸を有
しこの回転軸を任意の角度回転させるアクチュエータと
、該アクチュエータの回転軸に取付は固定されその回転
軸に直交する方向に複数の振動素子が配列されたアレイ
振動子と、該アレイ振動子の超音波送受波面に対して所
定角度傾斜されて対向配置され、送波超音波を被検部位
側に反射させかつ反射エコーを前記アレイ振動子に向け
反射させる超音波反射体と、前記回転軸に伴って回転す
るアレイ振動子の回転位置を検出する回転位置検出器と
、を含み、前記アレイ振動子の回転によって得られた複
数の断層画像情報及び前記回転位置検出器にて検出した
前記複数の断層画像情報に対応する各回転位置情報に基
づき三次元超音波画像データを得ることを特徴とする特 ［作用］ 上記構成によれば、超音波探触子を体腔内に挿入した状
態で、アクチュエータによって、アレイ振動子を回転さ
せると、このアレイ振動子から送波され超音波反射体で
反射して被検体内に送波される超音波は、その反射され
て送波される方向が変化する。従って、超音波送波によ
る診断断層面は、アレイ振動子の回転と共に回転する。

即ち、この回転によって被検部位についての立体的範囲
での断層画像情報を順次得ることができる。送波された
超音波の反射エコーは再び超音波反射体で反射してアレ
イ振動子にて受信される。

アレイ振動子の回転位置は、回転位置検出器によって順
次検出することができるので、被検部位についての立体
的範囲の断層画像情報は、その断層面ごとに回転位置が
検出される。そして、これら各断層画像情報及びそれに
対応する各回転位置情報に基づいて被検部位についての
所定範囲での三次元超音波画像データを得ることができ
る。

このような三次元超音波画像データを用いることによっ
てＣＲＴなどによる立体的画像表示を行うことが可能と
なり、超音波による被検体内部診断をより有効なものと
することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について説
明する。

第１図は本発明に係る三次元データの取込み用超音波探
触子の構成の一例を示す説明図であり、探触子の本体ケ
ーシング１０は、体腔内に挿入可能な外径を有する円筒
状に構成されており、先端部１０ａは、挿入を容易なも
のとし、被検者の苦痛を和らげるために球形状に形成さ
れている。

そして、本体ケーシング１０内には、アクチュエータで
ある駆動モータ２２が固設されており、この駆動モータ
２２の回転軸２４にはアレイ振動子２６が取付は固定さ
れている。

このアレイ振動子２６の各振動素子は、回転軸２４の軸
方向と直交する面上に配列され、回転軸２４の回転に伴
って回転軸２４を軸として回転する。

この駆動モータ２２とアレイ振動子２６との間には回転
位置検出器２８が固設されており、アレイ振動子２６の
回転位置を検出している。本実施例では、この回転位置
検出器２８は、回転軸２４の回転位置を検出することに
よって、アレイ振動子２６の回転位置を検出している。

なお、回転位置検出器２８は、ポテンショメータやエン
コーダ等が用いられる。

また、アレイ振動子２６の超音波送受波面には音響レン
ズ３０が取り付けられており、アレイ振動子２６の走査
方向と直交する方向の超音波の集束作用を有している。

更に、本体ケーシング１０の先端部１０ａ寄り位置には
、超音波反射体としての鏡３２が設置されている。この
鏡３２は、アレイ振動子２６の超音波送受波面に対しほ
ぼ４５°の角度で対向配置されている。

そして、鏡３２は、アレイ振動子２６から送波された超
音波を反射して本体ケーシング１０の側面から被検体方
向へ超音波を送波し、また被検体からの反射エコーを反
射してアレイ振動子２６に受波させている。

また、超音波の本体ケーシング１０内での多重反射を吸
収し、かつ被検体内部に超音波を効率良く放射するため
に、本体ケーシング１０には隔壁３５が設けられ、この
隔壁３５と鏡３２との間には油３７等が充填されている
。

第２図はアレイ振動子２６の部分の概略斜視図を示して
おり、図において、３４は、配列された複数の超音波振
動素子２６ａに対する電気信号の供給及び超音波振動素
子２６ａが受波した信号の受信回路への供給などを行う
ための配線である。

なお、図上複数の超音波振動素子２６ａは実線にて示し
ているが、音響レンズ３０の内側に設置されるものであ
る。

本実施例では、このアレイ振動子２６は、セクタ走査型
の振動子を用いている。

次に、本実施例の動作について説明する。第３図（Ａ）
は、アレイ振動子２６からセクタ走査によって超音波ビ
ームが送波され、鏡３２で反射して被検体内のある方向
に送波された状態が示されている。ここで、超音波画像
情報を得られる断層面は、図において斜線を施した領域
の面Ｘであり、第１図の回転位置検出器２８によってこ
のときのアレイ振動子２６の回転位置を検出しているの
で、この被検体のＸ面の断層画像情報と共にアレイ振動
子の回転位置情報を受信回路（図示せず）側に送ること
ができる。

また、第３図（Ｂ）は、第３図（Ａ）の状態からアレイ
振動子２６を矢印１００方向にほぼ９０６回転させ、領
域面Ｙの断層画像情報を得ている超音波の送波状態を示
している。このほぼ９０″の回転動作によって、Ｘ面か
ら７面に至る立体部分の画像情報を三次元データとして
得ることができる。

従って、更に９０″アレイ振動子２６を回転させて断層
画像情報を得ることによって、３６０゜の範囲をカバー
することができ、第４図に示すような底部４０が略球面
形状を有する略円すい台形状の立体領域Ｚの三次元画像
データを得ることができる。

すなわち、所定角度ごとに細かく断層画像情報を得て、
かつそれらの画像情報に対応するアレイ振動子２６の回
転位置を検出しておくことによって三次元画像データを
得ることができるものである。

このように、本実施例によれば、機械的回転機構（駆動
モータ２２）により、アレイ振動子２６を正確に微小角
ずつ安定して回転させることができ、その回転に対応し
て回転位置検出器２８によって順次正確にその回転位置
を検出することができる。これにより正確な三次元画像
データを得ることができる。

また、本実施例では、セクタ走査型振動子を使用したの
で、鏡３２で反射した超音波ビームは更にセクタ状に広
がるので、鏡３２のスペースよりも広い範囲の断層面情
報を得ることができ、効果的に広い領域の立体画像情報
を得ることができる。

しかし、セクタ走査型の超音波振動子に限られるもので
はなく、他の種々の走査型の振動子を用いることも可能
である。

［効果］ 以上説明したように本発明に係る三次元データ取込み用
超音波探触子によれば、探触子を体腔内に挿入し、その
探触子を静止させた状態でアレイ振動子を回転させるこ
とができる。そして、被検部位の所定範囲の立体領域に
ついて、複数の断層画像情報及び各断層画像情報に対応
する回転位置情報に基づき被検部位の三次元画像データ
を得ることができる。

これによって、三次元データを用い、被検部位の立体画
像表示を行うことが可能となり、より有効な超音波診断
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構成を示す概略説明図、 第２図は本発明のアレイ振動子の部分の部分斜視図、 第３図（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施例の動作状態を
示す説明図、 第４図は本発明の実施例によって得られる三次元画像情
報の立体領域を示す説明図、 第５図は従来の体腔内挿入式超音波探触子の部分斜視図
、 第６図は他の従来の体腔内挿入式超音波探触子の分解斜
視図である。 １０　・・・　探触子の本体ケーシング２２　・・・　
駆動モータ ２４　・・・　回転軸 ２６　・・・　アレイ振動子 ２８　・・・　回転位置検出器 ３０　・・・　音響レンズ ３２・・・鏡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）体腔内に挿入され生体内部から超音波送波及び反
   射エコー受波を行い被検部位の超音波断層画像情報を得
   る超音波探触子において、 回転軸を有しこの回転軸を任意の角度回転させるアクチ
   ュエータと、 該アクチュエータの回転軸に取付け固定されその回転軸
   と直交する方向に複数の振動素子が配列されたアレイ振
   動子と、 該アレイ振動子の超音波送受波面に対して所定角度傾斜
   されて対向配置され、送波超音波を被検部位側に反射さ
   せかつ反射エコーを前記アレイ振動子に向け反射させる
   超音波反射体と、 前記回転軸に伴って回転するアレイ振動子の回転位置を
   検出する回転位置検出器と、 を含み、前記アレイ振動子の回転によって得られた複数
   の断層画像情報及び前記回転位置検出器にて検出した前
   記複数の断層画像情報に対応する各回転位置情報に基づ
   き三次元超音波画像データを得ることを特徴とする三次
   元データ取込み用超音波探触子。