JPH05329160A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH05329160A
JPH05329160A JP4140346A JP14034692A JPH05329160A JP H05329160 A JPH05329160 A JP H05329160A JP 4140346 A JP4140346 A JP 4140346A JP 14034692 A JP14034692 A JP 14034692A JP H05329160 A JPH05329160 A JP H05329160A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
aerial
probe
ultrasonic probe
transmitters
Prior art date
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Pending
Application number
JP4140346A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Ogawa
俊雄 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP4140346A priority Critical patent/JPH05329160A/ja
Publication of JPH05329160A publication Critical patent/JPH05329160A/ja
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波探触子の操作性に優れたものとし、か
つその移動に制限をなくし、さらに画像の劣化をもたら
すようなことをなくす。 【構成】 被検体に当接させた状態で移動させる超音波
探触子と、この超音波探触子からの情報に基づいて画像
処理し前記被検体の断層像を表示させる画像処理装置と
を備える超音波診断装置において、前記超音波探触子の
一側面に少なくとも3個の空中超音波送信器(空中超音
波受信器)と、予め位置的に固定されて設定された一面
に少なくとも3個の空中超音波受信器(空中超音波送信
器)とを設け、前記各空中超音波送信器からの空中超音
波を受信する前記各空中超音波受信器からの情報で前記
超音波探触子の位置を演算する演算装置を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置に係
り、特に、被検体に当接させた状態で移動させる超音波
探触子の位置情報が得られる手段の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】被検体に当接させた状態で移動させる超
音波探触子の位置情報を得ることは、該超音波探触子の
移動によって得られる複数の断層像における各断層面の
相対的位置を確認することができるようになる。また、
各断層像とその相対的位置を知ることにより3次元断層
像を作成することができるようになる。
【0003】このため、従来では、超音波探触子を支持
アーム等を介して機械的に支持し、人手により該超音波
探触子を移動させた際に、その移動量を支持アームの動
きから検出するようなものが知られていた。
【0004】なお、このような技術の詳細については、
たとえば、High Speedacquisihon
scanner and three−dimens
ional display system usin
g ultrasonicscanner,T.Moc
hizuki et,al,Ultrasonics
Symposium 1990 Dec.p.p.14
59〜1460等に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように構
成された超音波診断装置は、その超音波探触子が支持ア
ーム等を介して機械的に支持されたものであることか
ら、極めて操作性が悪く、かつ超音波探触子の移動範囲
も限定されざるを得ないという問題点が残されていた。
【0006】また、被検体の生体体表は曲面になってお
り、該超音波探触子はこの曲面に沿って完全に追随して
移動できないことから、たとえば該超音波探触子と生体
体表との間に水袋等を介在させるようなことも試みられ
ているが、得られる断層像の分解能あるいは階調等にお
いて劣化をもたらしていた。
【0007】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、操作性の良好な超音波診断装置を提供することにあ
る。
【0008】また、本発明の他の目的とするところのも
のは、超音波探触子の移動範囲に制限が付されない超音
波診断装置を提供することにある。
【0009】さらに、本発明の他の目的とするところの
ものは、画質の劣化をもたらすことのない超音波診断装
置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、被検体に当接させた状態で移動さ
せる超音波探触子と、この超音波探触子からの情報に基
づいて画像処理し前記被検体の断層像を表示させる画像
処理装置とを備える超音波診断装置において、前記超音
波探触子の一側面に少なくとも3個の空中超音波送信器
(あるいは空中超音波受信器)と、予め位置的に固定さ
れて設定された一面に少なくとも3個の空中超音波受信
器(あるいは空中超音波送信器)とを設け、前記各空中
超音波送信器からの超音波を受信する前記各空中超音波
受信器からの情報で前記超音波探触子の位置を演算する
演算装置を備えたことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】このような超音波診断装置によれば、少なくと
も3個の空中超音波受信器が配置されている基準面に対
して、少なくとも3個の空中超音波送信器が配置されて
いる計測面を特定することができるようになる。
【0012】すなわち、まず、前記基準面における1個
の空中超音波受信器を用いて計測面における各空中超音
波送信器までの距離を計測することができることから該
計測面の傾きを含めた位置を知ることができる。しか
し、この場合の位置は該空中超音波受信器からの距離の
みで該計測面がどの方向にあるのかを検出することはで
きないものとなる。それ故、前記基準面にさらに2以上
の空中超音波受信器を備え、これら各空中超音波受信器
をも用いて計測面における各空中超音波送信器までの距
離を計測することによって該計測面の方向を知ることが
でき、前記基準面に対する計測面の位置を完全に特定す
ることができる。そして、このような計測面の位置の特
定は上記演算装置によって演算できるようになってい
る。
【0013】このことから、超音波探触子には従来のよ
うに支持アーム等が取付けられることなく、微小な空中
超音波送信器が備えられるだけであることから、その操
作性は極めて良好になる。
【0014】また、超音波探触子は、その空中超音波送
信器からの超音波が届く限りにおいて基準面から遠く離
しても、その位置を検出することができる。したがっ
て、超音波探触子の移動範囲に制限がないものとするこ
とができるようになる。
【0015】さらに、従来のように支持アームが取付け
られていないことから、被検体の生体体表面に沿って完
全に当接させた状態で移動させることができるようにな
る。したがって、画像の劣化をもたらすようなことはな
くなる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明による超音波診断装置の一実
施例を示す説明図であり、特に、超音波探触子とこの超
音波探触子の位置を検出するための検出器を示したもの
である。
【0017】まず、超音波探触子10があり、この超音
波探触子10は直方体形状の外囲器を備え、図示されて
いないが、その底面には超音波振動子が一方向に並設さ
れている。
【0018】該超音波振動子は、超音波が照射されるよ
うになっており、この超音波の照射領域11に相当する
被検体12の断層面の断層情報を反射エコー信号として
受信できるようになっている。なお、該反射エコー信号
は探触子ケーブル13を介して図示しない超音波診断装
置本体側に出力されるようになっている。
【0019】そして、本実施例の場合、前記超音波探触
子10の外囲器の側面には、3個の空中超音波送信器1
4A、14B、14Cが備えられ、これら各空中超音波
送信器14A、14B、14Cからは一定の制御の下に
超音波が照射されるようになっている。この超音波の照
射の制御は前記超音波診断装置本体においてなされるよ
うになっており、前記超音波ケーブル13を介して該空
中超音波送信器14A、14B、14Cを駆動するよう
になっている。
【0020】なお、この空中超音波送信器14A、14
B、14Cは前記超音波振動子から発する超音波の周波
数と異なった周波数を有する超音波を照射するようにな
っている。相互の信号の混信をなくすためであり、たと
えば、本実施例の場合、ほぼ20KHz程度の周波数が
好適となる。
【0021】一方、前記超音波探触子10の各空中超音
波送信器14A、14B、14Cが形成された一側面に
充分な距離を隔てて対向配置された位置検出器15が備
えられている。
【0022】この位置検出器15は、たとえば天井から
支持棒16を介して吊るされた平板部材17の前記超音
波探触子10に対向する面側に3個の空中超音波受信器
18A、18B、18Cが配置されて構成されている。
これら各空中超音波受信器18A、18B、18Cは、
超音波探触子10の一側面に形成されている各空中超音
波送信器14A、14B、14Cからの超音波を受信す
るようになっており、その受信信号は受信ケーブル19
を介して前述した超音波診断装置本体に出力されるよう
になっている。
【0023】図2は、前記空中超音波送信器14A、1
4B、14Cへの入力信号、および空中超音波受信器1
8A、18B、18Cからの出力信号を形成する超音波
診断装置本体内の計測回路の一実施例を示したブロック
図である。
【0024】同図において、座標計測制御部21があ
り、この座標計測制御部21からの制御信号は送信ドラ
イバ22および第1切替器23を介して空中超音波送信
器14A、14B、14Cのうちの一の空中超音波送信
器に入力されるようになっている。
【0025】第1切替器23は座標計測制御部21から
の制御信号によって順次切替られるようになっており、
このため前記空中超音波送信器14A、14B、14C
は順番に駆動され超音波を照射するようになっている。
【0026】一方、各空中超音波送信器14A、14
B、14Cから順次照射される超音波は、空中超音波受
信器18A、18B、18Cによって受信され、その受
信信号は前記座標計測制御部21からの制御信号で順次
切替られる第2切替器24を介して出力されるようにな
っている。すなわち、この第2切替器24と前記第1切
替器23のそれぞれの切替タイミングによって、それぞ
れの空中超音波受信器18A、18B、18Cが空中超
音波送信器14A、14B、14Cからの超音波を時系
列的に受信しその受信信号を出力できるようになってい
る。
【0027】このような各受信信号は、増幅器25で増
幅された後に、位相検出器26を介して位相が検知さ
れ、その位相情報は座標計測制御部21に入力されるよ
うになっている。そして、この座標計測制御部21で
は、該位相情報に基づいて、空中超音波受信器18A、
18B、18Cの形成された面に対して、空中超音波送
信器14A、14B、14Cの形成された面の位置を演
算するようになっている。
【0028】次に、このように構成された超音波診断装
置において、超音波探触子10の位置の演算の基本的原
理を図3を用いて以下説明する。
【0029】まず、空中超音波送信器14Aから送信さ
れ、空中超音波受信器18Aで受信する場合について説
明する。図4に示すような超音波パルスαを空中超音波
送信器14Aから送信し、空中超音波受信器18Aで受
信した信号βを増幅器25に入力する。位相検出器26
では送信波形Aと受信波形Bの時間差Taaを計測す
る。
【0030】空中超音波の伝播速度をCとすれば、空中
超音波送信器14Aと空中超音波受信器18Aとの距離
Laaは、 Laa=Taa・C となる。この演算は図2の座標計測制御部21で計測さ
れる。
【0031】同様にして、空中超音波送信器14Aと空
中超音波受信器18B、18Cとのそれぞれの距離La
b、Lacは、 Lab=Tab・C Lac=Tac・C となる。
【0032】同様に、空中超音波送信器14B、空中超
音波送信器14Cと空中超音波受信器18A、18B、
18Cとの距離はLba、Lbb、Lbc、Lca、L
cb、Lccとして求まる。
【0033】次に、このようにして求められた距離から
超音波探触子10の側面の平面座標が決定されることを
図5を用いて説明する。
【0034】上述のように3個の空中超音波受信器18
A、18B、18Cは同一平面上にあり、各空中超音波
送信器14A、14B、14Cから空中超音波受信器1
8Aまでの距離はそれぞれ、Laa、Lba、Lcaで
あるので空中超音波送信器14Aの空間座標(Xa,Y
a,Za)は決定される。同様にして、空中超音波送信
器14B、14Cの各空間座標がそれぞれ(Xb,Y
b,Zb)、(Xc,Yc,Zc)として決定されるよ
うになる。これは、同図に示すように、超音波探触子1
0の側面がπ1、π2、π3にあるときも全く同様に決定
されることになる。
【0035】このようにして3個の空中超音波送信器1
4A、14B、14Cの座標が決定されれば、該各空中
超音波送信器14A、14B、14Cを含む平面、すな
わち超音波探触子10の位置が一義的に決定されること
になる。
【0036】このような実施例からなる超音波診断装置
によれば、3個の空中超音波受信器18A、18B、1
8Cが配置されている基準面に対して、3個の空中超音
波送信器14A、14B、14Cが配置されている計測
面(超音波探触子10)を特定することができるように
なる。
【0037】すなわち、前記基準面における1個の空中
超音波受信器(たとえば空中超音波受信器18A)を用
いて計測面における各空中超音波送信器14A、14
B、14Cまでの距離を計測することができることから
該計測面の傾きを含めた位置を知ることができる。しか
し、この場合の位置は該空中超音波受信器18Aからの
距離のみで該計測面がどの方向にあるのかを検出するこ
とはできないものとなる。それ故、前記基準面にさらに
2以上の空中超音波受信器18B、18Cを備え、これ
ら各空中超音波受信器18B、18Cをも用いて計測面
における各空中超音波送信器14A、14B、14Cま
での距離を計測することによって該計測面の方向を知る
ことができ、前記基準面に対する計測面の位置を完全に
特定することができる。そして、このような計測面の位
置の特定は座標計測制御部21による演算でできるよう
になっている。
【0038】このことから、超音波探触子10には従来
のように支持アーム等が取付けられることなく、微小な
空中超音波送信器14A、14B、14Cが備えられる
だけであることから、その操作性は極めて良好になる。
【0039】また、超音波探触子10は、その空中超音
波送信器14A、14B、14Cからの超音波が届く限
りにおいて基準面(位置検出器15)から遠く離して
も、その位置を検出することができる。したがって、超
音波探触子10の移動範囲に制限がないものとすること
ができるようになる。
【0040】さらに、従来のように支持アームが取付け
られていないことから、被検体の生体体表面に沿って完
全に当接させた状態で移動させることができるようにな
る。したがって、画像の劣化をもたらすようなことはな
くなる。
【0041】上述した実施例では、超音波探触子10、
および位置検出器15側にいずれも3個の空中超音波送
信器および空中超音波受信器を備えるようにしたもので
あるが、3個以上設けたものであってもよいことはいう
までもない。
【0042】この場合、特殊の例として、超音波探触子
10をたとえば地面等の固定面に対して一定の角度に維
持させた状態で移動させるような場合においては、図6
に示すように、空中超音波送信器を3個にせず、2個で
あっても充分に該超音波探触子10の位置を特定するこ
とができる。また、この際、空中超音波受信器側を2個
とするようにしてもよいことはいうまでもない。
【0043】上述した実施例では、超音波探触子10側
に空中超音波送信器を、位置検出器15側に空中超音波
受信器を設けたものであるが、これに限定されず、超音
波探触子10側に空中超音波受信器を、位置検出器15
側に空中超音波送信器を設けるようにしてもよいことは
いうまでもない。
【0044】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による超音波診断装置によれば、その超音波探触
子の操作性に優れ、かつその移動に制限がなく、さらに
画像の劣化をもたらすようなことはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による超音波診断装置の一実施例を示
す説明図であり、特に、超音波探触子とこの超音波探触
子の位置を検出するための検出器を示したものである。
【図2】 空中超音波送信器14A、14B、14Cへ
の入力信号、および空中超音波受信器18A、18B、
18Cからの出力信号を形成する超音波診断装置本体内
の計測回路の一実施例を示したブロック図である。
【図3】 基準面に対する超音波探触子(計測面)の位
置測定の原理を示した説明図である。
【図4】 空中超音波送信器と空中超音波受信器との間
の距離を演算するために必要な説明図である。
【図5】 図3とともに基準面に対する超音波探触子
(計測面)の位置測定の原理を示した説明図である。
【図6】 本発明による他の実施例を示した説明図であ
る。
【符号の説明】 10…超音波探触子、14A,14B,14C…空中超
音波送信器、15…位置検出器、18A,18B,18
C…空中超音波受信器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体に当接させた状態で移動させる超
    音波探触子と、この超音波探触子からの情報に基づいて
    画像処理し前記被検体の断層像を表示させる画像処理装
    置とを備える超音波診断装置において、前記超音波探触
    子の一側面と予め位置的に固定されて設定された一面の
    うち、一方の面に少なくとも3個の空中超音波送信器
    を、さらに他方の面に少なくとも3個の空中超音波受信
    器とをそれぞれ設け、前記各空中超音波送信器からの空
    中超音波を受信する前記各空中超音波受信器からの情報
    で前記超音波探触子の位置を演算する演算装置とを備え
    たことを特徴とする超音波診断装置。
JP4140346A 1992-06-01 1992-06-01 超音波診断装置 Pending JPH05329160A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4140346A JPH05329160A (ja) 1992-06-01 1992-06-01 超音波診断装置

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JP4140346A JPH05329160A (ja) 1992-06-01 1992-06-01 超音波診断装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015028470A (ja) * 2013-06-27 2015-02-12 株式会社東芝 空間位置計測装置、空間位置計測方法及び空間位置計測プログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015028470A (ja) * 2013-06-27 2015-02-12 株式会社東芝 空間位置計測装置、空間位置計測方法及び空間位置計測プログラム
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