JPH06217979A - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 時間ずれのない２断層面を瞬時に得て、多断
層像の超音波断層像を得る超音波探触子を提供する。 【構成】 超音波探触子１０は、長尺のチューブ１２の
先端に超音波振動子１４を備え、長尺のチューブ１２の
基端には、操作部１６が接続され、この操作部１６は、
超音波診断装置に接続するためのコード１８が接続され
ている。直交する方向に複数個ずつ配列されたマトリク
スの超音波振動子１４は、超音波探触子１０の挿入方向
に対して直角な方向を軸として回動し得るように支持さ
れた保持部２６に搭載され、操作部１６外に露出する操
作レバー２４を矢印ＡＢ方向に移動することにより、矢
印ＥＦ方向に回動され、被検部位を電子走査し±９０°
の範囲内の任意の角度の直交する２断層面（Ｃ及びＤに
示す扇状にスキャンし得られる断層面）を瞬時に得て、
この２断層面から形成される多断層像の超音波断層像を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波探触子、特に被
検部位を観察するため体腔内で振動子を回動する超音波
探触子の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検者の体腔内に挿入して被検部
位の超音波画像を得る超音波探触子が知られている。こ
の超音波探触子１０は、図８に示すように、長尺のチュ
ーブ１２の先端に電子セクタ振動子のような単一断層面
を得る超音波振動子１１４を備えており、長尺のチュー
ブ１２の基端には、操作部１６が接続されている。ま
た、操作部１６には、超音波診断装置に接続するための
コード１８が接続されている。

【０００３】そして、超音波振動子１１４は、超音波探
触子１０の挿入方向に対して直角な方向を軸として回動
し得るように支持された保持部２６に搭載されている。
保持部２６と、操作部１６内に配置された回動自在なリ
ール（図示せず）とにはワイヤ（図示せず）が巻回され
ており、ワイヤに固定されかつ操作部１６外に露出する
操作レバー２４を矢印ＡＢ方向に移動することにより超
音波振動子１１４が±９０°の範囲内で回動するように
なっている。

【０００４】従って、超音波振動子１１４により被検部
位を電子走査し、３６０°内の任意の角度の単一断層面
を得て、この単一断面から形成される多断層像（マルチ
プレーン）の超音波断層像を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の超音波探触子１０によって、動きの振幅が大きくか
つ激しい臓器（例えば心臓）を診断する場合には、超音
波振動子１１４を回動させている間に臓器の形状が変化
してしまう。例えば、ある任意の角度で拡張期の心臓の
断層面イ（図示せず）を得たのち、超音波振動子１１４
を９０°回動させて断層面ロ（図示せず）を得る間に心
臓が収縮期になってしまうので、立体的に心臓の動きを
把握することが難しい。すなわち、得られる複数の断層
面の最初と最後では、時間ずれが生じてしまい、真の多
断層像の超音波断層像を得ることができなかった。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、時間ずれのない２断層面を瞬
時に得て、多断層像の超音波断層像を得る超音波探触子
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、探触子先端部の側面に設け
られ、直交する方向に複数個ずつ配列されたマトリクス
フェイズドアレイトランスデューサから成る超音波振動
子と、前記超音波振動子を保持し、直交する２断層面を
任意に設定するために回動自在に軸支された保持部と、
前記保持部を駆動するために設けられたワイヤと、前記
ワイヤにより保持部を回動させ前記超音波振動子を所定
の診断位置に位置決めする操作部と、を有することを特
徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、探触子先端
部の側面に設けられ、直交する方向に複数個ずつ配列さ
れたマトリクスフェイズドアレイトランスデューサから
成る超音波振動子と、前記超音波振動子を保持し、直交
する２断層面を任意に設定するために回動自在に軸支さ
れた保持部と、前記保持部を駆動するために設けられた
ワイヤと、前記ワイヤにより保持部を回動させ前記超音
波振動子を所定の診断位置に位置決めする操作部と、前
記超音波振動子の回動角度を検出する検出手段と、を有
することを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記請求項１及び２記載の構成によれば、直交
する方向に複数個ずつ配列されたマトリクスフェイズド
アレイトランスデューサから成る超音波振動子を設けた
ことにより、時間ずれのない２断層面を瞬時に得ること
ができる。

【００１０】また、請求項１及び２記載の構成によれ
ば、超音波振動子を保持し、直交する２断層面を任意に
設定するために回動自在に軸支された保持部と、保持部
を駆動するために設けられたワイヤと、ワイヤにより保
持部を回動させ超音波振動子を所定の診断位置に位置決
めする操作部とを有するので、直交する２断層面の多断
層像を得られる。 更に、請求項２記載の構成によれ
ば、超音波振動子の回動角度を検出することができるの
で、現在の断層像の角度を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１２】図１には、本発明に係る超音波探触子１０
の全体構造が示されている。

【００１３】超音波探触子１０は、従来と同様に長尺の
チューブ１２の先端に超音波振動子１４を備えており、
長尺のチューブ１２の基端には、操作部１６が接続され
ている。また、操作部１６には、超音波診断装置に接続
するためのコード１８が接続されている。

【００１４】そして、図５に示されるように、超音波振
動子１４は、超音波探触子１０の挿入方向に対して直角
な方向を軸として回動し得るように支持された保持部２
６に搭載されている。保持部２６と、操作部１６内に配
置された回動自在なリール（図示せず）とにはワイヤ２
２が巻回されており、ワイヤに固定されかつ操作部１６
外に露出する操作レバー２４を矢印ＡＢ方向に移動する
ことにより、直交する方向に複数個ずつ配列されたマト
リクスフェイズドアレイトランスデューサから成る超音
波振動子１４が矢印ＥＦ方向に回動し、この超音波振動
子１４により被検部位を電子走査し、３６０°内の任意
の角度の直交する２断層面（Ｃ及びＤに示す扇状にスキ
ャンされて得られる断層面）を瞬時に得て、この２断層
面から形成される多断層像（マルチプレーン）の超音波
断層像を得ることができる。

【００１５】本発明の特徴は、超音波探触子１０に組み
込まれた超音波振動子１４が直交する方向に複数個ずつ
配列されたマトリクスフェイズドアレイトランスデュー
サから成り、かつこのマトリクスの超音波振動子１４を
回動させることである。従って、時間ずれのない直交す
る断層像を瞬時に得ることができるので、立体的に臓器
の動きを把握するすることができる。また、直交する２
断層面を瞬時に得ることができるので、超音波振動子を
±９０°の範囲で回動すれば所望の断層面を得ることが
でき、得られる断層面の最初と最後の時間ずれが小さく
なる。従って、直交する２断層面から形成される多断層
像は、特に動きの振幅が大きくかつ激しい臓器（例えば
心臓）において、実際その時点での臓器の形状に極めて
近い多断層像の超音波断層像を得ることができる。

【００１６】以下に、マトリクスの超音波振動子１４の
構造及び動作と超音波振動子１４の回動について詳細に
説明する。

【００１７】まず、マトリクスの超音波振動子１４の構
造及び動作について説明する。

【００１８】図２には、超音波振動子１４であるマトリ
クスフェイズドアレイトランスデューサ４２を示す図で
ある。

【００１９】マトリクスフェイズドアレイトランスデュ
ーサ４２の超音波振動子列に対応して送受信するための
複数の端子４６ａ、４６ｂが配置されており、これら複
数の端子４６には、端子４６ａ、４６ｂを接地又は非接
地状態にする複数のスイッチ４８ａ、４８ｂが接続され
ており、マトリクスフェイズドアレイトランスデューサ
４２の一方をスキャンする場合、スキャンする側の端子
４６ａ、４６ｂをスイッチ４８ａ、４８ｂにより非接地
状態にすると共に他方向の端子４６のみをスイッチ４８
により接地状態にするようになっている。

【００２０】従って、マトリクスフェイズドアレイトラ
ンスデューサ４２のａ方向をスキャンして二次元の断層
画像を得る場合、スイッチ４８ａにより端子４６ａを接
地すると共にスイッチ４８ｂを開放して端子４６ｂを非
接地にする。

【００２１】図３には、超音波振動子１４であるマトリ
クスフェイズドアレイトランスデューサ４２の動作が示
されている。

【００２２】マトリクスフェイズドアレイトランスデュ
ーサ４２へ図示しない送受信器から送信信号を送り、こ
れによりマトリクスフェイズドアレイトランスデューサ
４２のそれぞれの振動子から一定の時間列で超音波が発
射され、スキャン方向ａ面上の一定角度方向にビームが
偏向され、かつ電子フォーカスされたビームを形成す
る。このような超音波ビームによって、Ｃに示す扇状に
高速でスキャンする。

【００２３】従って、被検部位により反射された超音波
エコーを超音波振動子列毎にエコー信号に変換し、この
エコー信号を処理することによりａ方向にスキャンした
データによる断層画像を得ることができる。

【００２４】一方、ｂ方向にスキャンしたデータによる
断層画像、すなわち先のａ方向の断層画像と９０°異な
る画像を得るためには、スイッチ４８ｂにより端子４６
ｂを接地すると共にスイッチ４８ａを開放して端子４６
ａを非接地にする。そして、前述と同様に、スキャン方
向ｂ面上の一定角度方向にビームが偏向され、かつ電子
フォーカスされたビームを形成し、このような超音波ビ
ームによって、Ｄに示す扇状に高速でスキャンする。

【００２５】従って、被検部位により反射された超音波
エコーを超音波振動子列毎にエコー信号に変換し、この
エコー信号を処理することによりｂ方向にスキャンした
データによる断層画像を得ることができる。

【００２６】従って、超音波振動子１４において、図４
に示されるような時間ずれのないａ方向とｂ方向の直交
する断層像、すなわち車中直角断層像１０１と車中平行
断層像１０２を瞬時に得ることができるので、立体的に
心臓の動きを把握するすることができる。

【００２７】次に、超音波振動子１４の回動手段につい
て説明する。

【００２８】先に、超音波振動子１４の回動手段につい
て図５を用いて説明したが、操作レバーは手動で操作し
てもよいし、又はモータを回動させてワイヤ２２（この
場合は、トルクワイヤが好ましい）を介して回動させて
もよい。

【００２９】更に、図６に示されるように、超音波振動
子１４に回動角度を検出する検出手段としてエンコーダ
２８を配設してもよい。

【００３０】エンコーダ２８は、超音波振動子１４と一
体に回動する多数のスリットが穿設されたスリット円盤
３０と、スリット円盤３０のスリット孔３０ａを検出す
るフォトカプラ３２とから構成されている。

【００３１】図７には、上述した超音波探触子１０を備
えた超音波診断装置３４の構成を示すブロック図が示さ
れている。超音波診断装置３４は、超音波振動子１４と
超音波送受信信号を送受信する送受信部３６を有してお
り、送受信部３６はＡ／Ｄコンバータ３８を介してデジ
タルスキャンコンバータ４０に接続されている。そし
て、デジタルスキャンコンバータ４０には、断層画像を
表示する表示手段としてモニタ４２、エンコーダ２８か
らのパルス信号をカウントするカウンタ４４及び記憶手
段としてＶＴＲ４６が接続されている。

【００３２】従って、超音波診断を行う場合、超音波探
触子１０を被検者の体腔内に挿入し超音波振動子１４よ
り被検部位へ超音波を送受波する。この際、操作レバー
２４を矢印ＡＢ方向に移動させると、ワイヤ２２により
保持部２６は矢印ＥＦ方向に最大で±９０°だけ回動す
る。そして、保持部２６の回動により超音波振動子１４
も矢印ＥＦ方向にリード線が絡まない範囲の最大で±９
０°だけ回動する。

【００３３】更に、被検部位からのエコーを超音波振動
子１４により受信し、この受信信号を送受信部３６へ送
る。それから、この受信信号をＡ／Ｄコンバータ３８へ
送りデジタル信号を受信するデジタルスキャンコンバー
タ４０は電子走査をＴＶ走査に変換して断層画像を得、
この断層像をモニタ４２に表示する。

【００３４】この際、エンコーダ２８は超音波振動子１
４の回動角度すなわちスリット円盤３０のスリット孔３
０ａをフォトカプラ３２により検出し、検出したスリッ
ト孔３０ａの数をカウンタ４４によりカウントする。そ
して、カウンタ４４からのカウント値を受信するデジタ
ルスキャンコンバータ４０は、モニタ４２に超音波振動
子１４の回動角度を断層画像と共に表示する。

【００３５】また、デジタルスキャンコンバータ４０
は、ＶＴＲ４６に超音波振動子１４の回動角度と断層画
像とを同一画面上に記録する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
時間ずれのない直交する２断層面を瞬時に得ることがで
きるので、立体的に臓器の動きを把握するすることがで
きる。また、直交する２断層面を瞬時に得ることができ
るので、超音波振動子を±９０°の範囲内で回動すれば
所望の断層面を得ることができ、得られる断層面の最初
と最後の時間ずれが小さくなる。

【００３７】従って、直交する２断層面から形成される
多断層像は、特に動きの振幅が大きくかつ激しい臓器
（例えば心臓）において、実際その時点での臓器の形状
に極めて近い多断層像の超音波断層像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波探触子を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明に係る超音波探触子の先端部の超音波振
動子の斜視図である。

【図３】本発明に係る超音波探触子の操作例を示す図で
ある。

【図４】心臓における瞬時に得られる直交する２断層面
の断層画像を示す図である。

【図５】本発明に係る超音波探触子の要部を示す正面図
である。

【図６】本発明に係るエンコーダを示す斜視図である。

【図７】本発明に係る超音波探触子を含む超音波診断装
置の構造を示すブロック図である。

【図８】従来の超音波探触子を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 超音波探触子 １２ チューブ １４ 超音波振動子 １６ 操作部 １８ コード ２４ 操作レバー ２６ 保持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松中 敏行 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロカ 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探触子先端部の側面に設けられ、直交す
   る方向に複数個ずつ配列されたマトリクスフェイズドア
   レイトランスデューサから成る超音波振動子と、 前記
   超音波振動子を保持し、直交する２断層面を任意に設定
   するために回動自在に軸支された保持部と、 前記保持部を駆動するために設けられたワイヤと、 前記ワイヤにより保持部を回動させ前記超音波振動子を
   所定の診断位置に位置決めする操作部と、 を有することを特徴とする超音波探触子。
2. 【請求項２】 探触子先端部の側面に設けられ、直交す
   る方向に複数個ずつ配列されたマトリクスフェイズドア
   レイトランスデューサから成る超音波振動子と、 前記
   超音波振動子を保持し、直交する２断層面を任意に設定
   するために回動自在に軸支された保持部と、 前記保持部を駆動するために設けられたワイヤと、 前記ワイヤにより保持部を回動させ前記超音波振動子を
   所定の診断位置に位置決めする操作部と、 前記超音波振動子の回動角度を検出する検出手段と、 を有することを特徴とする超音波探触子。