JPH07299066A - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

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JPH07299066A
JPH07299066A JP6096630A JP9663094A JPH07299066A JP H07299066 A JPH07299066 A JP H07299066A JP 6096630 A JP6096630 A JP 6096630A JP 9663094 A JP9663094 A JP 9663094A JP H07299066 A JPH07299066 A JP H07299066A
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JP
Japan
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ultrasonic
slider
ultrasonic transducer
guide rail
doppler
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Pending
Application number
JP6096630A
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English (en)
Inventor
Toshio Ito
寿夫 伊藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07299066A publication Critical patent/JPH07299066A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少数の超音波振動子によるシンプルな構成
で、超音波ビームの大きな傾斜角度を任意に選択するこ
とのできる高感度で、かつ低コストの超音波探触子を提
供する。 【構成】 超音波振動子12をモータ16と減速歯車列
から成る振動子回動機構によって、任意の角度に傾けて
位置決め固定し、超音波振動子12から直角方向に超音
波ビームを送波する。そして、超音波振動子12を搭載
するスライダー14をスライダー摺動機構によってガイ
ドレール22に沿って摺動させながらカラードプラ表示
をするためのドプラ信号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、超音波探触子、特に
超音波振動子をリニア走査してリニア超音波画像を得る
超音波探触子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の超音波振動子を有する超音波診断
装置で、左から右又は、右から左方向にリニア走査して
頸動脈等のように被検体の体表に平行して存在する血管
等の超音波白黒画像を得ることのできる超音波診断装置
がある。この場合、短冊状の複数個の微小振動子をアレ
イ状に配列したリニアアレイ探触子によるリニア電子走
査が用いられる。このリニア電子走査は、微小振動子を
グループ単位、例えば5個単位で同時に励振し、グルー
プの両端に位置する微小振動子のオン・オフ制御を行う
ことによって、励振する微小振動子のグループを順次右
方向または左方向に推移させて、結果的に超音波ビーム
をリニアに移動させて、1フレームの超音波白黒画像を
得ている。また、同様に配列されるリニアアレイ探触子
によってカラードプラ表示を行う場合には、超音波ビー
ムを被検体に対して斜め方向から送波する必要があるた
め、前記グループ内の各微小振動子を少しずつ遅延させ
て励振させ、その合成波を斜め方向に進むようにしてい
る。例えば、微小振動子を左端から順次所定の遅延時間
を持たせて励振させれば、その合成波は微小振動子の配
列方向に対して右方向に傾いて進むことになる。
【0003】このように、複数個の微小振動子の励振す
るタイミングを電子制御することによって、所望の超音
波画像を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したリニ
アアレイ探触子は複数の微小振動子を配列する必要があ
り、超音波探触子を構成する微小振動子が多くなると共
に、その多くの微小振動子を制御するための制御回路が
大規模になり、超音波探触子のコストが高くなると共
に、形状が大型化してしまうという問題があった。
【0005】また、各微小振動子の励振タイミングを順
次遅延させて、送波する超音波ビームに角度を付ける場
合、遅延時間には限界があるため、±20°程度の角度
しか形成することができない。そのため、検出精度を向
上させることができないという問題があった。
【0006】さらに、遅延によって到達距離の異なる超
音波の合成によって傾きを有する超音波ビームを形成し
ているため傾きを大きくするほど感度が低下するという
問題があった。
【0007】本願発明は以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、少数の超音波振動子によ
るシンプルな構成で、超音波ビームの大きな傾斜角度を
任意に選択することのできる高感度で、かつ低コストの
超音波探触子を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、第1として、被検体の診断接触面に対して
平行に設けられたガイドレールと、前記ガイドレール上
を摺動可能なスライダーと、前記スライダーを摺動させ
るスライダー摺動機構と、前記スライダー上に設けられ
スライダー摺動方向に回動可能な超音波振動子と、被検
体からのドプラ信号を検出するために前記超音波振動子
を任意の角度に傾けて位置決めする振動子回動機構と、
を有することを特徴とするものである。
【0009】また、第2として、第1において前記スラ
イダー上に超音波白黒画像用の信号を検出する超音波振
動子を並設したことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】以上のような構成を有する超音波探触子は、超
音波振動子を振動子回動機構によって、任意の角度に傾
けて位置決め固定し、超音波振動子から直角方向に超音
波ビームを送波する。そして、超音波振動子を搭載する
スライダーをスライダー摺動機構によってガイドレール
に沿って摺動させながらカラードプラ表示をするための
ドプラ信号を検出するので、少数の超音波振動子によっ
て、感度を低下させることなくドプラ信号を得ることが
できる。また、超音波ビームの被検体に対する照射角度
を大きく、しかも任意に設定してドプラ信号を得ること
ができるので検出精度を向上させることができる。
【0011】また、スライダー上に超音波白黒画像用の
信号を検出する超音波振動子とドプラ表示用の超音波振
動子を並設しているので、同時に超音波白黒画像用の信
号とドプラ表示用の信号の検出を行うことができるので
2次元カラー超音波表示を効率よく行うことができる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面を利用して説明する。
【0013】図1は本発明の超音波探触子の超音波振動
子駆動機構10の好適な実施例を説明する概念図であ
る。
【0014】図1において、超音波振動子12は単一ま
たは複数個の超音波振動素子12aを有し、超音波ビー
ムの送受波を行っている。また、この超音波振動子12
はスライダー14上で軸14aによって、図中矢印A方
向に回動自在に支持されている。さらに、スライダー1
4上には前記超音波振動子12を正確に回動制御するた
めの超音波振動子回動制御用のモータ16が設けられて
いる。このモータ16の回転軸ギア16aに噛合するア
イドルギア18と、このアイドルギア18に噛合し、超
音波振動子12に固定された探触子ギア20によって減
速歯車列を形成し、全体として振動子回動機構を構成し
ている。そして、モータ16の回転運動を伝達し超音波
振動子12を図中矢印A方向に回動制御している。前記
モータ16はパルスモータ等の正確な駆動制御を行うこ
とのできるモータが望ましい。また、前記スライダー1
4は水平方向に延びたガイドレール22上に摺動可能に
係合している。前記ガイドレール22とスライダー14
とは、リニアモータの第1鉄心と第2鉄心の機能を有し
スライダー摺動機構として機能し、スライダー14を所
定の速度で滑らかに図中矢印B1 、またはB2 方向に摺
動させる。
【0015】本実施例の特徴とするところは、モータ1
6によって超音波振動子12がガイドレール22の直角
方向から任意の角度に回動固定され、傾いた状態のまま
ガイドレール22に沿って摺動しながら超音波ビームの
送受波を行うところである。図2には、図1に示した超
音波振動子駆動機構10を内蔵する超音波探触子30の
概念図である。
【0016】超音波探触子30は外装ケース32と、音
響伝達媒体、例えば、水や油等を封入するメンブレン3
4とを有していて、前記メンブレン34内部の音響伝達
媒体中の所定位置に超音波振動子駆動機構10を有して
いる。超音波振動子駆動機構10のガイドレール22の
両端部にはリミットスイッチ36a,36bを有してい
てスライダー14が端部まできた時に摺動方向の転換指
令を出している。また、ハーネス37はスライダー摺動
機構のリニアモータ制御用のケーブルや超音波振動子1
2の超音波ビーム送受波用のケーブル、超音波振動子1
2の回動制御用ケーブル、リミットスイッチ36a,3
6b用のケーブル等を束ねたものである。
【0017】次に、図2を用いて本実施例の動作につい
て説明する。
【0018】超音波振動子駆動機構10のガイドレール
22はメンブレン34の外皮とほぼ平行になるように配
置される。そして、超音波探触子30のメンブレン34
を介して診断部、例えば、頸動脈等のように被検体の体
表に平行して存在する血管に対して超音波振動子を対面
させる。次に、モータ16を回転させ、ギア16a,1
8,20から成る減速歯車列を駆動して、超音波振動子
12をガイドレール22と直交する方向から所望の角
度、例えば、30°傾ける。この状態で、ガイドレール
22とスライダー14から成るリニアモータを駆動し所
定の速度でスライダー14をガイドレール22上を摺動
させる。摺動中に超音波振動子12は超音波ビームの送
受波を行い、例えばガイドレール22の端部、すなわ
ち、リミットスイッチ36aの位置から他端のリミット
スイッチ36bの位置まで移動する間にドプラ表示用の
ドプラ信号を得て1フレーム分のドプラ画像を形成す
る。超音波ビーム38は傾いた超音波振動子12から傾
き方向に真っ直ぐに減衰することなく送波される。この
超音波ビーム38は送信周波数f0 、入射角θで移動速
度(流速)vを有する物体(頸動脈のように体表に対し
て平行に存在する血管の血液)に送波され、物体から反
射する時にその周波数は偏移して受信周波数f0 ´と成
る。この送信周波数f0 、受信周波数f0 ´、入射角θ
等から物体の速度を算出することができる。
【0019】この時、超音波振動子12は機械的に回動
して任意の角度で位置決め固定されるので、超音波振動
子12はメンブレンに対する臨界角以下であれば、任意
に選択することが可能であり、検出精度を向上すること
ができる。
【0020】図3は本発明の超音波探触子の超音波振動
子駆動機構40の他の実施例を説明する概念図である。
【0021】超音波振動子駆動機構40の基本構成は図
1に示す超音波振動子駆動機構10とほぼ同様の構成を
有しており、同じ部材には同じ符号を付し、その説明を
省略する。
【0022】本実施例の特徴とするところは、スライダ
ー14上にドプラ信号を検出する超音波振動子12と隣
接して、ガイドレール22と直交する方向の超音波ビー
ムを送受波して超音波白黒画像用の信号を検出する超音
波振動子42を設けているところである。
【0023】通常、ドプラ信号の検出は検出精度を向上
するために同じ位置で複数回、例えば、3〜5回の超音
波ビームの送受波を行っている。その間に超音波振動子
42によって、超音波白黒画像用の信号を検出する。そ
して、得られた超音波白黒画像の対応する位置にドプラ
画像を重ね合わせれば、図4に示す診断画像のように被
検体の体表に平行して存在する頸動脈等の血管50にも
容易に色(図中ハッチングを付した部分)を付けること
ができる。図4において、線52はドプラ診断領域(主
にカラードプラ画像領域)を示している。この場合、各
超音波振動子は異なる方向を向いているため、同一の周
波数の超音波を用いても両者の超音波ビームが干渉し合
うことはなく良好な超音波ビームの送受波を行うことが
できると共に、設計の効率化を計ることができる。
【0024】本実施例においては、ドプラ信号検出用の
超音波探触子及び超音波白黒画像用の信号の超音波探触
子を各1個有する例について説明したが、ガイドレール
に沿って複数個配置することによって多数のポイントの
ドプラ情報、白黒画像情報を同時に検出して、1フレー
ムの形成時間を短縮するようにしてもよい。
【0025】また、本実施例においては、リニアモータ
や減速歯車列を用いた例について説明したが、他の駆動
機構、例えば、ワイヤ駆動機構やダイレクトドライブ機
構等を用いても同様の効果を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上のようにして、本願発明に係る超音
波探触子においては、超音波振動子を振動子回動機構に
よって、任意の角度に傾けて位置決め固定し、超音波振
動子から直角方向に超音波ビームを送受波しながら超音
波振動子を搭載するスライダーをスライダー摺動機構に
よってガイドレールに沿って摺動させて、ドプラ信号を
検出するので、超音波ビームの送波方向角度を大きく選
択できると共に、少数の超音波振動子によって、感度を
低下させることなくドプラ信号を得ることができるので
ドプラ信号の検出精度を向上させることができる。
【0027】また、超音波ビームの送波方向の電子制御
を必要としないため制御回路の構成がシンプルとなりコ
ストの低減及び、超音波探触子の小型化を行うことがで
きる。
【0028】さらに、スライダー上に超音波白黒画像用
の信号を検出する超音波振動子とドプラ表示用の超音波
振動子を並設しているので、同時に超音波白黒画像用の
信号とドプラ表示用の信号の検出を行うことができるの
で2次元カラー超音波表示を効率よく行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る超音波探触子の超音波振動子駆
動機構の構成を示す概念図である。
【図2】図1に示した超音波振動子駆動機構を内蔵する
超音波探触子の概念図である。
【図3】本願発明に係る超音波探触子の他に実施例の超
音波振動子駆動機構の構成を示す概念図である。
【図4】本願発明に係る超音波探触子で得られる診断画
像の一例である。
【符号の説明】
10 超音波振動子駆動機構 12 超音波振動子 14 スライダー 16 モータ 18 アイドルギア 20 探触子ギア 22 ガイドレール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体の診断接触面に対して平行に設け
    られたガイドレールと、 前記ガイドレール上を摺動可能なスライダーと、 前記スライダーを摺動させるスライダー摺動機構と、 前記スライダー上に設けられスライダー摺動方向に回動
    可能な超音波振動子と、 被検体からのドプラ信号を検出するために前記超音波振
    動子を任意の角度に傾けて位置決めする振動子回動機構
    と、 を有することを特徴とする超音波探触子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の超音波探触子において、 前記スライダー上に超音波白黒画像用の信号を検出する
    超音波振動子を並設したことを特徴とする超音波探触
    子。
JP6096630A 1994-05-10 1994-05-10 超音波探触子 Pending JPH07299066A (ja)

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