JPH10108867A - 超音波プローブ - Google Patents
超音波プローブInfo
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- JPH10108867A JPH10108867A JP26851096A JP26851096A JPH10108867A JP H10108867 A JPH10108867 A JP H10108867A JP 26851096 A JP26851096 A JP 26851096A JP 26851096 A JP26851096 A JP 26851096A JP H10108867 A JPH10108867 A JP H10108867A
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Abstract
向上することができ、診断時間を短縮できる超音波プロ
ーブを提供することを目的とする。 【解決手段】超音波振動子45゜ステップ正転スイッチ
SW3又は45゜ステップ逆転スイッチSW4のいずれ
か一方が押下されると、角度信号処理回路24から出力
された角度信号に基づき、現在の回転位置から直近の基
本断面位置まで超音波振動子部11の走査領域が回転す
るように、モータ制御回路23により回転駆動モータ2
2が制御される。例えば超音波振動子部11の走査領域
の現在の回転位置が45゜の角度上にあるとき、SW3
が押下されると、直近の基本断面位置、すなわちこの場
合は90゜の位置まで走査領域は回転駆動される。
Description
使用され、多数の断層面についての断層像を観察可能な
超音波プローブに関する。
せることなく多数の断層面に関する超音波断層像を容易
に観察可能なマルチプレーン超音波プローブが知られて
いる。マルチプレーン超音波プローブは、超音波の走査
領域(例えばセクタ状の平面)を回転させることによ
り、複数の基本断面(後述する)を含む任意の断層面を
超音波走査し、これにより多数の超音波断層像を収集す
るものである。
れてなる振動子列により、超音波を走査する手段が構成
されている場合、上記超音波の走査領域の回転は、振動
子列を物理的に回転させることにより実現される。ま
た、複数の超音波振動子が二次元平面上に配列されてな
る超音波振動子アレイにより上記超音波を走査する手段
が構成されている場合、同様に上記走査領域の回転は、
個々の超音波振動子を電気的に切り換えて駆動すること
により実現される。
の一例として、被検体に経口的に挿入され、食道および
胃を含む上部消化管から心臓を観察するマルチプレーン
TEE超音波プローブ(TEE:Transesophageal Echo
cardiography)がある。マルチプレーンTEE超音波プ
ローブは、体腔内部から診断部位の画像を観察可能であ
るため、肋間の影響あるいは皮下脂肪による超音波減衰
の影響を受けることがなく、鮮明な画像が得られるとと
もに、体腔内の任意方向から見た断層面を観察又は記録
することができる。
TEE超音波プローブのなかには、プローブ基端部内も
しくは内視鏡操作部内等に設けられたモータにより超音
波振動子部を電動により回転駆動するものがある。図8
はこのような電動駆動タイプの超音波プローブの一例を
示す図である。図8において90はプローブ先端部、9
1はプローブ導中部、92はプローブ基端部である。プ
ローブ基端部92は、モータを内蔵し、このモータの回
転方向を制御するためのスイッチ93および94を有し
ている。これらのスイッチ93または94の何れか一方
を押すことにより、図9に示すように超音波振動子部9
0が矢印A方向又はB方向に逆転又は正転するものとな
っている。
としては、内視鏡操作部内のプーリと内視鏡先端部内の
プーリとをワイヤによって接続し、操作部のツマミを回
転させることによりワイヤを引っ張ることにより超音波
振動子を回転させるワイヤ駆動方式(米国特許第4,5
43,960号)、プローブの軸方向に沿って、配設さ
れたシャフトの回転をウォームギアを介して振動子側の
プーリに伝達し、超音波振動子を回転させるシャフト駆
動方式(欧州特許公開第509,296号公報)が知ら
れている。
る機構を有し、これにより所要断面に関する断層像を収
集するものもある。これは操作部に設けられたツマミ等
を手動で回転することにより、ワイヤ等の駆動力伝達手
段を介して先端部の超音波振動子を正転又は逆転させる
ものである。
振動子の電動または手動による回転機構を有する従来の
超音波プローブには次のような問題点がある。すなわ
ち、被検体の所要の断面を得るために、超音波振動子の
正転又は逆転を何度も繰り返して所定の角度に合わせ込
む必要があり、これにより極めて操作性が悪いという問
題点がある。
イッチを指で押している期間は回転が継続し、スイッチ
から指を離すことにより回転が停止する操作仕様となっ
ている。このような操作仕様によれば、所要の断面位置
において回転を停止させるためには微調整を要し、この
ため操作性が悪いという問題点がある。
な回転制御により操作性を向上することができ、診断時
間を短縮できる超音波プローブを提供することを目的と
する。
達成するために、本発明は以下の手段を用いている。 (1)本発明の超音波プローブは、超音波の走査領域が
回転可能な走査手段と、前記走査手段の走査領域の現在
の回転位置から、被検体の複数の基本断面のうち所定の
基本断面位置まで前記走査領域が回転するように、前記
走査手段を制御する回転制御手段と、を具備することを
特徴とする。 (2)本発明の超音波プローブは、上記(1)に記載の
超音波プローブであって、かつ前記複数の基本断面は、
互いに45度の角度をなすことを特徴とする。 (3)本発明の超音波プローブは、上記(1)に記載の
超音波プローブであって、かつ前記複数の基本断面は、
互いに90度の角度をなすことを特徴とする。 (4)本発明の超音波プローブは、上記(1)又は
(2)又は(3)に記載の超音波プローブであって、か
つ前記回転制御手段による回転制御が繰り返されること
により、前記走査手段の走査領域がステップ回転するこ
とを特徴とする。 (5)本発明の超音波プローブは、上記(1)又は
(2)又は(3)に記載の超音波プローブであって、か
つ外部機器からの外部同期信号を入力する入力手段をさ
らに具備し、前記回転制御手段による回転制御が、前記
入力手段により入力した外部同期信号に同期して繰り返
されることにより、前記走査手段の走査領域がステップ
回転することを特徴とする。 (6)本発明の超音波診断装置は、請求項1に記載の超
音波プローブが取り付けられる超音波診断装置におい
て、前記超音波プローブの回転制御手段を操作する操作
手段を具備することを特徴とする。 (7)本発明の超音波プローブは、超音波の走査領域が
回転可能な走査手段と、前記走査手段による走査領域の
開始位置を設定する設定手段と、前記設定手段により設
定された開始位置を起点として前記走査領域が定角度だ
け回転するように前記走査領域の回転を制御する回転制
御手段と、を具備することを特徴とする。 (8)本発明の超音波プローブは、上記(7)に記載の
超音波プローブであって、かつ前記回転制御手段による
回転制御が繰り返されることを特徴とする。 (9)本発明の超音波プローブは、上記(7)に記載の
超音波プローブであって、かつ外部機器からの外部同期
信号を入力する入力手段をさらに具備し、前記回転制御
手段による回転制御が、前記入力手段により入力した外
部同期信号に同期して繰り返されることを特徴とする。 (10)本発明の超音波プローブは、上記(8)又は
(9)に記載の超音波プローブであって、かつ前記走査
手段による超音波の走査領域の回転開始位置を設定する
設定手段をさらに具備し、前記回転制御手段は、前記設
定手段により設定された回転開始位置を起点として前記
回転制御を繰り返すことを特徴とする。 (11)本発明の超音波診断装置は、請求項7に記載の
超音波プローブが取り付けられる超音波診断装置におい
て、前記超音波プローブの回転制御手段を操作する操作
手段を具備することを特徴とする。 (12)本発明の超音波プローブは、超音波の走査領域
が回転可能な走査手段と、被検体の複数の基本断面に応
じた位置に複数の凹部が設けられ、前記走査手段と一体
で回転可能な如く当該走査手段を保持する保持手段と、
前記保持手段の凹部に嵌合する凸部を有する弾性部材
と、を具備することを特徴とする。
の実施形態を説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係る超
音波プローブが取り付けられた超音波診断システムの構
成を示すブロック図である。本実施形態の超音波プロー
ブは、経口的に食道に挿入され、診断対象として例えば
心臓の複数の超音波断層像を収集するためのマルチプレ
ーン経食道超音波プローブである。なお、ここでいう診
断は、一般に超音波心臓診断あるいは心臓エコー診断(e
chocardiography)などと称される診断を意味する。
端部1と基端部2とが導中部(不図示)を介して接続さ
れてなる超音波プローブと、超音波診断装置本体3とに
よって構成されている。超音波診断装置本体3は電源3
1を有し、この電源31からの電力は超音波プローブの
先端部1と基端部2の両者に供給される。
検出器12とが設けられる。超音波振動子部11は、複
数の超音波振動子が一次元方向に配列された振動子列を
構成し、例えばセクタ電子走査により一の深さ方向に関
する走査領域を走査可能である。また、この超音波振動
子部11は、基端部2の回転駆動モータ22から図示し
ないワイヤを介して伝達された回転力により振動子列の
中央部を中心として回転可能な如く取り付けられてお
り、これにより上記走査領域を回転可能な如く構成され
ている。
果素子)等の磁気エンコーダ又は抵抗値の変化を検出す
るポテンショメータ若しくはボリューム又は光電センサ
ー等の光エンコーダからなり、超音波振動子部11の振
動子列の回転角度を検出して角度信号を出力する。出力
された角度信号は基端部2の角度信号処理回路24に供
給される。
なる操作部21、回転駆動モータ22、モータ制御回路
23、角度信号処理回路23から構成される。操作部2
1は、スイッチSW1〜SW4が操作者により操作され
ると、これに応じた操作指令をモータ制御回路23に出
力する。モータ制御回路23は、操作部21から出力さ
れた操作指令および角度信号処理回路24から出力され
た角度信号に基づき、所定の制御方式により回転駆動モ
ータ22の回転を制御する。角度信号処理回路24は、
先端部1の角度検出器12からの角度信号を処理し、逐
次、モーター制御回路23に出力する。
観および一部断面内部を示す図である。同図に示される
ように、超音波プローブは先端部1と基端部2とが湾曲
自在な導中部4を介して接続された構造を有している。
導中部4の内部には先端部1への電源供給あるいは種々
の信号伝達のための複数の電気ケーブルおよび超音波振
動子11の回転力伝達のためのワイヤ5が配設されてい
る。
れるようにワイヤ5を介して超音波振動子11を回転駆
動するためのプーリー6及び回転駆動モータ22が配置
される。また基端部2の表面には、操作部21のスイッ
チSW1〜SW4が配置されており、操作者(不図示)
は基端部3を手で保持しながらこれらのスイッチを操作
可能となっている。なお図2においてはスイッチSW1
〜SW4は押しボタン式スイッチとして示されている
が、この方式に限定されない。また操作部21のスイッ
チSW1〜SW4は、以下に示す機能が割り当てられて
いる。
波振動子の回転角度(超音波振動子角度)は、図3に示
すように、一般に、プローブ導中部4の軸心に直交する
面の角度を0°として、その角度から超音波振動子部1
1の走査領域S(振動子列)が反時計回りに何度回転し
たかを示すものである。なお、同図において12は角度
検出器を示している。
合における超音波振動子角度0°は、図4に示すよう
に、導中部(食道にほぼ平行)4の軸心に対し垂直な心
臓Cの横切り断層像が得られる断層面の角度である。こ
こで、超音波振動子部11の走査領域Sを反時計方向に
所定角度づつ順次回転させて得られる複数の断層面P、
すなわち、0°,45°,90°,135°の断層面P
0 〜P3 は、診断上重要な断層面とされており、診断中
において頻繁に観察される。ここでは上記複数の断層面
を基本断(層)面と称する。なお図4において、Lは心
臓Cの左心系、Rは心臓Cの右心系である。
断層面の鏡像) これら基本断層面の中でも、0°(180゜)の断層面
P0 および90°の断層面P2 は、P0 が公知のバイプ
レーン経食道超音波プローブにおける横(Transverse)
断層面を表し、P2 が縦(Longitudinal)断層面を表す
ものであり特に重要であるとされている。
子45゜ステップ正転スイッチSW3又は45゜ステッ
プ逆転スイッチSW4のいずれか一方が押下されると、
角度信号処理回路24から出力された角度信号に基づ
き、現在の回転位置から直近の基本断面位置まで走査領
域Sが回転するように、モータ制御回路23により回転
駆動モータ22が制御される。例えば超音波振動子部1
1の走査領域Sの現在の回転位置が45゜の角度上にあ
るとき、SW3が押下されると、直近の基本断面位置、
すなわちこの場合は90゜の位置まで走査領域Sは回転
駆動される。同様に、SW4が押下されると、直近の基
本断面位置、すなわちこの場合は0゜の位置まで走査領
域Sは回転駆動される。このように走査領域Sが基本断
面の位置まで自動的に回転制御されることを、本実施形
態ではステップ正転またはステップ逆転と称する。
合の動作をまとめると次のようになる。 (1)超音波振動子正転用スイッチ(SW1):このス
イッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域S
が正方向(すなわち図3の反時計回り方向)に回転す
る。このスイッチを押し続けている間は正転動作が継続
され、スイッチから指を離すことにより正転動作は停止
する(継続的な正転)。 (2)超音波振動子逆転用スイッチ(SW2):このス
イッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域S
が逆方向(すなわち図3の時計回り方向)に回転する。
このスイッチを押し続けている間は逆転動作が継続さ
れ、スイッチから指を離すことにより逆転動作は停止す
る(継続的な逆転)。 (3)45°ステップ正転スイッチ(SW3):このス
イッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域S
が正方向に回転を開始し、前記基本断面0°,45°,
90°,135°,180°の中で最も近い角度位置で
自動的に止まる。
ある場合、これを1度押すごとに、0°→45°→90
°→135°→180°といった動作をする。また、走
査領域Sが初期状態30°の位置にある場合、これを1
度押すごとに、30°→45°→90°→135°→1
80°といった動作をする。 (4)45°ステップ逆転スイッチ(SW4):このス
イッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域S
が逆方向に回転を開始し、前記基本断面0°,45°,
90°,135°,180°の中で最も近い角度位置で
自動的に止まる。
が初期状態180°の位置にある場合、これを1度押す
ごとに、180°→135°→90°→45°→0°と
いった動作をする。
置にある場合、これを1度押すごとに、170°→13
5°→90°→45°→0°といった動作をする。以上
説明したように第1実施形態によれば、任意の断層面か
ら基本断層面0°,45°,90°,135°,180
°もしくは0°,90°,180°にスムーズかつ敏速
に超音波振動子部11の走査領域Sを回転可能となる。
このためプローブの操作性を向上することができ、診断
時間を短縮できる。なお、上記ステップ角度としては、
45゜に限定されない、例えば90゜であっても同様で
ある。
いて説明する。 (変形例1)図1に説明を戻す。変形例1は、先端部2
のモーター制御回路23に接続され所定の時間間隔信号
を与えるインターバル回路(図示しない)を具備し、こ
のインターバル回路から出力された時間間隔信号に応じ
てモータ制御回路23が回転駆動モータ22の回転/停
止を制御する。そうすれば、上記したような超音波振動
子の回転動作を所定の時間間隔で自動的に繰り返すこと
ができ、このような自動回転動作中は上記したような操
作スイッチ(SW1〜SW4)の操作が不要であり、操
作者への負担が軽減される。なお、上記インターバル回
路は先端部2あるいは超音波診断装置本体3のいずれか
に配置される。
波診断装置以外の外部機器からの同期信号(この場合は
ECG信号)に同期して、モータ制御回路23が回転駆
動モータ22の回転/停止を制御する。そうすれば、上
記したような超音波振動子の回転動作を心臓の動態ある
いはその他の要因を考慮して自動的に行なうことができ
る。したがって、上記(1)と同様の効果が得られる
上、より高度な診断を実現可能となる。
W1〜SW4から構成される操作部21と同一の操作部
を超音波診断装置本体3に設けるものである。この場
合、超音波プローブを保持する操作者以外の者が超音波
振動子の回転を制御可能となり、多様な診断形態を実現
可能となる。
形態を説明する。上記第1実施形態においては、食道に
対する心臓の位置や角度が微妙にずれている患者を対象
にする場合、超音波振動子角度を0°,45°,90
°,135°,180°に設定しても診断上有益な基本
断面が得られないことがあり得る。そこで、本実施形態
においては、診断上有益な基本断面(実際には、振動子
角度0°,45°,90°,135°,180°の断層
面から微妙にずれた断層面)の1つを見つけ、この断層
面を基準にして、そこから45°もしくは90°正転も
しくは逆転移動させることにより、他の基本断面へ敏速
に移動させるものである。本実施形態の概略構成につい
ては第1実施形態において図1を用いて説明したものと
同様である。
動子部11の走査領域Sの開始位置が操作者により任意
の位置に設定され、ここで設定された開始位置を起点と
して走査領域Sが定角度(例えば45゜)だけ回転する
ように走査領域Sの回転がモータ制御回路23により制
御される。
動作をまとめると次のようになる。 (1)超音波振動子正転用スイッチ(SW1):このス
イッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域S
が正方向(すなわち図3の反時計回り方向)に回転す
る。このスイッチを押し続けている間は正転動作が継続
され、スイッチから指を離すことにより正転動作は停止
する(継続的な正転)。 (2)超音波振動子逆転用スイッチ(SW2):このス
イッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域S
が逆方向(すなわち図3の時計回り方向)に回転する。
このスイッチを押し続けている間は逆転動作が継続さ
れ、スイッチから指を離すことにより逆転動作は停止す
る(継続的な逆転)。
2を適宜操作することにより走査領域Sの開始位置を設
定する。 (3)45°定角度正転スイッチ(SW3):このスイ
ッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域Sが
45°の定角度だけ正方向に回転して停止する。
が初期状態30°の位置にある場合、このスイッチを押
すごとに、30°→75°→120°→165°→18
0°といった動作をする。 (4)45°定角度逆転スイッチ(SW4):このスイ
ッチを指で押すと、超音波振動子部11の走査領域Sが
45°の定角度だけ逆方向に回転して停止する。
が初期状態170°の位置にある場合、このスイッチを
押すごとに、170°→125°→80°→35°→°
といった動作をする。
ば、食道に対する心臓の位置や角度が微妙にずれている
患者を対象にする場合であっても、診断上有益な基本断
面(実際には、振動子角度0°,45°,90°,13
5°,180°の断層面から微妙にずれた断層面)に関
する超音波断層像を容易に得ることができる。
形態を説明する。上記第1、第2実施形態においては、
超音波振動子部11が回転駆動モータ22により電動で
回転駆動されるものとして説明したが、第3実施形態に
おいては、超音波振動子部11は手動により回転駆動さ
れるものとなっている。
プローブが取り付けられた超音波診断システムの構成を
示すブロック図、図6は本実施形態の超音波プローブの
外観および一部断面内部を示す図、図7は本実施形態の
超音波プローブの先端部の構造を示す断面図である。本
実施形態の超音波プローブは、第1および第2実施形態
と同様にマルチプレーン経食道超音波プローブを構成す
るものであって、先端部50と基端部60とが導中部
(不図示)を介して接続されて構成されている。
同様の超音波振動子部11と、この超音波振動子部11
が取り付けられ、所定の位置に複数の凹部を有する超音
波振動子ケース51と、この超音波振動子ケース51の
凹部に嵌合し、弾性を呈する凸部を有する板バネ52と
を有している。
の回転操作ツマミ61と共に回転するプーリー62とを
有している。このプーリー62にはワイヤ71が掛け渡
されており、このワイヤ71は上記導中部内に配設さ
れ、先端部50の超音波振動子ケース51に掛け渡され
ている。すなわち、操作者が手動で回転操作ツマミ61
を回転させると、この回転力がプーリー62およびワイ
ヤ71(トルクシャフトでも良い)を介して超音波振動
子ケース51に伝達され、このケース51は回転駆動さ
れる。したがって、第1実施形態と同様に、スムースか
つ迅速に超音波振動子部11の走査領域Sを回転させる
ことができる。
述した複数の基本断面の位置(0゜,45゜,90゜,
135゜,180゜)に応じて複数、設けられている。
したがって、超音波振動子11の走査領域Sが基本断面
位置に回転移動する毎に板バネ52の凸部が超音波振動
子ケース51の凹部に嵌合し、基本断面位置への移動が
操作者にクリック感で伝えられる。
及び第2実施形態と同様に超音波振動子部の適切な回転
制御により操作性を向上することができ、診断時間を短
縮できる。さらに、電気的な回転機構を有していないた
め構成が簡単になる。
ず、種々変形して実施可能である。例えば、第1実施形
態と第2実施形態とを組み合わせて構成しても良い。こ
の場合、構成が複雑となるが、より高度な超音波振動子
の回転制御が実現される。
音波振動子の適切な回転制御により操作性を向上するこ
とができ、診断時間を短縮できる超音波プローブを提供
できる。
取り付けられた超音波診断システムの概略構成を示すブ
ロック図。
び一部断面内部を示す図。
回転角度を示す模式図。
層面と心臓との位置関係を示す模式図。
取り付けられた超音波システムの概略構成を示すブロッ
ク図。
び一部断面内部を示す図。
構造を示す断面図。
図。
Claims (12)
- 【請求項1】 超音波の走査領域が回転可能な走査手段
と、 前記走査手段の走査領域の現在の回転位置から、被検体
の複数の基本断面のうち所定の基本断面位置まで前記走
査領域が回転するように、前記走査手段を制御する回転
制御手段と、 を具備することを特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項2】 前記複数の基本断面は、互いに45度の
角度をなすことを特徴とする請求項1に記載の超音波プ
ローブ。 - 【請求項3】 前記複数の基本断面は、互いに90度の
角度をなすことを特徴とする請求項1に記載の超音波プ
ローブ。 - 【請求項4】 前記回転制御手段による回転制御が繰り
返されることにより、前記走査手段の走査領域がステッ
プ回転することを特徴とする請求項1又は2又は3に記
載の超音波プローブ。 - 【請求項5】 外部機器からの外部同期信号を入力する
入力手段をさらに具備し、 前記回転制御手段による回転制御が、前記入力手段によ
り入力した外部同期信号に同期して繰り返されることに
より、前記走査手段の走査領域がステップ回転すること
を特徴とする請求項1又は2又は3に記載の超音波プロ
ーブ。 - 【請求項6】 請求項1に記載の超音波プローブが取り
付けられる超音波診断装置において、 前記超音波プローブの回転制御手段を操作する操作手段
を具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項7】 超音波の走査領域が回転可能な走査手段
と、 前記走査手段による走査領域の開始位置を設定する設定
手段と、 前記設定手段により設定された開始位置を起点として前
記走査領域が定角度だけ回転するように前記走査領域の
回転を制御する回転制御手段と、 を具備することを特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項8】 前記回転制御手段による回転制御が繰り
返されることを特徴とする請求項7に記載の超音波プロ
ーブ。 - 【請求項9】 外部機器からの外部同期信号を入力する
入力手段をさらに具備し、 前記回転制御手段による回転制御が、前記入力手段によ
り入力した外部同期信号に同期して繰り返されることを
特徴とする請求項7に記載の超音波プローブ。 - 【請求項10】 前記走査手段による超音波の走査領域
の回転開始位置を設定する設定手段をさらに具備し、 前記回転制御手段は、前記設定手段により設定された回
転開始位置を起点として前記回転制御を繰り返すことを
特徴とする請求項8又は9に記載の超音波プローブ。 - 【請求項11】 請求項7に記載の超音波プローブが取
り付けられる超音波診断装置において、 前記超音波プローブの回転制御手段を操作する操作手段
を具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項12】 超音波の走査領域が回転可能な走査手
段と、 被検体の複数の基本断面に応じた位置に複数の凹部が設
けられ、前記走査手段と一体で回転可能な如く当該走査
手段を保持する保持手段と、 前記保持手段の凹部に嵌合する凸部を有する弾性部材
と、 を具備することを特徴とする超音波プローブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26851096A JP3905585B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 経食道超音波プローブ |
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