JPH1082852A - 超音波３次元映像化のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配列構造 - Google Patents
超音波３次元映像化のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配列構造Info
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- JPH1082852A JPH1082852A JP9144265A JP14426597A JPH1082852A JP H1082852 A JPH1082852 A JP H1082852A JP 9144265 A JP9144265 A JP 9144265A JP 14426597 A JP14426597 A JP 14426597A JP H1082852 A JPH1082852 A JP H1082852A
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- G01S15/8993—Three dimensional imaging systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波３次元映像化のための２次元アレイト
ランスデューサの変換素子配列構造を提供する。 【解決手段】 少数の変換素子を用いて３次元スキャン
のための本発明は変換素子を円形グリッド上に配列する
が、１番目の変換素子は任意の位置を有するよう配列
し、残りの変換素子は互いに同一な弦長さを有するよう
配列してシステムを簡単に構成し、かつ超音波３次元映
像化を効率よく行える。
ランスデューサの変換素子配列構造を提供する。 【解決手段】 少数の変換素子を用いて３次元スキャン
のための本発明は変換素子を円形グリッド上に配列する
が、１番目の変換素子は任意の位置を有するよう配列
し、残りの変換素子は互いに同一な弦長さを有するよう
配列してシステムを簡単に構成し、かつ超音波３次元映
像化を効率よく行える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波３次元映像
化のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配
列構造に係り、特に少数の変換素子を円形グリッド上に
配列して３次元映像化を行える２次元アレイトランスデ
ューサの変換素子配列構造に関する。
化のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配
列構造に係り、特に少数の変換素子を円形グリッド上に
配列して３次元映像化を行える２次元アレイトランスデ
ューサの変換素子配列構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】人体の内部の断面構造および人体内の血
流情報を映像として供する医療用の超音波システムは、
医療映像診断器の大事な位置を占めている。最近、医療
情報の３次元映像を供する超音波３次元映像診断装置が
開示されている。超音波により３次元映像化を実現する
において最も問題となることは、３次元映像を得るため
のスキャニング時間が多くかかり、超音波システムが複
雑になることである。機械式の３次元スキャニング方法
は、所望の３次元映像化のための信号獲得時間が極めて
長くて患者の呼吸などに影響される。言い換えれば、患
者から超音波信号を得る時間が極めて長いので、この間
に患者が呼吸の中止を耐えられない。したがって、心臓
の脈動などによる影響のため良好なデータを得にくい。
流情報を映像として供する医療用の超音波システムは、
医療映像診断器の大事な位置を占めている。最近、医療
情報の３次元映像を供する超音波３次元映像診断装置が
開示されている。超音波により３次元映像化を実現する
において最も問題となることは、３次元映像を得るため
のスキャニング時間が多くかかり、超音波システムが複
雑になることである。機械式の３次元スキャニング方法
は、所望の３次元映像化のための信号獲得時間が極めて
長くて患者の呼吸などに影響される。言い換えれば、患
者から超音波信号を得る時間が極めて長いので、この間
に患者が呼吸の中止を耐えられない。したがって、心臓
の脈動などによる影響のため良好なデータを得にくい。
【０００３】この３次元スキャニング時間を減らすため
に、２次元アレイトランスデューサを使用する方法があ
る。しかし、２次元アレイトランスデューサを使用する
場合、変換素子が数千個に至り、これによるシステムが
極めて複雑になる短所がある。したがって、超音波３次
元映像化において、２次元アレイトランスデューサを使
用しながらアレイトランスデューサの変換素子の数を減
らす方策が切実に要求されている現状である。
に、２次元アレイトランスデューサを使用する方法があ
る。しかし、２次元アレイトランスデューサを使用する
場合、変換素子が数千個に至り、これによるシステムが
極めて複雑になる短所がある。したがって、超音波３次
元映像化において、２次元アレイトランスデューサを使
用しながらアレイトランスデューサの変換素子の数を減
らす方策が切実に要求されている現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した問
題点を解決するために案出されたものであり、その目的
は超音波３次元映像化を実現するために円形グリッド上
に変換素子を配列してシステムを簡単に構成し得る超音
波３次元映像化のための２次元アレイトランスデューサ
の変換素子配列構造を提供することである。
題点を解決するために案出されたものであり、その目的
は超音波３次元映像化を実現するために円形グリッド上
に変換素子を配列してシステムを簡単に構成し得る超音
波３次元映像化のための２次元アレイトランスデューサ
の変換素子配列構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の特徴は、超音波３次元映像化のために３
次元スキャンを行う２次元アレイトランスデューサの変
換素子配列構造において、同中心を有する複数個の円形
グリッド上に変換素子を配列することを特徴とする変換
素子配列構造にある。
ための本発明の特徴は、超音波３次元映像化のために３
次元スキャンを行う２次元アレイトランスデューサの変
換素子配列構造において、同中心を有する複数個の円形
グリッド上に変換素子を配列することを特徴とする変換
素子配列構造にある。
【０００６】また本発明は、前記円形グリッドは一定し
た関係式による距離ずつまたはその距離の近似値ずつ離
れており、各円形グリッド上の変換素子は互いに同一な
弦長さを有するように配列されることを特徴とする。
た関係式による距離ずつまたはその距離の近似値ずつ離
れており、各円形グリッド上の変換素子は互いに同一な
弦長さを有するように配列されることを特徴とする。
【０００７】また本発明は、前記円形グリッドは次の関
係式によるＮｃ個の円形開口の間の円上に配列され、 Ｒi−Ｒi-1 ＝ ２・Ｒ1 ＝ 定数、ｉ ＝ ３，４，…，Ｎｃ ここでＲiはｉ番目の円形開口（aperture）の半径であ
ることを特徴とする。
係式によるＮｃ個の円形開口の間の円上に配列され、 Ｒi−Ｒi-1 ＝ ２・Ｒ1 ＝ 定数、ｉ ＝ ３，４，…，Ｎｃ ここでＲiはｉ番目の円形開口（aperture）の半径であ
ることを特徴とする。
【０００８】また本発明は、各円形のグリッドは隣合う
２つの円形開口から同距離の円と一致する位置を有する
ことを特徴とする。
２つの円形開口から同距離の円と一致する位置を有する
ことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい一実施例を詳述する。
明の望ましい一実施例を詳述する。
【００１０】変換素子のランダムアレイによるサイドロ
ーブの上昇を防ぐために、変換素子はメーンローブ近傍
では各変換素子のフィールドがランダムに加えられるよ
う配列されるべきである。本発明では、四角形グリッド
でなく円形グリッド上で変換素子はランダムに配列しな
がらグレーティングローブを減らし、かつサイドローブ
のレベルを上昇させない。
ーブの上昇を防ぐために、変換素子はメーンローブ近傍
では各変換素子のフィールドがランダムに加えられるよ
う配列されるべきである。本発明では、四角形グリッド
でなく円形グリッド上で変換素子はランダムに配列しな
がらグレーティングローブを減らし、かつサイドローブ
のレベルを上昇させない。
【００１１】図１は、本発明による超音波３次元映像化
のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配列
構造を示す図である。
のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配列
構造を示す図である。
【００１２】図１において点線で示した部分は、円形の
開口である。円形グリッドは、一定した関係式による距
離ずつまたはその距離の近似値ずつ離れている。すなわ
ち、半径Ｒａを有する円形開口は、次の数式のような関
係を有するＮｃ個の円（点線）より構成される。
開口である。円形グリッドは、一定した関係式による距
離ずつまたはその距離の近似値ずつ離れている。すなわ
ち、半径Ｒａを有する円形開口は、次の数式のような関
係を有するＮｃ個の円（点線）より構成される。
【００１３】 Ｒi−Ｒi-1 ＝ ２・Ｒ1 ＝ 定数、ｉ ＝ ３，４，…，Ｎｃ ここで、Ｒiはｉ番目の円形開口の半径である。
【００１４】変換素子は、円形開口の間に実線で示した
円上に位置する。各円上で１番目の変換素子は任意の位
置に配列され、残りの変換素子は互いに同一な弦長さを
有する箇所に配列される。実線で示した各円上で変換素
子間の距離をＣＥＳ（circular element spacing）に示
す。各円間の距離はＲＥＳ（radial elementspacing）
に示し、ＲＥＳは全部同一である。
円上に位置する。各円上で１番目の変換素子は任意の位
置に配列され、残りの変換素子は互いに同一な弦長さを
有する箇所に配列される。実線で示した各円上で変換素
子間の距離をＣＥＳ（circular element spacing）に示
す。各円間の距離はＲＥＳ（radial elementspacing）
に示し、ＲＥＳは全部同一である。
【００１５】図１に示された２次元アレイトランスデュ
ーサの変換素子配列構造は、各グリッド上の１番目の変
換素子を任意の位置に配列させることにより、少ないグ
レーティングローブ値を有する。また、放射方向へは均
一に分布されるので、サイドローブのサイズが上昇され
ない。
ーサの変換素子配列構造は、各グリッド上の１番目の変
換素子を任意の位置に配列させることにより、少ないグ
レーティングローブ値を有する。また、放射方向へは均
一に分布されるので、サイドローブのサイズが上昇され
ない。
【００１６】図２は、図１の配列構造により４９９個の
変換素子が配列された２次元アレイトランスデューサを
示した図である。
変換素子が配列された２次元アレイトランスデューサを
示した図である。
【００１７】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、多様なＲ
ＥＳとＣＥＳの値に対する本発明の２次元アレイトラン
スデューサの変換素子配列構造によるビームのフィール
ド応答を示した図である。ここで、図３（Ａ）はメーン
ローブが０°に位置するときを示した図であり、図３
（Ｂ）はメーンローブが−４０°に置かれたときを示し
た図である。
ＥＳとＣＥＳの値に対する本発明の２次元アレイトラン
スデューサの変換素子配列構造によるビームのフィール
ド応答を示した図である。ここで、図３（Ａ）はメーン
ローブが０°に位置するときを示した図であり、図３
（Ｂ）はメーンローブが−４０°に置かれたときを示し
た図である。
【００１８】図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示した実線
は、変換素子の中心周波数が３．５ＭＨｚ、直径が１．
５８４ｃｍ（３８λ）のとき、ＲＥＳ＝１．４λ、ＣＥ
Ｓ＝１．２λの４９９個の変換素子によるアレイトラン
スデューサに対するビームのフィールド応答を示した。
点線はＲＥＳ＝１．２λ、ＣＥＳ＝１．２λの６７３個
の変換素子を、一点鎖線はＲＥＳ＝１．２λ、ＣＥＳ＝
１．０λの７０３個の変換素子を、点線および一点鎖線
はＲＥＳ＝１．４λ、ＣＥＳ＝０．８λの８７７個の変
換素子によるアレイトランスデューサに対するビームの
フィールド応答を示した。
は、変換素子の中心周波数が３．５ＭＨｚ、直径が１．
５８４ｃｍ（３８λ）のとき、ＲＥＳ＝１．４λ、ＣＥ
Ｓ＝１．２λの４９９個の変換素子によるアレイトラン
スデューサに対するビームのフィールド応答を示した。
点線はＲＥＳ＝１．２λ、ＣＥＳ＝１．２λの６７３個
の変換素子を、一点鎖線はＲＥＳ＝１．２λ、ＣＥＳ＝
１．０λの７０３個の変換素子を、点線および一点鎖線
はＲＥＳ＝１．４λ、ＣＥＳ＝０．８λの８７７個の変
換素子によるアレイトランスデューサに対するビームの
フィールド応答を示した。
【００１９】図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示したよう
に、ＲＥＳが小さいほどサイドローブのサイズが縮ま
り、ＣＥＳによりグレーティングローブ値が縮まること
が判る。したがって、本発明による２次元アレイトラン
スデューサの変換素子配列構造を通してＲＥＳとＣＥＳ
をそれぞれ調節してサイドローブとグレーティングロー
ブが減らせる。また、４９９個の変換素子より構成され
たアレイトランスデューサは６２５個の変換素子より構
成されたアレイトランスデューサよりグレーティングロ
ーブが少ないことが判る。
に、ＲＥＳが小さいほどサイドローブのサイズが縮ま
り、ＣＥＳによりグレーティングローブ値が縮まること
が判る。したがって、本発明による２次元アレイトラン
スデューサの変換素子配列構造を通してＲＥＳとＣＥＳ
をそれぞれ調節してサイドローブとグレーティングロー
ブが減らせる。また、４９９個の変換素子より構成され
たアレイトランスデューサは６２５個の変換素子より構
成されたアレイトランスデューサよりグレーティングロ
ーブが少ないことが判る。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による２次元
アレイトランスデューサの変換素子配列構造は、変換素
子の数を減らしてシステムを簡単に構成し、かつ超音波
３次元映像化が効率よく行える。
アレイトランスデューサの変換素子配列構造は、変換素
子の数を減らしてシステムを簡単に構成し、かつ超音波
３次元映像化が効率よく行える。
【図１】本発明による２次元アレイトランスデューサの
変換素子配列構造を示す図である。
変換素子配列構造を示す図である。
【図２】図１の配列構造により４９９個の変換素子が配
列された２次元アレイトランスデューサを示した図であ
る。
列された２次元アレイトランスデューサを示した図であ
る。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は図１による多数のＲＥＳ
およびＣＥＳ値に対するビームのフィールド応答を示し
た図である。
およびＣＥＳ値に対するビームのフィールド応答を示し
た図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３９０Ｄ
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波３次元映像化のための３次元スキ
ャンを行う２次元トランスデューサの変換素子の配列構
造において、 同中心を有する複数個の円形グリッド上に変換素子を配
列することを特徴とする変換素子配列構造。 - 【請求項２】 前記円形グリッドは一定した関係式によ
る距離ずつまたはその距離の近似値ずつ離れており、各
円形グリッド上の変換素子は互いに同一な弦長さを有す
るように配列されることを特徴とする請求項１記載の変
換素子配列構造。 - 【請求項３】 前記円形グリッドは次の関係式によるＮ
ｃ個の円形開口の間の円上に配列され、 Ｒi−Ｒi-1 ＝ ２・Ｒ1 ＝ 定数、ｉ ＝ ３，４，…，Ｎｃ ここでＲiはｉ番目の円形開口（aperture）の半径であ
ることを特徴とする請求項２記載の変換素子配列構造。 - 【請求項４】 各円形のグリッドは隣合う２つの円形開
口から同距離の円と一致する位置を有することを特徴と
する請求項３記載の変換素子配列構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960023662A KR100197581B1 (ko) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | 초음파 3차원 영상화를 위한 초음파변환기 변환소자의 2차원 배열구조 |
| KR96-23662 | 1996-06-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082852A true JPH1082852A (ja) | 1998-03-31 |
| JP2989782B2 JP2989782B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=19463377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9144265A Expired - Lifetime JP2989782B2 (ja) | 1996-06-25 | 1997-06-02 | 超音波３次元映像化のための２次元アレイトランスデューサの変換素子配列構造 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5893832A (ja) |
| EP (1) | EP0816867B1 (ja) |
| JP (1) | JP2989782B2 (ja) |
| KR (1) | KR100197581B1 (ja) |
| DE (1) | DE69700860T2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2377190A1 (en) | 1999-07-23 | 2001-02-01 | University Of Florida | Ultrasonic guidance of target structures for medical procedures |
| US6503204B1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-01-07 | Acuson Corporation | Two-dimensional ultrasonic transducer array having transducer elements in a non-rectangular or hexagonal grid for medical diagnostic ultrasonic imaging and ultrasound imaging system using same |
| US6468216B1 (en) * | 2000-08-24 | 2002-10-22 | Kininklijke Philips Electronics N.V. | Ultrasonic diagnostic imaging of the coronary arteries |
| WO2003032837A1 (en) | 2001-10-12 | 2003-04-24 | University Of Florida | Computer controlled guidance of a biopsy needle |
| KR20030082303A (ko) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | 주식회사 프로소닉 | 배열형 초음파 변환기 |
| JP4342859B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2009-10-14 | 富士フイルム株式会社 | 超音波用探触子及びそれを用いた超音波送受信装置 |
| US8390181B2 (en) * | 2003-07-01 | 2013-03-05 | Esaote S.P.A. | Electronic array probe for ultrasonic imaging |
| EP1493500B1 (en) * | 2003-07-01 | 2020-12-09 | Esaote S.p.A. | Electronic array endocavity probe for ultrasonic imaging |
| DE102006029435A1 (de) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen |
| US8702609B2 (en) * | 2007-07-27 | 2014-04-22 | Meridian Cardiovascular Systems, Inc. | Image-guided intravascular therapy catheters |
| EP2243561B1 (en) * | 2009-04-23 | 2018-11-28 | Esaote S.p.A. | Array of electroacoustic transducers and electronic probe for three-dimensional images comprising said transducer array |
| US9066703B2 (en) * | 2010-06-04 | 2015-06-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Medical ultrasound 2-D transducer array architecture: spot of arago |
| KR101113212B1 (ko) * | 2011-03-31 | 2012-02-20 | 동국대학교 산학협력단 | 초음파 프로브 |
| KR101378085B1 (ko) * | 2012-06-13 | 2014-03-27 | 삼성전자주식회사 | 2차원 배열 트랜스듀서 어레이를 이용한 3차원 초음파 볼륨 스캔 방법 및 장치 |
| CN104215695B (zh) * | 2013-06-05 | 2017-07-04 | 上海工程技术大学 | 一种三维超声定位网状模板 |
| US10188368B2 (en) | 2017-06-26 | 2019-01-29 | Andreas Hadjicostis | Image guided intravascular therapy catheter utilizing a thin chip multiplexor |
| US10492760B2 (en) | 2017-06-26 | 2019-12-03 | Andreas Hadjicostis | Image guided intravascular therapy catheter utilizing a thin chip multiplexor |
| US11109909B1 (en) | 2017-06-26 | 2021-09-07 | Andreas Hadjicostis | Image guided intravascular therapy catheter utilizing a thin ablation electrode |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0068961A3 (fr) * | 1981-06-26 | 1983-02-02 | Thomson-Csf | Dispositif d'échauffement localisé de tissus biologiques |
| US4530363A (en) * | 1983-10-20 | 1985-07-23 | General Electric Company | Transducer array for sector scan and doppler flow measurement applications |
| US4865042A (en) * | 1985-08-16 | 1989-09-12 | Hitachi, Ltd. | Ultrasonic irradiation system |
| US5329496A (en) * | 1992-10-16 | 1994-07-12 | Duke University | Two-dimensional array ultrasonic transducers |
| DE4405504B4 (de) * | 1994-02-21 | 2008-10-16 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abbilden eines Objekts mit einem 2-D-Ultraschallarray |
| US5720708A (en) * | 1997-01-02 | 1998-02-24 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | High frame rate imaging with limited diffraction beams |
-
1996
- 1996-06-25 KR KR1019960023662A patent/KR100197581B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-06-02 JP JP9144265A patent/JP2989782B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-19 EP EP97304320A patent/EP0816867B1/en not_active Revoked
- 1997-06-19 DE DE69700860T patent/DE69700860T2/de not_active Revoked
- 1997-06-24 US US08/881,058 patent/US5893832A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0816867A1 (en) | 1998-01-07 |
| DE69700860T2 (de) | 2000-07-27 |
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