JPH1156834A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH1156834A
JPH1156834A JP22184797A JP22184797A JPH1156834A JP H1156834 A JPH1156834 A JP H1156834A JP 22184797 A JP22184797 A JP 22184797A JP 22184797 A JP22184797 A JP 22184797A JP H1156834 A JPH1156834 A JP H1156834A
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JP
Japan
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ultrasonic
temperature
transmission
reception
diagnostic apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP22184797A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuya Nagaoka
卓弥 長岡
Hideo Tanaka
秀夫 田中
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響媒体の温度変化による診断画像の画質や
測定精度などの変化を防止又は低減することができる超
音波診断装置を提供する。 【解決手段】 アニュラアレイ型の超音波振動子10を
機械的に回転駆動するメカニカルセクタ方式の超音波探
触子40において、超音波振動子10等が収容されるケ
ース20に、該ケース20内に満たされた油26の温度
を検出する温度センサ50を設ける。超音波診断装置
は、温度センサ50で検出した油26の温度に応じて、
アニュラアレイの各振動子エレメントに対する送信パル
スの遅延量や受信信号の遅延量を補正し、超音波ビーム
のフォーカスポイントの変動を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
関し、特に超音波伝搬経路に設けられる音響整合材など
の音響媒体部材の温度変化の影響の補償のための技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】超音波診断において用いる超音波探触子
には、超音波を送受波する超音波振動子の前面に様々な
音響媒体部材が設けられる。例えば、メカニカル・セク
タ・スキャン方式の超音波探触子では、超音波が減衰し
ないよう、超音波振動子は液体(例えば油)の満たされ
たケース内に設けられ、回転駆動される。この場合、超
音波は、その液体(及び音響窓膜)を介して被検体に伝
搬される。また、電子走査方式の超音波探触子では、ア
レイ型の超音波振動子の前面に音響整合層や音響レンズ
などが設けられるのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】超音波探触子を連続使
用していると、音響媒体部材の温度が上昇してくる。例
えば、メカニカル・セクタ方式では、振動子駆動用のモ
ータや超音波振動子自体の発熱により超音波振動子の周
りの液体の温度が上昇するし、電子走査式でも超音波振
動子の発熱により音響整合層や音響レンズの温度上昇が
引き起こされる。この温度上昇は、液体や音響整合層な
どの音響媒体部材の音速や体積、音響インピーダンスな
どの特性の変化を引き起こし、これがひいては超音波診
断装置における測定精度や診断画像の画質などに影響を
及ぼす。このように、超音波診断装置においては、音響
媒体部材の温度変化により、測定品質が変動するおそれ
があった。
【0004】この問題は、特に音響媒体部材が大きい
(すなわち、超音波の伝搬経路が長い)メカニカル・ス
キャン方式等の超音波探触子において顕著な問題であ
る。この種の超音波探触子では、始動時と長時間使用時
と超音波ビームのフォーカスポイントが変動し、診断画
像の画質が変化する場合があった。
【0005】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、超音波を伝搬する音響媒体の温
度変化による診断画像の画質や測定精度などの変化を防
止又は低減することができる超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る超音波診断装置は、超音波を送受波す
る超音波振動子と、前記超音波振動子による超音波の送
受信を制御する送受信部と、前記超音波振動子の超音波
送信方向側に設けられる音響媒体部材と、を有する超音
波診断装置において、前記音響媒体部材の温度を検出す
る温度センサと、前記温度センサで検出した温度に基づ
き、前記送受信部における超音波送受信パラメータを制
御するパラメータ制御手段とを有することを特徴とす
る。
【0007】ここで、音響媒体部材とは、水や油などの
液体や、音響レンズ、音響整合層など、超音波振動子か
ら被検体までの超音波ビーム伝搬経路に設けられる超音
波を伝搬する部材である。
【0008】この構成では、温度センサで検出した音響
媒体部材の温度に基づき、パラメータ制御手段にて、送
受信部の超音波送受信パラメータ(例えば送信パワーや
送受信遅延量など)を制御する。これにより、温度変化
による測定特性の変化を補償し、温度によらず一定した
測定結果を得ることができる。
【0009】また、本発明は、液体が満たされたケース
内に超音波振動子及びこの超音波振動子を機械的に駆動
する駆動部が設けられた超音波探触子と、前記超音波振
動子による超音波の送受信を制御する送受信部と、を有
する超音波診断装置において、前記ケース内の液体の温
度を検出する温度センサと、前記温度センサで検出した
温度に基づき、前記送受信部における超音波送受信パラ
メータを制御するパラメータ制御手段とを有することを
特徴とする。
【0010】この構成によれば、メカニカルスキャン方
式の超音波探触子において、駆動される超音波振動子の
周りに満たされた液体の温度が変化しても、この温度の
変化に応じて送受信部における超音波送信パラメータを
制御するので、一定した測定結果を得ることができる。
【0011】また、本発明の好適な態様では、前記超音
波振動子はアニュラアレイ型であり、前記パラメータ制
御手段では、前記超音波送受信パラメータとして前記超
音波振動子のビームフォーミングのための信号遅延量を
制御する。この態様によれば、温度変化によるビームフ
ォーカスポイントの変動を抑制することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。
【0013】図1は、本発明に係る超音波診断装置の超
音波探触子の概略構成を示す図である。図1は、アニュ
ラアレイ型の超音波振動子を用いたメカニカル・セクタ
・スキャン方式の超音波探触子40を示している。図に
おいて、アニュラアレイ型の超音波振動子10は駆動部
12に接続されている。駆動部12は、モータを内蔵
し、超音波振動子10を機械的に駆動して超音波ビーム
のセクタ走査を実現する。超音波振動子10及び駆動部
12を収容するケース20は、仕切膜30によって、油
26が充填される油充填部22と水28が充填された水
充填部24とに分割されている。超音波振動子10及び
駆動部12は、油充填部22内に配設されている。水充
填部24の前面は音響窓膜32で覆われており、診断時
には、この音響窓膜32が被検体100に当接される。
超音波振動子10から発せられた超音波ビームは、油2
6、仕切膜30、水28、音響窓膜32を介して被検体
100内に伝搬される。油26は、モータ等の電気的・
機械的機構の絶縁や防錆と超音波伝搬とを両立するため
のものである。水28も、超音波を伝搬するための音響
媒体であるが、これは漏出などにより量が減少した場合
に医療現場で補充しやすいという利点がある。油26や
水28は、超音波振動子10と被検体100との間の音
響インピーダンスの整合をとる役割を果たしている。
【0014】この構成において、油充填部22内には、
油26の温度を計測する温度センサ50が設けられてい
る。温度センサ50は、ケース20から油充填部22内
に延びる梁51の先端に取り付けられている。これによ
り、ケース20等の温度の影響をできるだけ受けない形
で、油26の温度を検出することができる。
【0015】この超音波探触子40では、使用している
うちに、駆動部12のモータの発熱や超音波振動子10
の発熱により油26の温度が上昇し、更にその熱により
水28の温度上昇が引き起こされる。例えば、このタイ
プの超音波探触子では、超音波ビームのフォーカスポイ
ントは油と水の音速の差によって決まるが、油と水では
温度による音速の変化が異なるため、油26及び水28
の温度が上昇するとフォーカスポイントが最初の位置か
らずれてくる。また、油26等の温度変化は、それらの
体積や音響インピーダンスの変化にもつながる。このよ
うな変化は診断画像の画質に影響するので、始動時と長
時間作動時とで診断画像の画質が変化するおそれがあ
る。
【0016】そこで、本実施形態では、温度センサ50
で油26の温度を計測し、この計測結果に応じて超音波
ビームのビームフォーミングを制御することにより、診
断画像の画質の変化を防止又は低減する。
【0017】図2は、本実施形態の超音波診断装置の信
号処理系を示す図である。超音波探触子40は、送受信
部42の制御のもと被検体に対して超音波の送受波を行
う。まず、超音波探触子40は、送信回路44から供給
される送信パルスにより超音波振動子を駆動し、被検体
内に超音波を送波する。なお、超音波探触子40の超音
波振動子はアニュラアレイ型なので、送信回路44は、
アニュラアレイを構成する各振動子エレメントに対し
て、ビームフォーミングのために必要な遅延量だけ遅延
された送信パルスをそれぞれ供給する。また、超音波探
触子40は、被検体からのエコーを検出して電気的な受
信信号を出力する。この受信信号は、各振動子エレメン
トごとに得られ、それぞれプリアンプ46で増幅され
る。そして、遅延加算部48は、これら各振動子エレメ
ントごとの受信信号を、それぞれ必要な遅延量だけ遅延
させて位相をそろえた上で加算する。この結果、1本の
受信ビームについての受信信号が形成される。以降、こ
の信号に基づき画像形成が行われるが、画像形成のため
の処理は周知なので説明は省略する。
【0018】ここで本実施形態では、温度センサ50で
検出した超音波探触子40内の油26の温度の情報を遅
延量補正部52に入力している。遅延量補正部52は、
各温度ごとについて、所定のフォーカスポイントにフォ
ーカスするために各振動子エレメントに与えるべき遅延
量の補償量を例えばテーブル形式で記憶している。そし
て、遅延量補正部52は、温度センサ50で検出された
温度に対応する補償量を求め、この補償量に対応する遅
延制御信号を送信回路44及び遅延加算部48に供給す
る。送信回路44及び遅延加算部48は、遅延量補正部
52から供給される遅延制御信号に応じて、各振動子エ
レメントの送信パルス又は受信信号に与える遅延量を調
整する。この遅延量の調整により、超音波探触子40の
送受信超音波ビームのフォーカスポイントの変動を防止
あるいは低減することができる。
【0019】ここで、送信回路44又は遅延加算部48
における遅延量の調整を、直流入力による遅延量可変素
子を用いて電圧可変方式にて行う構成とすれば、温度変
化に伴って連続的に遅延量を調整することができる。も
ちろん、タップ付遅延線のタップの切り替えで遅延量の
調整を行うこともできるが、この場合は遅延量の調整は
ある程度ステップ的なものとならざるを得ない。
【0020】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、超音波探触子において音響媒体部材として用いられ
る油や水の温度変化による超音波ビームのフォーカスポ
イントの変動を補償し、温度によらず一定した画質の診
断画像を得ることができる。
【0021】なお、以上の例では、油26のみの温度に
基づき補償を行ったが、更に補償制度を向上させるため
に、油26と水28の両方の温度を検出し、これら両者
に基づき補償を行うこともできる。この場合、超音波探
触子40の水充填部24にも温度センサを設け、遅延量
補正部52には、油の温度と水の温度との組合せごとに
遅延量の補償量を記憶させておけばよい。
【0022】また、以上の例では、温度変化に応じてア
ニュラアレイの各振動子エレメントの遅延量を補正した
が、補正対象となる送受信パラメータは遅延量だけに限
られるものではない。例えば、各振動子エレメントの送
信パワーを調整すれば、温度変化による音場の変化を補
正することができる。
【0023】また、以上ではメカニカルスキャン方式の
探触子を例にとって説明したが、本発明は、電子走査方
式の超音波探触子についても適用可能である。特に、高
精度を要求されるような場合には、本実施形態のごとく
音響整合層や音響レンズの温度を検出し、この温度に応
じて送受信信号の遅延量等の諸パラメータを調整するこ
とにより、温度変化による精度や画質の変化を防止又は
低減することができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音響媒体部材の温度を検出し、この検出結果に応じて超
音波送受信のパラメータを制御することができるので、
音響媒体部材の温度変化による測定精度や診断画像の画
質の変化を防止又は低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る超音波診断装置で用いられる超
音波探触子の一例の概略構成を示した図である。
【図2】 本発明に係る超音波診断装置の信号処理系を
示す図である。
【符号の説明】
10 超音波振動子、12 駆動部、20 ケース、2
2 油充填部、24水充填部、26 油、28 水、3
0 仕切膜、32 音響窓膜、40 超音波探触子、4
2 送受信部、44 送信回路、46 プリアンプ、4
8 遅延加算部、50 温度センサ、52 遅延量補正
部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波を送受波する超音波振動子と、 前記超音波振動子による超音波の送受信を制御する送受
    信部と、 前記超音波振動子の超音波送信方向側に設けられる音響
    媒体部材と、 を有する超音波診断装置において、 前記音響媒体部材の温度を検出する温度センサと、 前記温度センサで検出した温度に基づき、前記送受信部
    における超音波送受信パラメータを制御するパラメータ
    制御手段と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 液体が満たされたケース内に超音波振動
    子及びこの超音波振動子を機械的に駆動する駆動部が設
    けられた超音波探触子と、前記超音波振動子による超音
    波の送受信を制御する送受信部と、を有する超音波診断
    装置において、 前記ケース内の液体の温度を検出する温度センサと、 前記温度センサで検出した温度に基づき、前記送受信部
    における超音波送受信パラメータを制御するパラメータ
    制御手段と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の超音波診断装置におい
    て、前記超音波振動子はアニュラアレイ型であり、前記
    パラメータ制御手段では、前記超音波送受信パラメータ
    として前記超音波振動子のビームフォーミングのための
    信号遅延量を制御することを特徴とする超音波診断装
    置。
JP22184797A 1997-08-19 1997-08-19 超音波診断装置 Pending JPH1156834A (ja)

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