JPS58138443A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は機械的高速セクタ走査によって体内断層像を得
る超音波診断装置に関するものである。

［発明の技術的背ＩＩＩ 超音波診断装置は圧電振動子から超音波パルスを体内に
発射し体内組織境界からの反射波を検出し体内組織の情
報を得るｉ置であるが、超音波ビームの方向を体内のあ
る断面内で変えることによりその断面の像（断層像）を
得ることができる。

超音波ビームを扇形（セクタ）の面内で偏向させる方式
をセクタ式と呼ぶ。超音波ビームの方向資機械的手段に
より高速でセクタ状に偏向させるのが機械的高速セクタ
走査である。

この方式について・はすでにいくつか報告されているが
、特に振動子を往復運動させる方式では振動子との電気
的結合がリード線により確実に行なわれるので、振動、
予回転式のものに対して優れた特徴を持っている。セク
タ走査機構はできるだけ小型、軽量でスムーズなものが
優れており、そのだめの方式しとては特開昭５４−１１
２５８７号公報が公知である。

この方式は第１図に示すごとく、振動子１が回転軸３ａ
、３ｂとその回転軸の面内にあり回転軸と直交する支持
軸２６ａ、２６ｂを持ったホルダ２に固定され、支持軸
２６ａ、２６ｂに球面軸受２８によって結合されたアー
ム２９を介してモータ１０の回転により振動子１が回転
軸３ａ、３ｂを中心に往復回転（回動）するものである
。

この場合モータ１０の回転により球面軸受２８はアーム
２９を介して円運動を行う。この円運動は支持軸２６ａ
、２６ｂの回転により回転方向の運動が吸収され、回転
軸３ａ、３ｂを中心とした平面内での回動運動に変換さ
れている。

［背景技術の＠照点］ この方式ではアームにより回転運動を伝達するため、機
構全体の回転バランスがとりにくく、機械振動が発生し
やすい。この機械振動は圧電振動子を介して受波される
ので体内からの反射波にノイズを与える。このため、従
来の装置は、鮮明な画像を得ることができない欠点があ
る。

［発明の目的］ 本発明は上２した点に鑑みてなされたものであり、回転
運動を無理なくセクタ運動に変換して機械振動を抑制し
、鮮明な画像を得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。

［発明の概要１ この目的を達成するために本発明は被検体内を超音波振
動子からの超音波ビームによってセクタ、秋に走査し、
被検体内の超音波反響断層像を表示するための超音波診
断装置において、前記操作面に対してほぼ直交する平面
上に設けられた所定円軌道と、この円軌道のほぼ半分の
直径を有し、円軌道に内接しながら回転する、回転体と
この回転体に対して摺動自在に設けられた摺動体と、こ
の摺動体の一端において回動自在に指示された超音波振
動子と、少なくとも超音波振動子を液体音響伝達媒体内
に保持するための容器と、前記超音波振動子をこの容器
に対して回動自在に連結する連結腕とによって構成され
ることを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
２図は本実施例の扇形機械走査機構部の構成図である。

同図Ａは正面断面図、同図８は同図Ａの８８−の断面図
である。

駆動モータ１１は上下に貫通する回転軸を有し、所定速
・度で回転する。上方の回転軸はカップリング１２を介
して回転角検出器１３に接続されている。また下方の回
転軸はカップリング１０を介して回転主軸９と接続され
ている。回転主軸９の先端にはモータ１１と同期して回
転する円形の遊星キャリア８・が固着されている。遊星
キャリア８はその円周内の一端に遊星軸８′を又、主軸
９に対して遊星軸８′と対称な他端にバランスウェイト
１９を装着している。遊星軸８′には、モータ１１の付
勢に伴う遊星軸８′の回転半径とほぼ同じ半径を有する
遊星平歯車６を備えた公転キャリア６′が回動自在に設
けられている。この遊星平歯車６はその直径の２倍の直
径を有する固定内歯平５− 歯車７と嵌合し、この平歯車７に内接しながら回転する
。又、公転キャリア６　は遊星歯車６の円周上の１点と
空間的に一致し、且つ遊星歯車６の自転及び公転により
平歯車７の直径方向に直線往復運動する軸受５を備えて
いる。この軸受５には直線往復運動に伴い、主軸９方向
に摺動、自在且つ軸受４に回動自在なＴ串軸４が設けら
れている。

Ｔ串軸４の先端には軸受５の直線往復運動方向に回動自
在で且つ他端に回動軸３ａ、３ｂを有している支持体２
が設けられている。この支持体２は平歯車６の直径と、
Ｔ串軸４から回動軸３ａ、３ｂ間の距離とで定まる回転
角を持って往復セクタ運動を行ない、その回転角の中心
方向に向いた圧電振動子１を備えている。

この圧電振動子１には図示しないケーブルが往復セクタ
運動を防げないように接続され、回転角検出器１３から
供給される回転角検出信号を伝達するケーブルともに図
示しない装置本体に接続されている。そしてこれら全体
はケース１４．１５．１６に納められておりケース１４
の下端面には超−〇− ａ波を透過する膜１７がありケース１５との藺には超音
波伝達媒体（液体）１８が密封されている。

次に上記構成の本装置の動作について説明する。

モータ１１が回転すると主軸９が回転し、主軸９に固定
された遊星キャリア８が主軸９と一体となって回転する
。遊星平歯車６は、この遊星キャリア８に回転自在に取
付けられている。他方遊星平歯車６は、固定された内歯
平歯車７に滑ることなく噛合されているので遊星キャリ
ア８の回転と共遊星平歯車６に固定されている公転キャ
リア６′も回転力が伝達されて、主軸９のまわりを自転
しながら公転する。ここで内歯平歯車の歯数を７、ピッ
チ円半径を１−１この内歯平歯車７と噛合っている遊星
平歯車６の歯数をＺ／２、ピッチ円半径をＬ　／　２の
関係におくと、主軸９を角度θだけ回転させると遊星平
歯車６は主軸９に対し、角度θの位置まで公転し、内歯
平歯車７との噛合点は基準位置に対し角度２θだけ自転
し、前記遊星平歯車６に固着されている公転キャリア６
′も又、遊星平歯車６と同角度まで自転し公転する。主
軸９を連続的に同一方向に回転すると、前記の関係から
遊星平歯車６は、主軸９のまわりを公転１回転に対し自
転２回転の関係で連続して回転する。

従って、遊星平歯車６のピッチ円上の一点は内歯平歯車
７の直径方向に直線往復運動をする。また、この点と空
間的に同じ位置にある軸受５とＴ室軸４も同じ直線往復
運動をする。そして軸受５とＴ室軸４の直線往復運動は
一端が回動自在に接続されいてる支持体２に伝達される
。このとき軸受５はＴ室軸４を主軸９方向に摺動自在に
且つ軸受５に回動自在に支持しているため支持体２に固
着された圧電振動子１はセクタ運動を行なう。

以上の動作を第３図を用いて説明する。第３図は前記遊
星歯車機構を図式化したもので、主軸の回転運動を遊星
平歯車のピッチ円周上の一点が直線運動に変換される関
係を説明する。

第３図において、７は歯数７１ピッチ円半径りなる固定
された内歯平歯車６は歯数Ｚ／２、ピッチ円半径Ｌ／２
なる遊星平１Ｌこれらの外径線は各歯車のピッチ円を示
す。０は内歯平歯！Ｉ７の中心をＰは主軸の軸心を示し
、図においては、ｏｌＰが重なっている状態であり、０
１１点は直角座標Ｘ、Ｙ軸の交点にあるものとする。又
、第１図のＴ室軸４の軸心は、Ｎ点とし第３図のＸ軸上
に第１図の回動軸３ａ、３ｂは第３図でＹ軸上に位置し
ているものとする。今、主軸９が角度θだけ回転すると
、主軸９に結合されている遊星キャリア８も角度θだけ
回転し、遊星キャリア８に回転自在に取付けられいてる
遊星平歯車６は二点鎖線で示す６θまで移動し、軸心Ｑ
はＱ′点まで移動づる。このとき遊星平歯車６のピッチ
円上にある一点Ｎは洟式から明らかなようにＸ軸上のＮ
１点に移動する。

＋１−Ｌθ　　　１２−　（Ｌ／２＞・２θ−Ｌθ、’
、　＋　１　＝　＋　２ １１−内歯平歯１！７のピッチ円において遊星平歯車６
が角度θだけ公転してその噛合点が移動した弧の長さ ９− １２＝遊星平歯車６のピッチ円において角度θだけ公転
し、内歯平歯車７との噛合点が移動した弧の長さ。

前式から明らかなように回転角θに関係なく点Ｎは常に
Ｘ軸上にあることになる。モータ１１の回転角をＷとし
Ｎの運動方程式を求めるとＮ（ｘ）＝ｌｃｏｓｗｔ （但しＮ（Ｘ）はＮ点のＸ座標） 故に点Ｎの移動し得る全ストロークは２Ｌとなる。

このように本実施例はモータ１１の回転運動を振動子１
のセクタ運動に変換する。そして、この圧電振動子１に
より超音波を送受波し、受波信号を回転角検出信号と共
に図示しない本体に供給する。超音波ビームのセクタ走
査の中心点は回動軸３ａ、３ｂとほぼ一致するために体
表に近い位置でのセクタ走査が可能であり、しかもモー
タ１１の回転運動を公転キャリア６−の回転運動によっ
て直線運動に変換しているため機構的にも振動が発生し
にくい。

尚、本発明はこの実施例のみに限定されるもの１０− ではなく、例えば直線運動をセクタ運動に変換する機構
は種々の他の実施例が存在することは言うまでもない。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明によれば、機械振動が少なく
、画像が鮮明で、しかも広角度の診断視野を有する超音
波診断装置伯を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波診断装置の構成図、第２図は本発
明の一実施例の構成図、第３図は同実施例の動作を説明
するための模式図である。 １　・・・・・・圧電振動子　　２　・・・・・・支持
体３ａ・・・・・・回動軸　　　　３ｂ・・・・・・回
動軸４　・・・・・・１字軸　　　　５　・・・・・・
軸受６　・・・・・・遊星平歯車　　６′・・・・・・
公転キャリア７　・・・・・・内歯平歯車　　８　・・
・・・・遊星キャリア９　・・・・・・主軸　　　　１
０　・・・・・・カップリング１１　・・・・・・駆動
モータ　１２　・・・・・・カップリング１３　・・・
・・・回転角検出器１４　・・・・・・ケース１６　・
・・・・・ケース　　　１７　・・・・・・躾１８　・
・・・・・超音波音響媒体 １９　・・・・・・バランスウェイト 代理人弁理士　則近憲佑（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体内を超音波振動子からの超音波ビームによってセ
   クタ状に走査し、被検体内の超音波診断装置を表ホする
   ための超音波診断装置において、前記走査面に対してほ
   ぼ直交する平面上に設けられた所定円軌道と、この円軌
   道のほぼ半分の直径を有し円軌道に内接しながら回転す
   る回転体と、この回転体に対して摺動自在に設けられた
   震動体と、この震動体の一端において回動自在に支持さ
   れた超音波振動子と、少なくとも超音波振動子を液体音
   響伝達゛媒体内に保持するための容器と、前記超音波振
   動子をこの容器に対して回動自在に連結する連結腕とに
   よって構成されることを特徴とする超音波診断装置。