JPS5846950A - 回転形トランスジュ−サを持つ超音波セクタ・スキャナ - 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】 本発明は、医用診断のだめに使用されるような超音波ス
キャナに関し、さらに詳しくは、複数個の回転形トラン
スジューサが走査のために選択的に励振される超音波ス
キャナに関する。

診断のだめの超音波診断システムは公知であり、市場で
入手できる。　たとえば、米国特許第乞／７．２．３７
／、号の６超音波診断システム用ビデオＡトレース表示
システム”および米国特許第乞λ０４１，４ｔ３３号の
６手法選択を備えたコンピュータ超音波スキャナ”を参
照されたい。　市場で入手できるゼネラル・エレクトリ
ック社製の］）ａｔａｓｏｎ超音波システムはテレビジ
ョン・ビデオ・モニタ上にリアルタイム像および静止像
の両方を与える。

簡単に述べると、このようなシステムは、超音波トラン
スジューサを用いて超音波（た、とえば、数メガヘルツ
の周波数）を患者に放射し、エコー信号を受信している
。−動作モードによ外ば、単一平面内で移動させるため
にトランスジューサを複数個のヒンジ結合された腕に取
付け、このヒンジ結合された腕に付設されたポテンショ
メータによりトランスジューサの位置を決定する信号を
発生する。　別のものとして、トランスジューサ配列体
や手で持ち使用するトランスジューサが使用される。　
エコー信号は、患者内を通過する際に受けた減衰を調整
するために時間利得補償増幅器に印加される。　調整さ
れた信号は、アナログ−デジタル変換およびビデオ処理
回路に送られ、つぎに表示形式を決定するための走査変
換回路に送られる。　表示は、水平の行および垂直の列
に配列した複数個の画素より成り、各画素は入力信号に
応じた明度レベルを持つ。　普通、明度は３２レベルの
グレースケールで規定されているので、画素の明度レベ
ルを表わすには５ビツトのデジタル−コードを必要とす
る。

手で持つスキャナ装置あるいはセクタ・スキャナは、ト
ランスジューサのフェーズド・アレー１、振動形トラン
スジューサ、あるいは回転形トランスジューサ・アレー
を使用できる。　フェーズド（位相制御式）アレーは、
高いサンプリング速度を有するが、同等な他の形式のも
のよりも高価である◇　振動形トランスジューサは設計
が簡単で比較的コンパクトである。　　しかし、振動形
トランスジューサは可変速度を有しているので、走査線
の間隔が不均等で、通常、セクタの角度が小さい。　回
転形トランスジューサ・アレーは、均一の速度を有し、
振動形トランスジューサよりもセクタの角度が大きいが
、しかしトランスジューサを時間的に正確に順次励振す
る必要がある。　従来、位置および配列に関する要件か
ら厳しく制御された部品の許容誤差ならびに組立加工が
必要とされていた。　このため、部品が高く、不良率が
高く、稼働率が制限されていた。

従って、本発明の目的は、回転形トランスジューサを使
用する改良されたセクタ・スキャナを提供することであ
る。

本発明の他の目的は、回転形トランスジューサを使用し
、これがスキャナの電子回路に確実に結合されるように
したセクタ・スキャナを提供す、ることである。

本発明のさらに他の目的は、各トランスジューサを適切
な順序で正確に制御する、回転形トランスジューサと一
体のタイミング手段を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、安いコストで、かつ、稼働
率を増したセクタ・スキャナを提供することである。

本発明の特徴は、回転形トランスジューサを電子回路に
接続するだめのスリップリングおよびブラシ組立体であ
る。

本発明の他の特徴は、スリップリング組立体と一体とな
った、セクタ・スキャナにタイミング情報又は基準を与
える光学的割出しくｉｎｄｅｘｉｎｇ）手段である。

簡単に述べれば、本発明の超音波セクタ・スキャナは、
ハウジングと、このノ＼ウジングに取付けられた回転可
能な軸と、ハウジング内に装着されて、軸に結合された
モータとを含む。　複数個のトランスジューサを回転°
させるためにトランスジューサ支持輪が軸に結合され、
そしてトランス信号を処理するためにハウジング内に電
子回路が設けられている。　軸上に配置された複数個の
スリップリングとスリップリングに係合する複数個のブ
ラシを含む、電子回路とトランスジューサとを電気接続
する手段が設けられている。　第７の導電手段がブラシ
と電子回路とを電気的に相互接続し、第２の導電手段が
スリップリングとトランスジューサとを電気的に相互接
続する。

さらに詳しく述べると、ブラシは支持ブロックに装着さ
れて、その一部を構成し、支持ブロックはスリップリン
グに対応してハウジング内に装着されている。　本発明
の他の特徴によれば、発光器と光検出器がブラシ支持ブ
ロックに、離間しかつ整合するように取付けられている
。周縁部に切欠きを有する割出し円板が、発光器と光検
出器との間を通るように軸に装着されていて、切欠きを
通過した光に応答して光検出器から割出し信号が発生さ
れる。したがって、回転形トランスジューサの位置と適
切に整合したタイミング割出し信号が発生されて、電子
制御回路に供給される。

本発明の目的ならびに特徴は、図面を参照して、以下の
詳細な説明および特許請求の範囲から容易に明白となろ
う。

図面を参照すると、第１図は、操作者が手で支持するの
に適した形状のハウジング１０を有した超音波セクタ・
スキャナの斜視図である。　ノ１ウジング１０は、後述
する回転形トランスジューサ組立体またはトランスジュ
ーサ支持輪を収容するために後部１２が拡大されている
。　ポート１４および１６は、ハウジングの後部１２内
のトランスジューサと検査中の患者との間で超音波エネ
ルギを伝達するために設けられている。　　トランスジ
ューサによって受信された信号は、ハウジング１ｏ内の
電子回路、次にケーブル１８を通って処理ならびに表示
のために外部コンピュータ手段（図示せず）に伝送され
る。

第２図は第１図に示す本発明の特徴を有したセクタ・ス
キャナの断面図である。　中空の軸２２を回転させる電
気モータ２０がハウジング１０内に装着されている。　
全体として符号２４で示されたトランスジューサ組立体
またはトランスジューサ支持輪が、ハウジングの後部１
２内で軸２２に回転可能に装着されている。　　トラン
スジューサ組立体は、複数個（たとえば、グ個）のトラ
ンスジューサを含み、これらトランスジューサは選択的
に作動されて、音響ミラー２６．２８および３０を使用
することによりポート１４および１６を介して超音波エ
ネルギを伝達する。　　このような音響ミラーの使用は
当該技術で周知のことであって、本発明の一部を構成す
るものではない。

トランスジューサ組立体については、係属中の７９と７
年と月２日付けの米国特許出願筒、２９（Ｈ２Ｏ号に開
示されている。

ケーブル１８には、トランスジューサ・アレーを制御し
、このトランスジューサ・アレーからの電気信号を処理
する電子回路３２が接続されている。　本発明の特徴に
よれば、電子回路３２は、全体として符号３４で示す複
数個のブラシを介してトランスジューサ・アレーと電気
的に相互接続されている。、ブラシ３４は、ブラシ支持
ブロック３６に装着されていて、回転軸２２に装着され
たスリップリング３８と電気的かつ物理的に係合する。

　軸２２内の導電ケーブルによりスリップリングとトラ
ンスジューサとが電気的に相互接続され、そして導電手
段によりブラシ３４と電子回路３２とが相互接続される
。

トランスジューサ組立体２４の位置を決定するだめの割
出し信号が電子−光学手段により電子制御回路３２に供
給される。　電子−光学手段は、ブラシ支持ブロック３
６に互いに離間し且つ揃うように装着された、発光ダイ
オードのような発光器４０および光検出器４２を含む。

　軸２２に割出し円板４４が装着され、円板の周縁部が
発光器４０と光検出器４２との間を通る。　割出し円板
４４の周縁部、には切欠き４６が設けられており、この
ため発光器４０から光検出器４２へ切欠きを通過して伝
達された光により電気信号が発生されて電子回路３２へ
送られる。　従って、軸２２上・の割出し円板４４とそ
の切欠き４６とをトランス理的に位置決めすることによ
り、−光検出器４２からの割出し信号は、電子制御回路
３２にとって必要なタイミング基準を提供する。

第３図および第９図は、第２図の実施例に示すブラシ支
持ブロック３６とスリップリングを詳しく示す図である
。　電子回路３２は、たとえば支持ブロックにモールデ
ィング（ｍｏｌｄｉｎｇ）等により適当に装着されたブ
ラシに対し導体５０によって接続される。　割出し円板
４４は、スリップリング３８が設置されているブッシン
グ５４と一体になっている。　導体５６が中空の軸２２
内に配置されていて、スリップリングとトランスジュー
サ組立体とを電気的に接続している。

第９図の側面図に示されるように、各ブラシ３４は、好
ましくはＵ字形状をなし、ブラシの両脚部がスリップリ
ング３Ｂと対向する両側面で係合している。　ブラシ支
持ブロック３６は、電子回路３２の印刷配線板の下側に
、孔６０および６２を貫通する締結手段によって取付け
ることもできる。

ブラシ支持ブロック、スリップリングおよび割出し手段
は、比較的設計が簡単であり、これら部品はトランスジ
ューサ組立体に対して容易に組立できると共に調節し較
正することができる。従って本発明を実施した超音波セ
クタースキャナは安価であり、また安易に使用すること
ができる。

特定の実施例を参照して本発明を説明しだが、この説明
は本発明の例示にすぎず本発明を限定するものと解釈さ
れるべきではない。“　当業者にとって特許請求の範囲
に記載された本発明の要旨と範囲から逸脱することなく
種々の改変ならびに応用が考えられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波セクタ争スキャナの斜視図、第２図は、
本発明の一実施例を示す第１図のセクタ・スキャナの断
面図、 第３図は本発明の一実施例によるスリップリングおよび
ブラシ組立体と光学的割出し手段の平面図、そして 第９図は第３図の４−４線に沿って見たスリップリング
およびブラシ組立体の側面図である。 １０　：ハウジング ２０：　モータ ２２：軸 ２４　：　トランスジューサ組立体（支持輪）２６．２
８．３０　　：音響ミラー ３２　：電子回路 ３４　：　ブラ°シ ３６　：　ブラシ支持ブロック ３８　：　スリップリング ４０　：発光器 ４２　：光検出器 ４４　：割出し円板 ４６　：切欠き ５４、：ブッシング ５０．５６　　：導体 特脣出鷺入ゼネラル・ルクトリック・カンノζ二ｆ代理
人　　（７６罪゛１　生　沼　徳　二ＦＩＧ、−３ ＦＩＧ、−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　ハウジングと、 ハウジングに回転可能に装着された軸と、ハウジング内
   に装着されて前記軸に結合されたモータと、 複数個のトランスジューサを回転させるために前記軸に
   結合された、複数個のトランジューサを含むトランジュ
   ーサ支持輪と、 トランジューサを制御しかつトランジューサからの電気
   信号を処理する、ハウジング内に設置された電子回路と
   、 前記軸上に設置された複数個のスリップリング、この複
   数個のスリップリングに係合する複数個のブラシ、この
   ブラシと電子回路を電気的に相互接続する第１の導電部
   材、およびスリップリングとトランスジューサを電気的
   に相互接続する第２の導電部材を含む、電子回路とトラ
   ンスジューサを電気的に接続する接続手段とを有する超
   音波セクタ・スキャナ。 λ、スリップリングに関連してハウジングに装着された
   ブラシ支持ブロックを含む、特許請求の範囲第７項記載
   の超音波セクタ・スキャナ。 ３　ブラシ支持ブロックに互いに離間して揃うように装
   着された発光器および光検出器と、前記軸に装着され、
   周縁部に切欠きを持つ円板とを含み、該円板が発光器と
   光検出器の間を通るように配置されていて、このため前
   記切欠きを通過した光に応答して光検出器から割出し信
   号が発生される、特許請求の範囲第２項記載の超音波セ
   クタ・スキャナ。 久　前記軸が中空であり、前記第コの導電部材がこの軸
   内を通って延在する、特許請求の範囲第１項記載の超音
   波セクタ・スキャナ。 タ　ハウジングと、ハウジング内の回転可能な軸と、こ
   の軸に装着された複数個のトランスジューサと、ハウジ
   ング内に設置された電子回路とを含む超音波セクタ・ス
   キャナにおいて、前記軸上に設置された複数個のスリッ
   プリングと、ハウジング内に装着され、複数個のスリッ
   プリングと係合する複数個のブラシを含むブラシ支持ブ
   ロックと、ブラシと電子回路とを電気的に相互接続する
   第１の導電部材と、スリップリングとトランスジューサ
   を電気的に相互接続する第２の導電部材とから成る、ト
   ランスジューサと電子回路を電気的に接続する導電手段
   。 乙　前記軸が中空であり、前記第２の導電手段がこの軸
   内を通って延在する、−４１４寺寸４特許請求の範囲第
   ５項記載の導電手段。 ２　前記ブラシ支持ブロックに互いに離間して揃うよう
   に装着された発光器および光検出器と、前記軸に装着さ
   れ、周縁部に切欠きを持つ円板とを含み、該円板が発光
   器と光検出器の間を通るように配置されていて、このた
   め前記切欠きを通過した光に応答して光検出器から割出
   し信号が発生される、特許請求の範囲第５項あるいは第
   ３項記載の導電手段。