JPS5928260B2 - 超音波プロ−ブ位置検出方法および装置 - Google Patents
超音波プロ−ブ位置検出方法および装置Info
- Publication number
- JPS5928260B2 JPS5928260B2 JP51084839A JP8483976A JPS5928260B2 JP S5928260 B2 JPS5928260 B2 JP S5928260B2 JP 51084839 A JP51084839 A JP 51084839A JP 8483976 A JP8483976 A JP 8483976A JP S5928260 B2 JPS5928260 B2 JP S5928260B2
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- Japan
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- sound
- ultrasonic probe
- ultrasonic
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波イメージング装置に使用する超音波プロ
ーブ位置検出方法および装置に関するものである。
ーブ位置検出方法および装置に関するものである。
ここで超音波イメージング装置とは、超音波プローブ、
信号処理部、ディスプレイ部及び走査機構部等をそなえ
、例えば体内、金属ブロック内等の情報を超音波を利用
して得ようとするもので、医用、非破壊検査等に使用さ
れている。第１図は従来より用いられていた超音波イメ
ージング装置の１例を示す。図において１はクロック信
号源、２は超音波プローブ駆動回路、３は超音波プロー
ブ、４は信号処理回路、５はモニターＴＶ、６はプロー
ブの位置信号伝達系、Ｔはプローブの位置演算回路８は
モニターＴＶ用偏向波形発生回路、９は被検物体、１０
は超音波、１１は被検物体中の測定しようとする目的物
体である。クロック信号源１からのクロック信号を超音
波プローブ駆動回路２のトリガ−とし大振幅の尖鋭パル
スを作り、超音波プローブ３に印加する。その結果プロ
ーブ３より超音波１０が発生され、被検物体９中を進行
する。その超音波１０の進行経路の途中に目的物体１１
があれば、これにより超音波１０が反射され、超音波プ
ローブ３にもどつてくる。この反射信号は超音波プロー
ブ３で電気信号に変換され信号処理回路４に入る。反射
信号はこの信号処理回路４にて増幅等の処理がなされ、
その後モニターＴＶ５の輝度変調入力端子に加えられる
。一方プローブ３の位置と角度を検出し、モニターＴＶ
５の位置信号としなければならない。その為例えば第２
図の様な構成により位置を検出している。すなわち位置
演算回路７はそのためのものであり、モニターＴＶ用偏
向波形発生回路８でモニターＴＶ５にマッチした偏向信
号とするのである。その結果モニターＴＶ５のディスプ
レイ面には被検物体の超音波像が観察されうる。第２図
にはその走査用機構を示す。第１アーム１２と第２アー
ム１３によリプローブ３の位置Ｐ（Ｘ、Ｙ）の各成分は
ｘ＝Ｌ１ｓ１ｎθ１＋ Ｌ２ｓｌｎθ２となる、ＬｌＬ
２θ１θ２は第２図に示す通りである。
信号処理部、ディスプレイ部及び走査機構部等をそなえ
、例えば体内、金属ブロック内等の情報を超音波を利用
して得ようとするもので、医用、非破壊検査等に使用さ
れている。第１図は従来より用いられていた超音波イメ
ージング装置の１例を示す。図において１はクロック信
号源、２は超音波プローブ駆動回路、３は超音波プロー
ブ、４は信号処理回路、５はモニターＴＶ、６はプロー
ブの位置信号伝達系、Ｔはプローブの位置演算回路８は
モニターＴＶ用偏向波形発生回路、９は被検物体、１０
は超音波、１１は被検物体中の測定しようとする目的物
体である。クロック信号源１からのクロック信号を超音
波プローブ駆動回路２のトリガ−とし大振幅の尖鋭パル
スを作り、超音波プローブ３に印加する。その結果プロ
ーブ３より超音波１０が発生され、被検物体９中を進行
する。その超音波１０の進行経路の途中に目的物体１１
があれば、これにより超音波１０が反射され、超音波プ
ローブ３にもどつてくる。この反射信号は超音波プロー
ブ３で電気信号に変換され信号処理回路４に入る。反射
信号はこの信号処理回路４にて増幅等の処理がなされ、
その後モニターＴＶ５の輝度変調入力端子に加えられる
。一方プローブ３の位置と角度を検出し、モニターＴＶ
５の位置信号としなければならない。その為例えば第２
図の様な構成により位置を検出している。すなわち位置
演算回路７はそのためのものであり、モニターＴＶ用偏
向波形発生回路８でモニターＴＶ５にマッチした偏向信
号とするのである。その結果モニターＴＶ５のディスプ
レイ面には被検物体の超音波像が観察されうる。第２図
にはその走査用機構を示す。第１アーム１２と第２アー
ム１３によリプローブ３の位置Ｐ（Ｘ、Ｙ）の各成分は
ｘ＝Ｌ１ｓ１ｎθ１＋ Ｌ２ｓｌｎθ２となる、ＬｌＬ
２θ１θ２は第２図に示す通りである。
またモニターＴＶ５の時間軸の方向にはプローブ３の角
度ψを考慮してデイスプレイする必要がある〜 以上のような演算によりプローブ３の位置と角度が検出
され超音波像はデイスプレイされていたのであるが、そ
のために第２図に示すアームが必要とされていたが装置
使用上このアームの操作は非常に困難であつた。
度ψを考慮してデイスプレイする必要がある〜 以上のような演算によりプローブ３の位置と角度が検出
され超音波像はデイスプレイされていたのであるが、そ
のために第２図に示すアームが必要とされていたが装置
使用上このアームの操作は非常に困難であつた。
本発明は従来使われてきた超音波イメージング装置を改
良するものが、具体的にはアームのない超音波イメージ
ング装置を提供するものである。
良するものが、具体的にはアームのない超音波イメージ
ング装置を提供するものである。
本発記の特徴は、従来より使用されてきたプロブ支持用
および位置検出用のアームをとり除き、プローブの位置
および方向を音警的に検出しようとするものである。以
下図面とともに詳機に説明する。第３図は本発明の一実
施例を示す。
および位置検出用のアームをとり除き、プローブの位置
および方向を音警的に検出しようとするものである。以
下図面とともに詳機に説明する。第３図は本発明の一実
施例を示す。
図にはプローブによる超音波の発生、受信およびその受
信信号処理系は第１図に示した従来例と同一であるため
省略し、プローブの位置および方向の検出系のみを示し
た。図において、１５は超音波プローブで、ロツド１６
により支持されている。ロツド１６には音波ないしは超
音波を発生する２つ以上の発音器１７，１８がある程度
の間隔を保つて固定されている。これらの発音器１７，
１８は互に異なる周波数の音波ないしは超音波を発生す
る。これらの音波ないしは超音波としては実用上は人間
の可聴周波数外の周波数のものであることが望ましい。
１９はプローブ１５からの信号取り出しおよびプローブ
１５への信号供給用のケーブル、２０はプローブ１５を
手動操作する手、２１は被検体、３１は観察しようとす
る目的物である。
信信号処理系は第１図に示した従来例と同一であるため
省略し、プローブの位置および方向の検出系のみを示し
た。図において、１５は超音波プローブで、ロツド１６
により支持されている。ロツド１６には音波ないしは超
音波を発生する２つ以上の発音器１７，１８がある程度
の間隔を保つて固定されている。これらの発音器１７，
１８は互に異なる周波数の音波ないしは超音波を発生す
る。これらの音波ないしは超音波としては実用上は人間
の可聴周波数外の周波数のものであることが望ましい。
１９はプローブ１５からの信号取り出しおよびプローブ
１５への信号供給用のケーブル、２０はプローブ１５を
手動操作する手、２１は被検体、３１は観察しようとす
る目的物である。
一方室内の３個所以上の個所にそれぞれマイクロホンの
ような集音器２２，２３，２４が固定されている。これ
らの集音器２２，２３，２４からの信号はケーブル２５
，２６，２７を通つてプローブ位置演算回路２８に加え
られる。２９はプローブ位置演算回路２８の出力端子で
、通常モニターテレビの偏向回路に接続される。
ような集音器２２，２３，２４が固定されている。これ
らの集音器２２，２３，２４からの信号はケーブル２５
，２６，２７を通つてプローブ位置演算回路２８に加え
られる。２９はプローブ位置演算回路２８の出力端子で
、通常モニターテレビの偏向回路に接続される。
つぎに動作を説明する。
プローブ１５はケーブル１９を通つて加えられるスパイ
ク状の電気信号により超音波３０を発生する。この超音
波３０は被検体２１内を進行し目的物３１に当り、その
反射波はプローブ１５により検出され、ケーブル１９よ
り電気信号としてとり出される。プローブ１５は目的物
３１を探知し所望の位置から観察するべく手２０により
移動させるが、このときのプローブ１６の位置は次のよ
うにして検出する。
ク状の電気信号により超音波３０を発生する。この超音
波３０は被検体２１内を進行し目的物３１に当り、その
反射波はプローブ１５により検出され、ケーブル１９よ
り電気信号としてとり出される。プローブ１５は目的物
３１を探知し所望の位置から観察するべく手２０により
移動させるが、このときのプローブ１６の位置は次のよ
うにして検出する。
発音器１７，１８はたとえば圧電セラミツクスなどの電
気音響変換材料を使用した超音波発生器で、それぞれ互
いに異る波長のパルス状の音波を空中に発射する。空中
に発射された各波長の音波は集音器２２，２３，２４に
より検出される。このとき、発音器１７，１８からの音
波が集音器２２，２３，２４に到達するまでの時間を測
定すれば、各発音器１７，１８と各集音器２２・２３，
２４との距離を測定することができる。この距離がわか
るとプローブの位置は一義的に定まる。たとえば、発音
器と集音器が第４図に示すように同一平面Ｐ内に配置さ
れている二次元配置の場合を考える。２個の発音器Ｔａ
，Ｔｂの位置をそれぞれ（Ｘａ，Ｙａ），（Ｘｂ，Ｙｂ
）、３個の集音器Ｍｌ，Ｍ２，Ｍ３の位置をそれぞれ（
Ｘ，，Ｙｌ），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）、各発
音器と集音器間の距離をそれぞれＬａｌ，Ｌａ２，Ｌａ
３，Ｌｂｌ，Ｌｂ２，Ｌｂ３とすると、集音器Ｍｌ，Ｍ
２，Ｍ３の位置は固定点であるから、集音器Ｍ１からＬ
ａｌ、集音器Ｍ２からＬａ２．集音器Ｍ３からＬａ３の
距離にある点は発音器Ｔａの位置以外にはない。
気音響変換材料を使用した超音波発生器で、それぞれ互
いに異る波長のパルス状の音波を空中に発射する。空中
に発射された各波長の音波は集音器２２，２３，２４に
より検出される。このとき、発音器１７，１８からの音
波が集音器２２，２３，２４に到達するまでの時間を測
定すれば、各発音器１７，１８と各集音器２２・２３，
２４との距離を測定することができる。この距離がわか
るとプローブの位置は一義的に定まる。たとえば、発音
器と集音器が第４図に示すように同一平面Ｐ内に配置さ
れている二次元配置の場合を考える。２個の発音器Ｔａ
，Ｔｂの位置をそれぞれ（Ｘａ，Ｙａ），（Ｘｂ，Ｙｂ
）、３個の集音器Ｍｌ，Ｍ２，Ｍ３の位置をそれぞれ（
Ｘ，，Ｙｌ），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）、各発
音器と集音器間の距離をそれぞれＬａｌ，Ｌａ２，Ｌａ
３，Ｌｂｌ，Ｌｂ２，Ｌｂ３とすると、集音器Ｍｌ，Ｍ
２，Ｍ３の位置は固定点であるから、集音器Ｍ１からＬ
ａｌ、集音器Ｍ２からＬａ２．集音器Ｍ３からＬａ３の
距離にある点は発音器Ｔａの位置以外にはない。
したがつて距離Ｌａ，，Ｌａ２，Ｌａ３が定まれば発音
器Ｔａの位置は定まる。同様に発音器Ｔｂの位置も距離
Ｌｂｌ，Ｌｂ２，Ｌｂ３がわかれば定まる。発音器Ｔａ
，Ｔｂはプローブに固定されたものであるから２つの発
音器の位置が前述のようにしてわかればプローブの位置
がわかる。プローブ位置演算回路２８は前述した発音器
と集音器間の距離Ｌａｌ，Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌｂｌ，Ｌ
ｂ２，Ｌｂ３からプローブの位置を演算する回路である
。
器Ｔａの位置は定まる。同様に発音器Ｔｂの位置も距離
Ｌｂｌ，Ｌｂ２，Ｌｂ３がわかれば定まる。発音器Ｔａ
，Ｔｂはプローブに固定されたものであるから２つの発
音器の位置が前述のようにしてわかればプローブの位置
がわかる。プローブ位置演算回路２８は前述した発音器
と集音器間の距離Ｌａｌ，Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌｂｌ，Ｌ
ｂ２，Ｌｂ３からプローブの位置を演算する回路である
。
すなわち、各発音器から各集音器へ音波が到達する時間
をＴａｌｊｔａ２９ｔａ３９ｔｂｌ７ｔｂ２，ｔｂ３、
音波の速度をＶとすると、０ ？？０１？？Ｏ
？？？ノ ＣＶ？ ？？′となる。
をＴａｌｊｔａ２９ｔａ３９ｔｂｌ７ｔｂ２，ｔｂ３、
音波の速度をＶとすると、０ ？？０１？？Ｏ
？？？ノ ＣＶ？ ？？′となる。
集音器は固定されているので、その位置である（Ｘｌ，
Ｙｌ），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）は既知であり
、音速Ｖも既知であるから、時間Ｔａｌ，ｔａ２，ｔａ
３，ｔｂｌ，ｔｂ２，ｔｂ３を測定すれば上式より発音
器の位置（Ｘａ，Ｙｂ），（Ｘｂ，Ｙｂ）は計算できる
。この演算をするのがプローブ位置演算回路２８である
。こうしてプローブ位置演算回路２８により検出したプ
ローブ位置信号は出力端子よりモニターテレビ（図示せ
ず）などの表示装置に加えられ、プローブの位置を表示
する。
Ｙｌ），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）は既知であり
、音速Ｖも既知であるから、時間Ｔａｌ，ｔａ２，ｔａ
３，ｔｂｌ，ｔｂ２，ｔｂ３を測定すれば上式より発音
器の位置（Ｘａ，Ｙｂ），（Ｘｂ，Ｙｂ）は計算できる
。この演算をするのがプローブ位置演算回路２８である
。こうしてプローブ位置演算回路２８により検出したプ
ローブ位置信号は出力端子よりモニターテレビ（図示せ
ず）などの表示装置に加えられ、プローブの位置を表示
する。
第４図は発音器および集音器が２次元配置である場合で
あつたが、３次元配置の場合には集音器を４個以上使用
すれば同様にしてプローブ位置の検出をすることができ
る。
あつたが、３次元配置の場合には集音器を４個以上使用
すれば同様にしてプローブ位置の検出をすることができ
る。
なお、以上の実施例では、プローブに発音器をとり付け
、空中の固定位置に集音器を配置した場合について説明
したが、プローブに２個以上の集音器をとりつけ、空中
の固定位置に３個以上の発音器を配しても全く同様にプ
ローブ位置を検出することができる。
、空中の固定位置に集音器を配置した場合について説明
したが、プローブに２個以上の集音器をとりつけ、空中
の固定位置に３個以上の発音器を配しても全く同様にプ
ローブ位置を検出することができる。
この場合プローブ位置演算回路はプローブの集音器に接
続される。以上のように本発明は超音波プローブに発音
器または集音器を２個以上とりつけ、空中の固定位置に
超音波プローグにとりつけた発音器からの音波を受信す
る集音器または超音波プローブにとりつけた集音器へ音
波を供給する発音器を３個以上配し、発音器から空中を
伝搬して集音器へ到達する音波の進行時間により超音波
プローブの位置およびその方向を検出するようにしたも
ので、プローブ支持用および位置検出用のアームを使用
せず簡単な構造および操作で超音波プローブの位置およ
び方向を検出することができる。
続される。以上のように本発明は超音波プローブに発音
器または集音器を２個以上とりつけ、空中の固定位置に
超音波プローグにとりつけた発音器からの音波を受信す
る集音器または超音波プローブにとりつけた集音器へ音
波を供給する発音器を３個以上配し、発音器から空中を
伝搬して集音器へ到達する音波の進行時間により超音波
プローブの位置およびその方向を検出するようにしたも
ので、プローブ支持用および位置検出用のアームを使用
せず簡単な構造および操作で超音波プローブの位置およ
び方向を検出することができる。
第１図は超音波イメージング装置の超音波信号処理系の
構成を示すプロツク図、第２図は従来の超音波プローブ
位置検出装置の概略図、第３図は本発明による超音波プ
ローブ位置検出装置の実施例を示す概略構成図、第４図
は第３図における実施例の動作説明図である。 １・・・・・・クロツク信号源、２・・・・・・超音波
プローブ駆動回路、３，１５・・・・・・超音波プロー
プ、４・・・・・・信号処理回路、５・・・・・・モニ
ターテレビ、７，２８・・・・・・プローブ位置演算回
路、８・・・・・・偏向波形発生回路、９，２１・・・
・・・被検体、１１，３１・・・・・泪的物体、１２，
１３・・・・・・アーム、１６・・・・・・ロツド、１
７，１８・・・・・・発音器、２２，２３，２４・・・
・・・集音器。
構成を示すプロツク図、第２図は従来の超音波プローブ
位置検出装置の概略図、第３図は本発明による超音波プ
ローブ位置検出装置の実施例を示す概略構成図、第４図
は第３図における実施例の動作説明図である。 １・・・・・・クロツク信号源、２・・・・・・超音波
プローブ駆動回路、３，１５・・・・・・超音波プロー
プ、４・・・・・・信号処理回路、５・・・・・・モニ
ターテレビ、７，２８・・・・・・プローブ位置演算回
路、８・・・・・・偏向波形発生回路、９，２１・・・
・・・被検体、１１，３１・・・・・泪的物体、１２，
１３・・・・・・アーム、１６・・・・・・ロツド、１
７，１８・・・・・・発音器、２２，２３，２４・・・
・・・集音器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波プローブに複数個の光源を設け、前記光源か
ら発せられる光源を少なくとも超音波プローブの上方お
よび側方より検知し、検知した信号を表示し、または光
線の検知に関連した時間をもとに光源の位置を演算処理
することを特徴とする超音波プローブ位置検出方法。 ２ 複数個の光源を有する超音波プローブと、前記超音
波プローブの走査範囲の上方および側方に配された２つ
の光学的検知手段と、前記光学的検知手段の出力を表示
する表示装置または前記出力をもとに光源の位置を演算
する演算回路とを具備したことを特徴とする超音波プロ
ーブ位置検出装置。 ３ 光学的検知手段がテレビカメラである特許請求の範
囲第２項記載の超音波プローブ位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51084839A JPS5928260B2 (ja) | 1976-07-15 | 1976-07-15 | 超音波プロ−ブ位置検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51084839A JPS5928260B2 (ja) | 1976-07-15 | 1976-07-15 | 超音波プロ−ブ位置検出方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5310487A JPS5310487A (en) | 1978-01-30 |
| JPS5928260B2 true JPS5928260B2 (ja) | 1984-07-11 |
Family
ID=13841950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51084839A Expired JPS5928260B2 (ja) | 1976-07-15 | 1976-07-15 | 超音波プロ−ブ位置検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928260B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521980Y2 (ja) * | 1985-05-28 | 1993-06-04 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5977840A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-04 | 株式会社日立メデイコ | 超音波断層装置 |
| GB8623093D0 (en) * | 1986-09-25 | 1986-10-29 | Atomic Energy Authority Uk | Superimposition in video display system |
| JP2003535465A (ja) | 2000-05-31 | 2003-11-25 | ハネウエル・インターナシヨナル・インコーポレーテツド | 充填装置 |
| US6800232B2 (en) | 2000-05-31 | 2004-10-05 | Ttm Advanced Circuits, Inc. | PCB support plate method for PCB via fill |
| US6506332B2 (en) | 2000-05-31 | 2003-01-14 | Honeywell International Inc. | Filling method |
| DE10196262T1 (de) | 2000-05-31 | 2003-05-15 | Honeywell Int Inc | Füllsystem |
-
1976
- 1976-07-15 JP JP51084839A patent/JPS5928260B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521980Y2 (ja) * | 1985-05-28 | 1993-06-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5310487A (en) | 1978-01-30 |
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