JPS5928952A

JPS5928952A - 扇形走査用超音波装置

Info

Publication number: JPS5928952A
Application number: JP58127535A
Authority: JP
Inventors: ワルタ−・ヘツツ
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1982-07-19
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1984-02-15
Also published as: DE3226916A1; US4530362A; EP0100860B1; EP0100860A1; DE3363381D1

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、超音波送・受信系および付属の駆動・制御手
段のための探触子ケースを備え、超音波送・受信系は少
なくとも１つの変換素子を有する旋回可能な超音波ヘッ
ドからなり、その超音波ヘッドは旋回軸を中心に所定の
角度範囲内で周期的に旋回可能であるような扇形走査用
超音波装置に関する。

扇形走査方式はとぐに心臓検査に使用される。

というのは、一方では肋骨間に、他方では鎖骨上部に、
超音波を入射させることのできる音響的窓が存在するか
らである。扇形走査器は種々の技術的な構成を有するも
のが数多く知られている。この場合に、技術開発は、で
きるだけ小形でかつ取（４）作用する。

扇形走査の発生は機械的または電子的に行なわれる。前
者の場合には送・受信変換器系をもつ超音波ヘッドが周
期的に揺動させられるのに対して、後者の場合には゛′
フェーズドアレイ°１の原理にしたがって電子的にビー
ム偏向がもたらされる。機械的に運動させられる超音波
ヘッドを備えだ走査器の場合には、超音波ヘッドの揺動
のだめの駆動が例えば付属の推進クランクを有する偏心
輪を介して行なわれる。また、超音波ヘッドを、周辺に
多数の単位振動子を備えた回転ロールとして形成して、
単位振動子がロール回転時に循環的に順次投入（スイッ
チオン）され、そして再びしゃ断されるようにすること
もできる。さらに、例えば可動コイル計器または３相も
しくは単相モータの原理による電磁式駆動装置も可能で
ある。最後に述べた駆動装置の場合には電磁誘導フィー
ルドを介してそれ相応に制御可能なカが生ぜしめられ、
そ既に述べたように、扇形走査器における開発は、でき
るだけ小形でかつ取扱い易い探触子を提供することをめ
ざしている。公知の探触子の場合には超音波ヘッドの機
械的な運動により避は得ない慣性力が探触子において生
じることがまだ不満足な点である。この種の慣性力を反
対に回転するモータによって補償するように部分的に既
に努力されている。そのほかに、従来技術の場合にはど
の超音波ヘッドも特殊の超音波周波数に対して設計され
ていることが不満足である。したがって、別の超音波周
波数が必要な場合には一般に探触子全体を交換しなけれ
ばならない０　。

そこで、本発明は応用範囲が広く、使用者にとって取扱
上公知の扇形走査器よりも利点の多い扇形走査用超音波
装置を提供することを目的とする。

この目的は、本発明に、よれば、唯１つの駆動装置によ
り、探触位置において互いに対向し、がっラドが次の形
式にて駆動可能であること、すなわち一方の超音波ヘッ
ドの超音波放射をともなう走査運動の際に他方の超音波
ヘッドが機械的な力を打消すだめの反対の旋回運動を行
なうように駆動可能であることによって達成される。

それゆえ、本発明によれば、一方では機械的に駆動され
る扇形走査器の場合に避は得ないで発生する慣性力の補
償が得られ、他方では超音波機器は同時に異なる動作周
波数の２つの超音波ヘッドを持ち、これらの超音波ヘッ
ドは必要な場合に容易に探触状態にすることができると
いう利点がある。例えば、検査者は探触子を案内部とと
もに棒状の＝ｒｒ＝＝確に位置決めすることができる。

その場合にその都度あてがうべき超音波ヘッドはすべて
の方向に可動であり、心臓検査に良好に適用できる。案
内部を備えた探触子ケースの新たな空間形状は案内部の
旋回によって選択的に肋間空間における探触にも鎖骨上
部空間における探触にも上述の取扱いを可能にする。

後者は従来技術の機器によると困難である。

２重構造の運動系の設計はとくに電磁式駆動装置によっ
て実現される。２重接極子、相応の巻線および超音波〜
ラド上の磁石素子の使用によって複雑な機構が避けられ
、それにより探触子を小形化することができる。

以下図面を参照しながら、本発明を実施例についてさら
に詳細に説明する。

第１図は本発明による扇形走査用超音波機器の側面図で
あり、第２図および第３図は第１図の互いに直角方向の
２つの断面図であり、第４図は超音波ヘッドの斜視図で
ある◇ 第１図において、１は探触子ケースを示す。これははソ
円筒状に形成されていて、上下面にそれぞれはソ対称の
球欠部分であるカップ２，３を有する。球欠部分は可撓
性ではあるが丈夫な合成樹脂、例えばポリエチレンまた
はポリプロピレンからなる。これらは両方ともそれぞれ
付属の液体の前駆区間を有する走査器を覆っている。２
つの走査器カップ２，３を有する探触子ケースは極めて
コンパクトに構成されている。それによって、探触子は
例えば患者の肋骨間に轟てがうことができる。したがっ
て、とくに心臓断層表示のだめの扇形走査をもたらすこ
とができる。

探触子ケース１は中央部両側を案内部４によって包囲さ
れている。案内部４の中心近くに探触子ケース２と回転
軸５との接続部が設けられている。

案内部４の末端には付属の駆動ケーブルを備えたケーブ
ル接続部６がある。案内部４と探触子ケースｌとの特殊
な接続によって選択的に両超音波ヘッドのうちの１つを
肋間検査のだめに棒状にして使用するか、または鎖骨上
部検査のだめに案内部を直角に曲げて使用することがで
きる。

第２図および第３図による断面図において、１〜７は既
に説明済のものと同じである。ケース部分ｌはほとんど
合成樹脂からなり、ヨーク、コイルおよび回転接極子を
備えた電磁式駆動装置を収４内で回転可能もしくはスナ
ップ動作可能に支持されているので、接触子ケース１は
選択的に走査器の一方を適当な探触位置にもたらすこと
ができる。

詳細には、２０および３０が２つの超音波ヘッドを示し
、これらはケース１内でそれぞれ回転軸ＡもしくはＢを
中心に所定の角度範囲だけ旋回可能に支持されている。

その場合に超音波ヘッド２０もしくは３０にはそれぞれ
探触面側に超音波変換器２１もしくは３１が図示されて
いない減衰体を介して取り付けられている。超音波ヘッ
ド２０もしくは３０によって回転子２２もしくは３２が
形成されてい、て、−これらは背面側に永久磁石層２３
もしくは３３を有する。この種の永久磁石は、例えば稀
土類のベース上に形成されていて、層状に回転子２２．
３２上に施されている。これらはその都度の要求に応じ
て磁化され、例えばＮ極、Ｓ極およびＮ極を有するはソ
９０°の周辺配列に磁化するよび３０が既に述べたカッ
プ２および３によって封鎖されている０これらは、いわ
ば膜２４も１ツ＜は３４を有する結合系を形成していて
、変換器と膜との間には超音波を導く液体、例えば水が
前駆区間として介在する。

旋回可能に支持されている両超音波ヘッド２０および３
０の間には、電磁石が配置されていて、これにより同時
に両超音波ヘッドの運動を起こさせることができるよう
になっている。詳細には・電磁石は積み重ねられた変圧
器薄板４０からなり、これは超音波ヘッドの背面側に形
成される接極子表面のだめの極片を形成するように打ち
抜かれている。全体としてコイル４３０巻線を納めるだ
めの切欠き４１および４２を有するヨークが形成される
。

上述の電磁石により、要求される動的に可変の磁界が生
せしめられる。それにより、極性に応じて磁界変化時に
その都度旋回運転が行なわれるように接極子が動かされ
る。その際にそれと同時に（１１）検出に使用することができ、しだがって制御目的両変換
器のうちの一方２２もしく３１が超音波放射もしくは受
信のために付勢される。

電気配線および信号処理ユニットは図示されていない。

しかし、案内部４内にはこの種のユニットを収納するに
十分な空間があることは明らかである。これは、本来の
探触子ケース１を所望どおり極めてコンパクトにするこ
とができることをもたらす。

第３図の断面図から、さらにヨーク４０およびコイル４
１を備えだ電磁石の構造が明らかである。

とくに、ここでは永久磁石を備えた接極子としての超音
波ヘッド２０の構造が明らかである。回転軸２６上には
橋絡片２７が取り付けられている。

接極子部２２はヨーク４０の極片形状に合わせられてい
て、本来の合成樹脂ケースの空洞内にある。

制御のために接極子部分は側方に金属突出部２８を有す
る。さらに、対応する金属突出部２９がケース空洞の内
壁にある０したがって、いわば回転コンデンサが形成さ
れ、これは回転接極子の位置（１２）それゆえ、機械式駆動装置をもって相応に構成さ第２の
超音波〜ラド３０は接極子および容量性測定素子に関し
て同じように構成されている。第４図の斜視図から、容
量性測定素子を備えた旋回可能な超音波ヘッドの機能が
さらに明らかにされている。変換素子旋回軸および永久
磁石層の参照番号は既に説明したとおりである。静止位
置では両金属突′出部２８，２９はコンデンサが形成さ
れるように互いに対向する。超音波〜ラドの旋回時には
有効面積が変化し、それにより変換器の各位置を検出す
ることができる。

実施例の記述と図面から詳細にわかるように、電磁駆動
装置はとくにコンパクトな機器構成のために適している
。しかし、それは別として、互いに末端で対向する２つ
の超音波ヘッドを備えた探触子ケースは、機械式駆動装
置にても構成することができる。その場合に、適用およ
び取扱い易さ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波装置の側面図、第２図およ
び第３図は第１図の互いに直角の方向の２つの断面図、
第４図は超音波ヘッドの拡大斜視図である。１・・・探触子ケース、　２，３・・・カップ、　４・
・・案内部、　５・・・回転軸、　６・・・ケーブル接
続部、７・・・駆動ケーブル、　２０．３０・・・超音
波ヘッド・２１．３１・・・超音波変換器、　２２．３
２・・・回転接極子、　２３．３３・・・永久磁石層、
　２４．３４・・・膜、　２６・・・回転軸、　２７・
・・橋絡部、　２８゜２９・・・金属突出部、　４０・
・・ヨーク、　４１．４２・・・切欠き、　　４３・・
・コイル０ＦＩＧ　２ＦＩＧ　３

Claims

【特許請求の範囲】１）超音波送・受信系および付属の駆動・制御手段のた
めの探触子ケースを備え、超音波送・受信系は少なくと
も１つの変換素子を有する旋回可能な超音波ヘッドから
なり、その超音波ヘッドは旋回軸を中心に所定の角度範
囲内で周期的に旋回可能であるような扇形走査用超音波
装置において、唯一つの駆動装置（４０〜４３）により
、探触位置において互いに対向し、かつ互いに反撲する
変換素子（２１，２２）を有する２つの超音波ヘッド（
２０，３０）が次の形式にて駆動可能であること、すな
わち一方の超音波ヘッド（２０）の超音波放射をともな
う走査運動時に他方の超音波ヘッド（３０）が機械力の
打消しのだめの反対の旋回運動を行なうように駆動可能
であることを２）探触子ケース（１）内の両超音波ヘッ
ド（２０，３０）は択一的に患者の探触位置へもたらさ
れ得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の扇
形走査用超音波装置。３）２つの超音波ヘッド（２０，３０）を持つ探触子ケ
ース（１）が案内部（４）に旋回可能に支持されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の扇形走査
用超音波装置。４）案内部内（４）には超音波ヘッド（２０゜３０）の
だめの電子制御・駆動ユニットが納められていることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の扇形走査用超音
波装置。５）電磁式駆動装置を備え、この電磁式駆動装置は、互
いに対立する極片を有する二重ヨーク（４０）と磁界発
生のだめの付属のコイル巻線（４２）とからなり、それ
ぞれ極片間に両超音波ヘッド（２０，３０）の１つが回
転接極子として配置されていることを特徴とす音波装置
。６）各超音波ヘッド（２０，３０）は極片側に相応の極
性を有する、とりわけ稀土類のペース上に永久磁石層を
施されていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の扇形走査用超音波装置。７）旋回運動の制御は容量式信号発生器（２８゜２９）
を介して行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第７項のいずれかに記載の扇形走査用超音波
装置。８）容量式信号発生器（２８，２９）は回転コンデンサ
の形式に形成されていて、回転部分は接極子として作用
する超音波ヘッド（２ｏ。３０）部分と接続されていることを特徴とする特許請求
の範囲第７項記載の扇形走査用超音波装置。９）二重ヨーク（４０）は適当に積み重ねられた変圧器
薄板の積層体からなることを特徴とする特許請求の範囲
第６項記載の扇形走査用（３）扱い易い探触子を開発することをめざしている。超音波装置。１０）駆動装置（４０〜４３）の電磁部分は超音波ヘヅ
゛ドの前駆区間の液体系によって閉じ込まれていること
を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の扇形走査用超
音波装置。