JPS61109556A - Convex type ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Convex type ultrasonic diagnostic apparatus

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JPS61109556A
JPS61109556A JP23291684A JP23291684A JPS61109556A JP S61109556 A JPS61109556 A JP S61109556A JP 23291684 A JP23291684 A JP 23291684A JP 23291684 A JP23291684 A JP 23291684A JP S61109556 A JPS61109556 A JP S61109556A
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vibrator
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scanning
probe
heart
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孚城 志村
雄一 杉山
一宏 渡辺
並木 文博
川辺 憲二
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンへ、クス型超音波診断装置、特に超音波を
用いて心臓の断層像等をディスプレイ上に表示等する際
に、多重反射が少なくかつ観察視野が広い良質な超音波
断層像等を得るよう構成したコンベックス型超音波診断
装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a computer, a box-type ultrasonic diagnostic device, and especially when displaying a tomographic image of the heart on a display using ultrasonic waves, multiple reflections are detected. The present invention relates to a convex-type ultrasonic diagnostic apparatus configured to obtain high-quality ultrasonic tomographic images, etc. with less noise and a wide field of view.

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕従来、
心臓用超音波診断装置として、第6図図示の如(フェー
ズド・7レイ型プローブを用いて各振動子1−1の駆動
および受信位相を遅延回路2を用いて図中矢印の示す走
査方向に向かうべく制御し、結果として観測方向を定め
るいわゆるセクタ・スキャンを行うものがあった。該構
成の心臓用超音波診断装置を用いて心臓のl!17層像
を観察する場合には、例えば第6図図中振動子1−1か
ら反射体3−1の方向に放射された超音波は図示点線を
用いて示す如くいわば反射する形で戻った超音波を振動
子1−1を用いて検出し、ディスプレイ上に表示するこ
とによって行っていた。このため、第7図図示のり0く
プローブの先端に配置された平坦な形状の振動子!−2
に対して、平行に位置している反射体3−2が存在する
と、当該反封体3−214って反射された超音波が両者
の間で繰り返し反射してしまい、振動子1−2と反射体
3−2との間の距離“l”の2倍、3倍、・・・の位置
にも当該反射体3−2が図示虚像として存在する如くデ
ィスプレイ上に表示されてしまうという問題点があった
[Problems to be solved by conventional technology and invention] Conventionally,
As a cardiac ultrasound diagnostic device, as shown in FIG. There is a device that performs so-called sector scanning which determines the observation direction as a result.When observing an image of the 17th layer of the heart using a cardiac ultrasound diagnostic device with this configuration, for example, the In Fig. 6, the ultrasonic waves emitted from the transducer 1-1 in the direction of the reflector 3-1 are reflected, as shown by the dotted line, and the ultrasonic waves returned are detected using the transducer 1-1. This was done by displaying the information on a display.For this purpose, a flat-shaped vibrator placed at the tip of the probe shown in Figure 7 was used.
On the other hand, if there is a reflector 3-2 located in parallel, the ultrasonic waves reflected by the anti-encapsulant 3-214 will be repeatedly reflected between the two, causing the transducer 1-2 and The problem is that the reflector 3-2 is displayed on the display as if it exists as an illustrated virtual image even at positions that are twice, three times, etc. the distance "l" between the reflector 3-2 and the reflector 3-2. was there.

具体的に言うと、第8図図示の如き右室および左室を心
腹がおおっている形の心臓を、図中上部から第6図ある
いは第7図図示の如き平坦な振動子1−]、1−2から
なるプローブを用いて超音波を放射し、反射されたもの
を検出した信号を示すと、第9図図示の如くなる。第9
図図中縦軸は振動子1−1.1−2によって検出された
超音波の振幅(強度)、横軸は時間を表す、振動子1−
1.1−2から心臓に向けて放射された超音波は、第9
図図中心膜が位置する領域で強く反射される。
Specifically, a heart with the right ventricle and left ventricle covered by the cardiac abdomen as shown in FIG. The probe 1-2 is used to emit ultrasonic waves, and the reflected signals are detected as shown in FIG. 9th
In the figure, the vertical axis represents the amplitude (intensity) of the ultrasound detected by the transducer 1-1.1-2, and the horizontal axis represents time.
1. The ultrasonic waves emitted from 1-2 toward the heart are
It is strongly reflected in the region where the central membrane of the figure is located.

そして、次に示す右室内でけ血液が存在するために反射
は殆どない筈であるが、図示点線を用いて示す虚像(心
腹と振動子1−1、■−2との間を反射したもの)が検
出される場合がある。また、同様に左室内でも血液が存
在するために反射が殆どない筈であるが、図示点線を用
いて示す虚像が検出される場合がある。このように、従
来の平坦な振動子1−1.1−2を用いていたのでは、
心臓内あるいは近傍に存在する強い反射を生しさせる反
射体と当該振動子1−1.1−2との間で繰り返し反射
することによって虚像が発生してしまうという問題点が
あった。
There should be almost no reflection due to the presence of blood in the right ventricle, but there is a virtual image (reflected between the cardiac abdomen and transducers 1-1 and -2) shown using the dotted line in the figure. ) may be detected. Similarly, since there is blood in the left ventricle, there should be almost no reflection, but a virtual image indicated by the dotted line in the figure may be detected. In this way, if the conventional flat vibrator 1-1.1-2 was used,
There has been a problem in that a virtual image is generated due to repeated reflections between the vibrator 1-1.1-2 and a reflector that causes strong reflection that is present in or near the heart.

一方、第10図図示の如く円筒の一部に振動子1−3を
配置したいわゆるコンベックス型探触子が腹部の断層像
等を観察するのに用いられるようになってきた。その目
的は、従来腹部に用いられているリニア型探触子1−4
は、第12図図中実線で示す如く、一点鎖線で示すセク
タスキャンに比較し、体表4の近くで広い視野の像が得
られるが、体表4から深さ方向に離れても一定の幅の視
野しか得られない欠点があるため、体表4の近くで広い
視野を保ちつつ、かつ体表4から深さ方向に離れた位置
で図中点線で示すように広い視野を確保することにある
。従って、該腹部の断層像等の観察に用いられている超
音波診断装置は、その性質上本発明の目的としている肋
骨によっていわば籠の中の鳥の如く保護されている心臓
を観察するものとは異なり、一般に振動子1−3を被観
察体(II′!部)に接触する位置に制限を受けること
が少なく、しかも体表4に近い位置の広い視野の断層像
と深い位置のより広い視野の断層像等とを観察すること
が望ましいために、第1O図図示の如く超音波の放射さ
れる放射中心“0゛は振動子1−3の上方に位置してい
る。このため、本発明の目的とする心臓の断層像等を観
察するのに強いて用いると、第11図図示の如く当該超
音波の放射中心が体表の上部、例えば放射中心“0□ 
”に位置し、放射中心′0゜″の如く体表4玄近づける
ことができないため、図示斜線を用いて示す肋骨5によ
って視野が制限され、観察し難いものとなってしまうと
いう問題点があった。
On the other hand, a so-called convex type probe in which a transducer 1-3 is disposed in a part of a cylinder as shown in FIG. 10 has come to be used for observing tomographic images of the abdomen and the like. The purpose is to use the linear probe 1-4, which is conventionally used in the abdomen.
As shown by the solid line in Figure 12, an image with a wider field of view can be obtained near the body surface 4 compared to the sector scan shown by the dashed-dotted line. Since there is a drawback that only a wide field of view can be obtained, it is necessary to maintain a wide field of view near the body surface 4 and at the same time secure a wide field of view at a position far away from the body surface 4 in the depth direction as shown by the dotted line in the figure. It is in. Therefore, the ultrasonic diagnostic equipment used to observe tomographic images of the abdomen, etc., by its nature, is used to observe the heart, which is protected like a bird in a cage by the ribs, which is the object of the present invention. Generally, there are few restrictions on the position where the transducer 1-3 contacts the object to be observed (part II'!), and moreover, it is possible to obtain a tomographic image with a wide field of view at a position close to the body surface 4 and a wider field at a deeper position. Since it is desirable to observe tomographic images of the field of view, the radiation center "0" from which the ultrasonic waves are emitted is located above the transducer 1-3, as shown in Figure 1O. When used to observe a tomographic image of the heart, which is the object of the invention, the emission center of the ultrasonic wave is located above the body surface, for example, the emission center "0□", as shown in FIG.
Since it is located at ``0°'' and cannot be approached as close to the body surface as the radiation center ``0°'', the field of view is restricted by the ribs 5 indicated by diagonal lines in the figure, making it difficult to observe. Ta.

また、従来のlシ部用コンヘックス探触子(プローブ)
は、第7図図示の如き繰り返し反射を防止するために十
分小さな曲率をとることが、体表4に近い位置で広い視
野の断層像を得る目的と相反するため、行われていす、
数+mmRの曲率のものが一般的である。この程度の曲
率では第12図図中実線で示す如く反射波を拡散させて
多重反射を極小化するには十分でない。しかしながら、
腹部には、心臓をおおう心腹の如く強い反射を生しさせ
る反射体が体表近傍にないため、現状の曲率を有するも
のであっても実用上差支えない。
In addition, the conventional conhex probe (probe) for
This is done because having a sufficiently small curvature to prevent repeated reflections as shown in FIG. 7 conflicts with the purpose of obtaining a tomographic image with a wide field of view at a position close to the body surface 4.
A curvature of several + mmR is common. This degree of curvature is not sufficient to diffuse the reflected waves and minimize multiple reflections, as shown by the solid line in FIG. however,
Since the abdomen does not have a reflector near the body surface that produces a strong reflection like the ventral region of the heart that covers the heart, there is no practical problem even if the abdomen has the current curvature.

c問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するために、超音波を用い
て心臓の断層像等をディスプレイ上に表示等する際に、
超音波を放射および検出する振動子を円筒面のほぼ半周
に渡って配置することにより、超音波の放射中心を低め
ると共に10−ブを小型化して肋骨によって視野が制限
されることがなくかつ多重反射の生じない良質な心臓の
断層像等を得ている。そのため、本発明のコンベックス
型超音波診断装置は、振動子を円筒面の外面に配置した
コンベックス型プローブを用いてディスプレイ上に画像
を表示するコンヘノクス型超音波診断装置において、前
記振動子を構成する各素子片を円筒面の外面にほぼ半周
に渡って配置したプローブと、前記円筒面の中心を走査
中心としてほぼ90°の範囲内の前記素子片を1群とし
て】M訳すると共にo d d / ev e n走査
を行うべく所定の前記素子片を順次選択して超音波を放
射するための電力を供給する選択回路とを備え、ほぼ9
0゜の走査角を得るよう構成することを特徴としている
Means for Solving Problem c] In order to solve the above problem, the present invention provides the following steps when displaying a tomographic image of the heart on a display using ultrasound, etc.
By arranging the transducer that emits and detects ultrasonic waves over approximately half the circumference of the cylindrical surface, the center of ultrasonic emission can be lowered and the 10-beam can be made smaller, so that the field of view is not restricted by the ribs and can be multiplexed. We are able to obtain high-quality tomographic images of the heart without reflections. Therefore, the convex-type ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is a convex-type ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image on a display using a convex-type probe in which a transducer is arranged on the outer surface of a cylindrical surface. A probe in which each element piece is arranged approximately halfway around the outer surface of a cylindrical surface, and the element pieces within a range of approximately 90° with the center of the cylindrical surface as the scanning center are considered as one group] M and o d d /ev e n scanning, a selection circuit that sequentially selects the predetermined element pieces and supplies power for emitting ultrasonic waves;
It is characterized by being configured to obtain a scanning angle of 0°.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参院しつつ本発明の実施例を詳細に説明する
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第1図図示
振動子の要部構成図、第3図および第4図は第1図図示
振動子の製造方法を説明する説明図、第5図は第1図図
示振動子の他の要部構成図を示す。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the main parts of the vibrator shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are explanations explaining the manufacturing method of the vibrator shown in FIG. FIG. 5 shows another main part configuration diagram of the vibrator shown in FIG. 1.

図中、6は振動子、7はディスプレイ、8は表−示回路
、9は位相制御回路、9−1.9−3はドライバ、9−
2.9−4はレシーバ、9−5はスイッチ、10は走査
選択回路、11は制御回路、12は電挽、13−1.1
3−2は中継TL掻七反、14は接着層、15は接Vt
膜、16はテフロン枠、17は整合層、1日は前面整合
層、I9は背面整合層、20はワックス、2Iは吸音体
、22は支持枠、22−1は電極パターン、23.23
−1は接着剤、24は支持型、25はレンズを表す。
In the figure, 6 is a vibrator, 7 is a display, 8 is a display circuit, 9 is a phase control circuit, 9-1.9-3 is a driver, 9-
2.9-4 is a receiver, 9-5 is a switch, 10 is a scanning selection circuit, 11 is a control circuit, 12 is a power supply, 13-1.1
3-2 is the relay TL scratch, 14 is the adhesive layer, 15 is the contact Vt
membrane, 16 is a Teflon frame, 17 is a matching layer, 1 is a front matching layer, I9 is a back matching layer, 20 is wax, 2I is a sound absorber, 22 is a support frame, 22-1 is an electrode pattern, 23.23
-1 represents an adhesive, 24 represents a support type, and 25 represents a lens.

第1図は心臓の断層像等を表示するコンヘノラス型心臓
用超音波診断装置の構成を示し、図中振動子6は本発明
に係わるものを示す。該振動子6は後述する如く円筒面
のほぼ半周を覆う形で配置してあり、当該振動子6を構
成する各素子(素子片)は夫々走査選択回路IOに接続
されている。
FIG. 1 shows the configuration of a continuous type cardiac ultrasound diagnostic apparatus that displays tomographic images of the heart, and the transducer 6 in the figure is related to the present invention. As will be described later, the vibrator 6 is arranged to cover approximately half the circumference of the cylindrical surface, and each element (element piece) constituting the vibrator 6 is connected to a scan selection circuit IO.

咳走査選択回路10は制御回路11からの図示ゲート信
号および位相制御回路9内のドライバ9−1.9−3等
からのドライブ信号に対応する形で振動子6を構成する
ほぼ90°の角度内に位置する素子群を図示の如く素子
群+11ないしくn)の順に後述するいわゆるo d 
d / e v e n走査を行っている。こめように
、心臓の断層像等を表示させるために円筒面のほぼ半周
を覆う形に配置した振動子6を用いているため、振動子
6を円筒面に配置したことによ、って多重反射による虚
像の発生が防止され、かつ振動子6から放射される超音
波の放射中心が低くなると共に小型になることによって
肋骨の狭い間に挿入した状態で視野の広い、良質な心臓
の断層像等をディスプレイ7上に表示させることができ
る。
The cough scanning selection circuit 10 configures the transducer 6 at an approximately 90° angle in response to the illustrated gate signal from the control circuit 11 and the drive signal from the drivers 9-1, 9-3, etc. in the phase control circuit 9. The element groups located within the so-called o d, which will be described later in the order of element group +11 to
d/eve n scanning is being performed. In order to display a tomographic image of the heart, the transducer 6 is arranged to cover approximately half the circumference of the cylindrical surface. The generation of virtual images due to reflections is prevented, and the radiation center of the ultrasound waves emitted from the transducer 6 is lowered and made smaller, resulting in a high-quality tomographic image of the heart with a wide field of view even when inserted between the narrow ribs. etc. can be displayed on the display 7.

また、振動子6から心臓に向けて放射された超音波の内
、反射して戻って来たものが当該振動子6によって検出
され、位相制御回路9内のレシーバ9−2.9−4およ
びスイッチ9−5等によって、所望のフォーカスを決め
るべき所定のタ、プ選択された遅延回路をin!−)た
後に増幅、加算、検波およびTGC等の受信超音波信号
に対する公知の所定の処理が行われる。そして、当該所
定の処理を行った信号を表示回路8に供給する。該U(
給を受けた表示回路8はディスプレイ7土に心臓の断層
像等を表示する。この際、制御回路11からo d d
 / e v e n信号および送信タイミング信号等
が位相制御回路9に通知され、o d d / e v
 en走査を行うように振動子6を構成する各素子に所
定の超音波を発生させる信号を供給すると共に反射波の
検出等をいわば同期した形で制御する。
Further, among the ultrasonic waves emitted toward the heart from the transducer 6, those that are reflected and returned are detected by the transducer 6, and are detected by the receivers 9-2, 9-4 and 9-4 in the phase control circuit 9. By using the switch 9-5 or the like, the selected delay circuit is turned on at a predetermined tap to determine the desired focus. -), the received ultrasound signal is subjected to known predetermined processing such as amplification, addition, detection, and TGC. Then, the signal subjected to the predetermined processing is supplied to the display circuit 8. The U(
The display circuit 8 receives the power and displays a tomographic image of the heart on the display 7. At this time, o d d from the control circuit 11
/e v e n signal, transmission timing signal, etc. are notified to the phase control circuit 9, and the o d d / e v
A signal for generating a predetermined ultrasonic wave is supplied to each element constituting the transducer 6 so as to perform en scanning, and detection of reflected waves and the like are controlled in a so-called synchronous manner.

また、走査線番号信号が表示回路8に通知され、所定の
心臓の断層像等が表示されるように制御する。以下順次
詳細に説明する。
Further, the scanning line number signal is notified to the display circuit 8, and control is performed so that a predetermined tomographic image of the heart or the like is displayed. A detailed explanation will be given below.

まず、前述した。 d d / e v e n走査に
ついて第1図を用いて説明しておく。咳o d d /
 e v en走査は、第1に図示の如く例えばほぼ9
0°の角度に対応する素子群(1)に超音波を発生すべ
く信号を送出する。第2に、当該素子群il+の走査方
向に1個余分の素子片を付は加えた形の素子群(2)に
超音波を発生すべく信号を送出する。第3に、当該第2
のステップ中に用いた素子群(2)中の走査方向と反対
方向の最後部の素子片を1個切り離した素子群(3)に
超音波を発生すべく信号を送出する。
First, as mentioned above. dd/even scanning will be explained using FIG. 1. Cough o dd /
The e v en scan first includes, for example, approximately 9
A signal is sent to the element group (1) corresponding to the 0° angle to generate ultrasonic waves. Second, a signal is sent to the element group (2) in which an extra element piece is added in the scanning direction of the element group il+ to generate ultrasonic waves. Thirdly, the second
A signal is sent to the element group (3), which is obtained by cutting off one of the rearmost element pieces in the direction opposite to the scanning direction in the element group (2) used during the step , to generate ultrasonic waves.

以下第1ないし第3のステップを順次繰り返す。Thereafter, the first to third steps are sequentially repeated.

以上の如くほぼ90°内の素子片を1群とした形の素子
群+11ないしくn)に対して超音波を発生させる1、
?号を順次供給しているため、当該o d d / e
  ・νen走査によって得られる最小の走査ステ、ブ
幅が各素子片の最小ステップ幅の半分となり、肋骨から
心臓を観測するために制限される円筒面の半周長で通常
の走査線数を得ることができ、しかも、各素子片の振動
モードや送信超音波ビームのグレイティング・ローブの
点で最適化を図る上で不可欠な条件を満たすことが可能
となる。
1. Generating ultrasonic waves for the element group+11 or n) in which the element pieces are arranged within approximately 90 degrees as a group as described above;
? Since the numbers are supplied sequentially, the relevant o d d / e
・The minimum scanning step width obtained by νen scanning is half the minimum step width of each element piece, and the normal number of scanning lines can be obtained with the half circumference length of the cylindrical surface, which is limited to observing the heart from the ribs. Moreover, it is possible to satisfy the essential conditions for optimizing the vibration mode of each element piece and the grating lobe of the transmitted ultrasonic beam.

第2図は第1図図中振動子6の要部構成図を示し、円筒
面の半周に渡って振動子6を構成する素子片が夫々配置
されている。該素子片は既述した如くほぼ90°に対応
する素子群毎に超音波を放射すべき信号が供給される。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the essential parts of the vibrator 6 in FIG. 1, and the element pieces constituting the vibrator 6 are arranged over half the circumference of the cylindrical surface. As described above, the element pieces are supplied with signals for emitting ultrasonic waves for each element group corresponding to approximately 90 degrees.

例えば図中S、1.を用いて示す1群の素子片に超音波
を放射すべき信号を供給すると、図中P、4.を用いて
示す工“ンベロープを有する超音波が生成される。同様
に図中S0およびS4.を用いて示す1群の素子片に超
音波を放射すべき信号を夫々供給すると、図中P。およ
びP−4,を用いて示すエンベロープを有する超音波が
夫々生成される。従って、既述した0d d / e 
v a n走査を第2図図中+45°ないし一45゛の
範囲に渡って順次行えば、振動子6を構成する素子片の
幅の半分の幅(ピッチ)でいわゆるセクタ・スキャンを
角度↓45°から−45の範囲に渡って行うことができ
る。換言すれば、振動子6を構成する素子片の数の倍の
数のピッチでセクタ・スキャンを+45°から−45“
の範囲(90°)に渡って行うことができ、心臓用のセ
クタ・スキャンを通常の走査線数で、しかも時間分解能
が良くグレイティング・ローブのない超音波ビームが達
成される。また、円筒面のほぼ半周の部分に振動子6を
構成する素子片を夫々配置しているため、肋骨の間に挿
入して心臓の断層像等を表示させるのに適する位に充分
小型となり、かつ超音波の放射中心0が体表の近くに位
置することによって約90°の高視野を当該肋骨によっ
て妨げられることがない。更に、本構成によれば、以下
具体的に数値で示す如く、曲率が小さくなり、多重反射
のない良質な画像を得ることができる。
For example, S in the figure, 1. When a signal for emitting ultrasonic waves is supplied to a group of element pieces shown using P, 4. An ultrasonic wave having an envelope indicated by P in the figure is generated.Similarly, when a signal for emitting ultrasonic waves is supplied to a group of element pieces indicated by S0 and S4 in the figure, respectively. and P-4, respectively, are generated.Therefore, the already mentioned 0d d/e
If v a n scanning is performed sequentially over the range of +45° to -45° in FIG. It can be performed over a range of 45° to -45°. In other words, the sector scan is performed from +45° to -45° with a pitch that is twice the number of element pieces that make up the vibrator 6.
can be performed over a range of 90 degrees, and a cardiac sector scan can be performed with a normal number of scanning lines, and an ultrasonic beam with good time resolution and no grating lobes can be achieved. In addition, since the element pieces constituting the transducer 6 are arranged approximately half the circumference of the cylindrical surface, it is small enough to be inserted between the ribs to display a tomographic image of the heart, etc. In addition, since the emission center 0 of the ultrasonic waves is located near the body surface, a high field of view of approximately 90° is not obstructed by the ribs. Further, according to this configuration, the curvature is reduced and a high-quality image without multiple reflections can be obtained, as will be specifically shown below with numerical values.

例えば、中心周波数を3・5MH2、開口(l)を10
mm、走査線数を約110本捏度とし、グレイティング
・プローブが殆ど画像に現れないことを条件に最適化す
る。まず、振動子の半径a(曲率)は β=2πa / 4・・・・・・・・・・・・・+11
から、約7mmが得られる。また、グレイティング・プ
ローブが画像に現れない条件から、開口を40ないし7
0分割することが望ましく、走査線数として110本程
本程たいことから、48ないし64分割が適当である。
For example, the center frequency is 3.5MH2, the aperture (l) is 10
mm, the number of scanning lines is approximately 110, and the grating probe is optimized on the condition that it hardly appears in the image. First, the radius a (curvature) of the vibrator is β=2πa/4・・・・・・・・・・・・・+11
From this, approximately 7 mm is obtained. Also, due to the condition that the grating probe does not appear in the image, the aperture was set to 40 to 7
It is desirable to divide the image by 0, and since the number of scanning lines is approximately 110, 48 to 64 divisions are appropriate.

この時の走査線数nはn=mx2(m:分割数)・・・
・・・・・(2)で求められ、約96ないし128木と
なる。この際、既述した。 d d / e v e 
n走査を採用している。以上の如き構成によって成人の
肋骨の間に挿入して心臓の断層像等を表示させるに充分
な小型(プローブの半径約7mm程度)かつ広視野(9
0°程度)の小型コンヘノクス プローブが得られる。
The number of scanning lines n at this time is n=mx2 (m: number of divisions)...
・・・・・・It is calculated by (2), and it becomes about 96 to 128 trees. At this time, as already mentioned. d d / e v e
It uses n-scanning. With the configuration described above, the probe is small enough (about 7 mm radius) and wide field of view (9 mm) to be inserted between the ribs of an adult to display a tomographic image of the heart.
A small conchenox probe with a diameter of about 0°) is obtained.

また、小児の心臓の断層像等を表示させる場合には、更
に小型のものが要求されるが、診断深さを50ないし1
00mm程度に浅<°シても良いこと、および中心周波
数を5ないし7MH2としてもよいことから、開口も狭
くなり、プローブを更に小型にすることが可能となる。
In addition, when displaying tomographic images of children's hearts, etc., an even smaller device is required, but the diagnostic depth can be increased from 50 to 1
Since the depth can be as shallow as 00 mm and the center frequency can be set to 5 to 7 MH2, the aperture can be narrowed and the probe can be further miniaturized.

第3図および第4図は夫々振動子6の製造方法を示し、
前者は前面整合層を振動子6の支持体として利用したも
のを示し、後者は背面整合層を振動子6の支持体として
利用したものを示す。以下説明する。
FIGS. 3 and 4 each show a method of manufacturing the vibrator 6,
The former shows one in which the front matching layer is used as a support for the vibrator 6, and the latter shows one in which the back matching layer is used as a support for the vibrator 6. This will be explained below.

第3図(イ)は平面図、第3図(ロ)図は正面図を示す
FIG. 3(A) shows a plan view, and FIG. 3(B) shows a front view.

図中振動子(例えばPZT)6は平板状であって、当該
平板状の両面に?1i12が設けら丸ている。該振動子
6の両端には、セラミック、ガラスあるいはエポキシ等
からなる中継電極Fi13−1.13−2が接着層(エ
ポキシ等)14によって接着されている。そして、当該
接着層14によって接着されて一体となった振動子6と
中継電極板13−1.13−2とに対して、表面から第
3図(イ)図示斜線を用いて示す如き形状(千鳥型)に
なるように電気的に轟電性のある接続膜15を生成する
と共に、裏面は全面に接続膜15を生成する。該接続膜
15の生成はスパッタ1.蒸着、メッキ等によって行う
In the figure, the vibrator (for example, PZT) 6 is a flat plate, and is on both sides of the flat plate? 1i12 are provided in a circle. Relay electrodes Fi13-1 and 13-2 made of ceramic, glass, epoxy, or the like are bonded to both ends of the vibrator 6 with an adhesive layer (epoxy or the like) 14. Then, the vibrator 6 and the relay electrode plate 13-1, 13-2, which are bonded together by the adhesive layer 14, are shaped as shown from the surface using diagonal lines in FIG. An electrically conductive connecting film 15 is formed in a staggered pattern, and the connecting film 15 is formed on the entire back surface. The connection film 15 is formed by sputtering 1. This is done by vapor deposition, plating, etc.

第3図(ハ)は前面整合N1Bおよび前面整合層19を
夫々生成する状態を示す。
FIG. 3(c) shows the state in which the front matching layer N1B and the front matching layer 19 are formed.

図中テフロン枠16を図示の如く中継電極13−1.1
3−2の上部に夫々配置し、中間に整合層17を生成す
るために、エポキシに金属粉末を混ぜて適当な音響イン
ピーダンスに調整された整合材を流し込む。そして、当
該エポキシを硬化させた後、図示点線を用いて示す位置
、即ち発生させようとする超音波の波長λの1/4に相
当する距離dの位置で切断して研磨する。これにより、
前面整合層18が生成される。同様にして背面整合層1
9を振動子6の背面に生成する。
In the figure, the Teflon frame 16 is connected to the relay electrode 13-1.1 as shown.
3-2, and in order to form a matching layer 17 in the middle, a matching material made of epoxy mixed with metal powder and adjusted to an appropriate acoustic impedance is poured. After the epoxy is cured, it is cut and polished at a position indicated by a dotted line in the figure, that is, at a distance d corresponding to 1/4 of the wavelength λ of the ultrasonic wave to be generated. This results in
A front matching layer 18 is produced. Similarly, back matching layer 1
9 is generated on the back surface of the vibrator 6.

第3図(ニ)は振動子6を各素子(素子片)に分離する
様子を示す。
FIG. 3(d) shows how the vibrator 6 is separated into each element (element piece).

図中ワックス20を用いて前記生成した振動子6の前面
整合層1Bを作業台に固定する。そして、図中上部、即
ち背面整合層19の側から前面整合層18の図示点線を
用いて示す位置までダイク/り・マンーンを用いて切り
込みを入れる。該切り込みは、第3図(イ)図中矢印を
用いて示す位置に夫々入れて、接1)IEI1g15も
夫々千鳥状に分離する。これにより、当該千鳥状に分層
した位置に夫、  々リード線を接続し、第1図図中走
査選択回路10と接続することによって、前述した。 
d d / even走査を行うことができる。
In the figure, the generated front matching layer 1B of the vibrator 6 is fixed to a workbench using wax 20. Then, a cut is made from the upper part of the figure, that is, from the side of the back matching layer 19 to the position indicated by the dotted line on the front matching layer 18 using a dike/manufacturer. The incisions are made at the positions indicated by the arrows in FIG. 3(a), and 1) IEI1g15 is also separated in a staggered manner. As a result, lead wires are connected to the staggered layered positions and connected to the scan selection circuit 10 in FIG. 1, as described above.
dd/even scans can be performed.

第3図(ホ)は支持型24に納まっている完成したプロ
ーブを示す、該プローブは第3図(ニ)によって生成し
た振動子6を円筒面のほぼ半周になるように支持型24
にそわせて曲げ、別途用意した吸音体21を用いて接着
剤23を介してはさみ込み、硬化したものである。該接
着剤23は素子間にはいり込まないように損少にする6
以上の製作過程において、第3図(ニ)の作業で切り残
した前面整合層18が第3図(ホ)図示の如く円筒面の
外面に位置するように配置しであるため、振動子6を構
成する各素子は当該前面整合+!11Bによって保持さ
れ、バラバラになることがなく、作業性が高い。
FIG. 3(E) shows the completed probe housed in the support mold 24. The probe is constructed by placing the vibrator 6 produced in FIG.
It is bent along the curve, sandwiched between separately prepared sound absorbers 21 via adhesive 23, and cured. The adhesive 23 is reduced so that it does not get between the elements 6
In the above manufacturing process, the front matching layer 18 left uncut in the operation shown in FIG. 3(D) is arranged so as to be located on the outer surface of the cylindrical surface as shown in FIG. Each element constituting the front matching +! 11B, it does not fall apart and has high workability.

第4図(イ)は振動子6を各素子(素子片)に分離する
様子を示し、前記第3図(ニ)図示のものに対応し、本
製造例ではワックス20を用いて背面整合Jii19を
作業台に固定する点が異なる。
FIG. 4(a) shows how the vibrator 6 is separated into each element (element piece), and corresponds to the one shown in FIG. 3(d), and in this manufacturing example, wax 20 is used to The difference is that it is fixed to the workbench.

他は第3図(ニ)の場合と同様である。The rest is the same as in the case of FIG. 3(d).

第4図(ロ)は完成したプローブを示す、また第4図(
ハ)は第4図(ロ)の八−に断面図である。該プローブ
は第4図(イ)によって生成した振動子6を構成する各
素子片を、円筒の端部に電極パターンを配置し、振動子
6の背面にあたる部分は中空になっている支持枠22に
そわせて曲げる形で半田づけする。該半田づけは、前も
って当該振動子6の中継電極板13−1.13−2に半
田メッキを施しておいた部分と当該振動子6を保持する
円筒状の支持枠22上に配置した電極パターン22−1
とを一敗させた状答で保持し、当該中m電極板13−1
、l3−2と支持枠22とを半田の溶ける温度以上に加
熱することによって行っている。該半田づけによって、
当該振動子6が支持枠22に固定される。次に、エポキ
シと酸化金属等との混合物よりなる吸音体21を流し込
み、硬化させる。この際、吸音体21を流し込む前に当
該吸音体21がもれないようにエポキシ等の接着剤23
を用いて封止しておくとよい。以上の如く第4図(イ)
の作業で切り残した背面整合層19が第4図(ロ)図示
の如く内面に位置するように配置しであるため、製作の
過程で振動子6を構成する各素子片は当該背面整合層1
9によって保持され、バラバラになることがないため作
業性がよい。
Figure 4 (b) shows the completed probe;
C) is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. 4(B). The probe includes each element piece constituting the vibrator 6 generated as shown in FIG. Solder by bending it according to the shape. The soldering is performed between the solder-plated parts of the relay electrode plate 13-1 and 13-2 of the vibrator 6 and the electrode pattern placed on the cylindrical support frame 22 that holds the vibrator 6. 22-1
The middle m electrode plate 13-1 is held in a state of defeat.
, l3-2 and the support frame 22 are heated to a temperature higher than the melting temperature of the solder. By the soldering,
The vibrator 6 is fixed to a support frame 22. Next, a sound absorber 21 made of a mixture of epoxy, metal oxide, etc. is poured and hardened. At this time, before pouring the sound absorber 21, apply adhesive 23 such as epoxy to prevent the sound absorber 21 from leaking.
It is best to seal it using As above, Figure 4 (a)
Since the back matching layer 19 left uncut in the process is arranged so as to be located on the inner surface as shown in FIG. 1
9 and does not fall apart, making it easy to work with.

以上の結果得られた第3図(ホ)および第4図(ロ)図
示のプローブは走査方向と直交するいわゆる厚み方向に
超音波ビームの集束用のレンズ25を接着して実用的な
プローブとなる。この時、接着剤23.23−1の厚み
は、できるだけ薄く塗布することが望ましい。特に、第
4図(ロ)図示の場合には素子間に該接着剤23−1が
はいり込まないようにする。
The probes shown in FIGS. 3 (e) and 4 (b) obtained from the above results are made into practical probes by bonding a lens 25 for focusing the ultrasonic beam in the so-called thickness direction perpendicular to the scanning direction. Become. At this time, it is desirable to apply the adhesive 23.23-1 as thinly as possible. In particular, in the case shown in FIG. 4(b), the adhesive 23-1 is prevented from entering between the elements.

第5図は振動子6の周囲を吸音体21等を用いて埋める
ことなく、エア・ギャップ(空気の隙間)が存在するよ
うに構成したプローブの特性を示す、該構成を採用する
ことにより、当該振動子6を構成する各素子の相互の間
の干渉、特に隣接する素子の横方向の振動の影響による
干渉が減少する。このため、従来、当該振動子6の間を
吸音体21を用いて埋めた場合の指向特性は、第5図図
中実線を用いて示す如(不連続部分が存在し、いわゆる
サイド・ローブ(個々の素子の指向性によって生しるも
の)が発生し易かった。しかし、本実施例では、当該振
動子6を構成する各素子の間を音響的にアイソレーショ
ンするためのエア・ギャップを設けたため、第5図図中
点線を用いて示す如く前記サイド・ローブが発生するこ
とがないために、滑らかな連続曲線が得られ、サイド・
ローブにない超音波ビームで高分解能の画像を得ること
ができる。
FIG. 5 shows the characteristics of a probe configured so that an air gap exists without using a sound absorber 21 or the like to fill the area around the vibrator 6. By adopting this configuration, Interference between the elements constituting the vibrator 6, particularly interference due to the influence of lateral vibrations of adjacent elements, is reduced. For this reason, the directivity characteristic when the space between the vibrators 6 is conventionally filled with the sound absorber 21 is as shown by the solid line in FIG. However, in this embodiment, an air gap is provided to acoustically isolate each element constituting the vibrator 6. Therefore, as shown by the dotted line in FIG. 5, the side lobes do not occur, so a smooth continuous curve is obtained, and the side lobes are
High-resolution images can be obtained using ultrasound beams that are not located in the lobes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く、本発明によれば、超音波を用いて心
臓の断層像等をディスプレイ上に表示等する際に、超音
波を放射および検出する振動子を円筒面のほぼ半周に渡
って配置しであるため、当該振動子から放射される超音
波の放射中心を低めると共に当該振動子を小型化して、
広視野であってかつ多重反射の生じない良質な心臓の断
層像等を得ることができる。
As explained above, according to the present invention, when displaying a tomographic image of the heart, etc. on a display using ultrasound waves, the transducer that emits and detects the ultrasound waves is arranged over approximately half the circumference of the cylindrical surface. Therefore, the radiation center of the ultrasonic waves emitted from the transducer is lowered and the transducer is miniaturized.
It is possible to obtain high-quality tomographic images of the heart that have a wide field of view and do not cause multiple reflections.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第1回図示
振動子の要部構成図、第3図および第4図は第1図図示
振動子の製造方法を説明する説明図、第5図は第1図図
示振動子の他の要部構成図、第6図は従来のコンベック
ス型心臓用超音波診断装置の動作を説明する説明図、第
7図ないし第9図は第6図図示構成の動作を捕捉する説
明図、第10図は従来の他のコンベックス型心臓用超音
波診断装置の動作を説明する説明図、第ti図は第1図
図示振動子動作を捕捉する説明図、第12図および第1
−3図は従来の腹部用のコンベックス型超音波診断装置
の動作を説明する説明図を示す。 図中、6は振動子、7はディスプレイ、8は表示回路、
9は位相制御回路、9−1.9−3はドライバ、9−2
.9−4はレシーバ、9−5はスイッチ、lOは走査選
択回路、11は制御回路、12は電極、13−1.13
−2は中継電極板、14は接着層、15は接続l19.
16はテフロン枠、17は整合層、1日は前面整合層、
19は背面整合層、20はワックス、21は吸音体、2
2は支持枠、22−1は電極パターン、23.23−1
は接着剤、24は支持型、25はレンズを表す。
FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of main parts of the first illustrated vibrator, and FIGS. 3 and 4 are explanations explaining the manufacturing method of the vibrator illustrated in FIG. 1. 5 is a configuration diagram of other essential parts of the transducer shown in FIG. 1, FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the operation of a conventional convex type cardiac ultrasound diagnostic apparatus, and FIGS. 7 to 9 are Fig. 6 is an explanatory diagram that captures the operation of the configuration shown in the diagram, Fig. 10 is an explanatory diagram that explains the operation of another conventional convex type cardiac ultrasound diagnostic device, and Fig. Ti is an explanatory diagram that captures the operation of the transducer shown in Fig. 1. Explanatory drawings, Fig. 12 and Fig. 1
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the operation of a conventional convex-type ultrasound diagnostic apparatus for the abdomen. In the figure, 6 is a vibrator, 7 is a display, 8 is a display circuit,
9 is a phase control circuit, 9-1.9-3 is a driver, 9-2
.. 9-4 is a receiver, 9-5 is a switch, IO is a scanning selection circuit, 11 is a control circuit, 12 is an electrode, 13-1.13
-2 is a relay electrode plate, 14 is an adhesive layer, 15 is a connection l19.
16 is a Teflon frame, 17 is a matching layer, 1st is a front matching layer,
19 is a back matching layer, 20 is wax, 21 is a sound absorber, 2
2 is a support frame, 22-1 is an electrode pattern, 23.23-1
24 represents an adhesive, 24 represents a support type, and 25 represents a lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 振動子を円筒面の外面に配置したコンベックス型プロー
ブを用いてディスプレイ上に画像を表示するコンベック
ス型超音波診断装置において、前記振動子を構成する各
素子片を円筒面の外面にほぼ半周に渡って配置したプロ
ーブと、前記円筒面の中心を走査中心としてほぼ90°
の範囲内の前記素子片を1群として選択すると共にod
d/even走査を行うべく所定の前記素子片を順次選
択して超音波を放射するための電力を供給する選択回路
とを備え、ほぼ90°の走査角を得るよう構成すること
を特徴とするコンベックス型超音波診断装置。
In a convex-type ultrasonic diagnostic device that displays an image on a display using a convex-type probe in which a transducer is arranged on the outer surface of a cylindrical surface, each element piece constituting the transducer is placed on the outer surface of the cylindrical surface approximately half a circumference. The probe is placed at approximately 90° with the center of the cylindrical surface as the scanning center.
The element pieces within the range of are selected as one group, and od
and a selection circuit that sequentially selects predetermined element pieces to perform d/even scanning and supplies power for emitting ultrasonic waves, and is configured to obtain a scanning angle of approximately 90°. Convex type ultrasound diagnostic device.
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