JPS61181445A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPS61181445A JPS61181445A JP2293685A JP2293685A JPS61181445A JP S61181445 A JPS61181445 A JP S61181445A JP 2293685 A JP2293685 A JP 2293685A JP 2293685 A JP2293685 A JP 2293685A JP S61181445 A JPS61181445 A JP S61181445A
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- ultrasonic
- ultrasound
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- probe
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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。
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〕
本発明は超音波を用いて生体診断を行なう超音波診断装
置に係り、特に超音波プローブの駆動方式を改良した超
音波診断装置に関する。
置に係り、特に超音波プローブの駆動方式を改良した超
音波診断装置に関する。
超音波診断装置は、例えばジルーン酸チタン酸鉛磁器（
ＰＺＴ）等の圧電振動子を備えた超音波プローブを生体
に当接し、上記圧電振動子を電気的に励振することによ
り生体に超音波を送波し、そのときの生体組織の境界面
の音響インピーダンスのミスマツチングによって反射し
てくる超音波を同じ超音波プローブにて受波して電気信
号に変換し、これに基づいて得た超音波断層像をモニタ
上に表示して診断に供するようにしたものである。
ＰＺＴ）等の圧電振動子を備えた超音波プローブを生体
に当接し、上記圧電振動子を電気的に励振することによ
り生体に超音波を送波し、そのときの生体組織の境界面
の音響インピーダンスのミスマツチングによって反射し
てくる超音波を同じ超音波プローブにて受波して電気信
号に変換し、これに基づいて得た超音波断層像をモニタ
上に表示して診断に供するようにしたものである。
超音波プローブに備わった圧電振動子の電気−前書変換
効率は、通常１０乃至４０％と非常に小さいため、超音
波に変換されない９０乃至６０％の残りのエネルギは、
エネルギー損失として超音波プローブ内に比較的多（の
熱を発生させることになる。
効率は、通常１０乃至４０％と非常に小さいため、超音
波に変換されない９０乃至６０％の残りのエネルギは、
エネルギー損失として超音波プローブ内に比較的多（の
熱を発生させることになる。
ところで超音波は、境界面の音響インピーダンスの差が
犬ぎ（なればなるほど反射率が大きくなるので、診断中
に超音波プローブを９気中に放置して一時的に置いてお
くと、超音波プローブの先端と空気との音響インピーダ
ンスの相当な差により、大部分の超音波はこの空気との
境界面で反射する。そして、この反射した超音波はみた
び電気信号に変換されるが前述の如く変換効率が非常に
小さいので結局、熱に変換される。
犬ぎ（なればなるほど反射率が大きくなるので、診断中
に超音波プローブを９気中に放置して一時的に置いてお
くと、超音波プローブの先端と空気との音響インピーダ
ンスの相当な差により、大部分の超音波はこの空気との
境界面で反射する。そして、この反射した超音波はみた
び電気信号に変換されるが前述の如く変換効率が非常に
小さいので結局、熱に変換される。
このように超音波プローブは、エネルギー損失としての
熱を発生することになり、しかも診断中において術者は
種々の診断作業を行なわなければならないことから超音
波プローブを常時生体に当接して超音波プローブの先端
部と空気との接触を断つことは事実上不可能である。か
といって超音波プローブを空気中に放置する毎に装置の
電源スィッチ等を切っていたのでは診断効率の低下を招
くことになってしまうので、超音波プローブから超音波
を発したままの状態で空気中圧放置され、エネルギー損
失としての熱が相当蓄積されて超音波プローブの耐久性
が非常に低下してしまうという欠点があった。
熱を発生することになり、しかも診断中において術者は
種々の診断作業を行なわなければならないことから超音
波プローブを常時生体に当接して超音波プローブの先端
部と空気との接触を断つことは事実上不可能である。か
といって超音波プローブを空気中に放置する毎に装置の
電源スィッチ等を切っていたのでは診断効率の低下を招
くことになってしまうので、超音波プローブから超音波
を発したままの状態で空気中圧放置され、エネルギー損
失としての熱が相当蓄積されて超音波プローブの耐久性
が非常に低下してしまうという欠点があった。
本発明は上記事情に基づいてなされてたもので、その目
的とするところは、診断効率の低下を招くことなしに超
音波プローブの発熱による耐久性の劣化を防止すること
を可能とした超音波診断装置を提供することにある。
的とするところは、診断効率の低下を招くことなしに超
音波プローブの発熱による耐久性の劣化を防止すること
を可能とした超音波診断装置を提供することにある。
かかる目的を達成するために本発明では、超音波プロー
ブを生体に当接し、超音波駆動回路により上記超音波プ
ローブを駆動することにより該生体内に超音波を送波し
、その反射波を上記超音波プローブにて受波して反射波
情報を得て映像表示することにより上記生体を無侵襲に
診断可能とした超音波診断装置において、上記超音波プ
ローグが上記生体に当接していないことを検知する検知
手段と、この検知手段の出力により上記超音波プローブ
が上記生体に当接していないとき上記超音波駆動回路を
非駆動とする制御手段とを具備したことを特徴とする。
ブを生体に当接し、超音波駆動回路により上記超音波プ
ローブを駆動することにより該生体内に超音波を送波し
、その反射波を上記超音波プローブにて受波して反射波
情報を得て映像表示することにより上記生体を無侵襲に
診断可能とした超音波診断装置において、上記超音波プ
ローグが上記生体に当接していないことを検知する検知
手段と、この検知手段の出力により上記超音波プローブ
が上記生体に当接していないとき上記超音波駆動回路を
非駆動とする制御手段とを具備したことを特徴とする。
本発明は、超音波プローブ使用中に超音波を送波したま
ま超音波プローブを人体から離して放置する際、超音波
プローブの先端部材例えば音廿レンズと外部媒質との境
界面での超音波の反射等による超音波の受波をほぼ完全
に防止することを王として、前記目的を達成しようとす
るものであり、以下の点に着目してなされたものである
。すなわち超音波プローブの圧電振動子の電気−前書変
換効率をＱとし、この超音波プローブの先端部材例えば
音響レンズとこの音響レンズの音響インピーダンスとほ
ぼ等しい値を有する外部媒質とによって境界面が構成さ
れている場合、超音波プローブ内で熱に変換されるエネ
ルギは次式（１）Ｋよって表わされる。
ま超音波プローブを人体から離して放置する際、超音波
プローブの先端部材例えば音廿レンズと外部媒質との境
界面での超音波の反射等による超音波の受波をほぼ完全
に防止することを王として、前記目的を達成しようとす
るものであり、以下の点に着目してなされたものである
。すなわち超音波プローブの圧電振動子の電気−前書変
換効率をＱとし、この超音波プローブの先端部材例えば
音響レンズとこの音響レンズの音響インピーダンスとほ
ぼ等しい値を有する外部媒質とによって境界面が構成さ
れている場合、超音波プローブ内で熱に変換されるエネ
ルギは次式（１）Ｋよって表わされる。
１ｌ−（１−Ｑ）Ａ＋Ｑ（１−ｙ）Ａ＋ＱＡｘｙ（１ｙ
）＋ＱＡｘｙ２（Ｉ Ｑ） ”＝（１）（Ａは初
めに加えられた電気エネルギ、Ｘは超音波プローブ外部
で超音波が反射してもどってくる割合、ｙは超音波プロ
ーブ内部での超音波の伝播ロスの割合である。） 右辺第１項は電気エネルギーが超音波に変換されるとき
の電気−音響変換ロス、第２項は超音波送波時のプロー
ブ内での伝播ロス、第３項は超音波受波時のプローブ内
での伝播ロス、第４項は超音波が電気エネルギーに変換
されるときの電気−音響変換ロスである。
）＋ＱＡｘｙ２（Ｉ Ｑ） ”＝（１）（Ａは初
めに加えられた電気エネルギ、Ｘは超音波プローブ外部
で超音波が反射してもどってくる割合、ｙは超音波プロ
ーブ内部での超音波の伝播ロスの割合である。） 右辺第１項は電気エネルギーが超音波に変換されるとき
の電気−音響変換ロス、第２項は超音波送波時のプロー
ブ内での伝播ロス、第３項は超音波受波時のプローブ内
での伝播ロス、第４項は超音波が電気エネルギーに変換
されるときの電気−音響変換ロスである。
また外部媒質が空気である場合この超音波プローブ内で
熱に変換されるエネルギは次式（２）によって表わさセ
る。
熱に変換されるエネルギは次式（２）によって表わさセ
る。
ｌ２＝（Ｉ Ｑ’）Ａ＋Ｑ（１ｙ）Ａ＋ＱＡｘ’ｙ（
１−ｙ）＋ＱＡｘ’ｙ２（Ｉ Ｑ） −・＝（２
）上記（１）式に比べ（２）式はファクタＸ′が相違す
るだけである。ところが外部媒質が上記音響Ｌ／ンズの
音響インピーダンスとほぼ等しいときは超音波は境界面
をほとんど透過するので、上記Ｘを零と近似することが
でき、また外部媒質が空気である場合には超音波は境界
面でほとんど反射するので上記Ｘ′を１と近似すること
ができることから、上記両式で表わされる熱エネルギの
差（ｈ−ｈ）すなわち境界面で超音波が反射するときと
、外部媒質内に透過するときの超音波プローブ内で発生
する熱エネルギーの差は次式（３）によって表わされる
。
１−ｙ）＋ＱＡｘ’ｙ２（Ｉ Ｑ） −・＝（２
）上記（１）式に比べ（２）式はファクタＸ′が相違す
るだけである。ところが外部媒質が上記音響Ｌ／ンズの
音響インピーダンスとほぼ等しいときは超音波は境界面
をほとんど透過するので、上記Ｘを零と近似することが
でき、また外部媒質が空気である場合には超音波は境界
面でほとんど反射するので上記Ｘ′を１と近似すること
ができることから、上記両式で表わされる熱エネルギの
差（ｈ−ｈ）すなわち境界面で超音波が反射するときと
、外部媒質内に透過するときの超音波プローブ内で発生
する熱エネルギーの差は次式（３）によって表わされる
。
ΔＩ＝Ｉ２−１１＝ＱＡｙ（１−ｙ）＋ＱＡｙ （１−
Ｑ） ・・・・・・（３）従って超音波プローブから
送波される超音波を、超音波プローブ外に伝播させ吸収
することができわば、反射した超音波によって発生する
熱エネルギすなわち上記Δ■の発生を抑えることができ
る。
Ｑ） ・・・・・・（３）従って超音波プローブから
送波される超音波を、超音波プローブ外に伝播させ吸収
することができわば、反射した超音波によって発生する
熱エネルギすなわち上記Δ■の発生を抑えることができ
る。
以下本発明に係る超音波診断装置を図に示す一実施例に
従い説明する。
従い説明する。
図においてＵＥは超音波送信系、超音波受信系。
信号処理系１画像表示系を備えた超音波受信系
゛置本体であり、画像表示系としてモニタＭＯＮを備え
ている。
゛置本体であり、画像表示系としてモニタＭＯＮを備え
ている。
ＰＬＢは超音波診断装置本体ＵＥと電気的に接続されそ
の超音波送受面は診断時には生体Ｐに当接さｈる例えば
リニア電子スキャン用超音波プローブであり、その先端
部には圧電振動子、λ／４マツチング層、音響レンズ等
を備えている。
の超音波送受面は診断時には生体Ｐに当接さｈる例えば
リニア電子スキャン用超音波プローブであり、その先端
部には圧電振動子、λ／４マツチング層、音響レンズ等
を備えている。
また、この超音波プローブＰＬＢは先端部のλ／４マツ
チング層の中であって通常の超音波送受波に影善しない
部位にサーミスタ等の感温素子ＴＭＨ１、ＴＭＨ２が互
いに離間して埋設されている。
チング層の中であって通常の超音波送受波に影善しない
部位にサーミスタ等の感温素子ＴＭＨ１、ＴＭＨ２が互
いに離間して埋設されている。
ＡＭＰ １ 、 ＡＭＰ ２は夫々感温素子ＴＭＨ１、
ＴＭＨ２からの出力を増幅する増幅器であり、ＣＭＰ
１ 、。
ＴＭＨ２からの出力を増幅する増幅器であり、ＣＭＰ
１ 、。
ＣＭＰ ２は増幅器ＡＭＰ １ 、 ＡＭＰ ２からの
出力を取込み、それらの値が夫々設定された最低値Ｅ１
と最大値Ｅ２との間にあるときのみ信号を出力する比較
器であり、ＧＴｌは比較器ＣＭＰ １ 。
出力を取込み、それらの値が夫々設定された最低値Ｅ１
と最大値Ｅ２との間にあるときのみ信号を出力する比較
器であり、ＧＴｌは比較器ＣＭＰ １ 。
ＣＭＰ ２の出力信号の論理積を作るダート回路であり
、ＢＦＩは超音波診断装置本体からの画面停止（フリー
ズ）信号の否定を生成するバッファ回路であり、Ｇで２
はバッファ回路ＢＦＩによるフリーズ否定信号とダート
回路ＧＴＩからの信号との論理和を作るダート回路であ
り、このケ９−ト回路ＧＴ２の出力は超音波診断装置本
体ＵＥに・母ルサーオン（超音波送信系の起動）信号と
して与ヌられる。
、ＢＦＩは超音波診断装置本体からの画面停止（フリー
ズ）信号の否定を生成するバッファ回路であり、Ｇで２
はバッファ回路ＢＦＩによるフリーズ否定信号とダート
回路ＧＴＩからの信号との論理和を作るダート回路であ
り、このケ９−ト回路ＧＴ２の出力は超音波診断装置本
体ＵＥに・母ルサーオン（超音波送信系の起動）信号と
して与ヌられる。
次に上記の如く構成された本実施例の作用について説明
する。
する。
先ず、超音波プローブＰＬＢが生体Ｐの体表に密着して
いない場合、即ち、大気中に放置されている時には感温
素子Ｔｈ１Ｈ１、ＴＭＨ２の出力は大気温度に近い温度
を検出し、増幅器ＡＭＰ １ 。
いない場合、即ち、大気中に放置されている時には感温
素子Ｔｈ１Ｈ１、ＴＭＨ２の出力は大気温度に近い温度
を検出し、増幅器ＡＭＰ １ 。
ＡＭＰ ２の夫々の出力レベルは比較器ＣＯＭＩ。
ＣＯＭ ２の設定値Ｅ１とＥ２との間の値とはならず、
その結果ｆ−）回路ＧＴＪ、ＧＴ２は共にオフとなり、
超音波診断装置本体ＵＥにパルサーオン信号を４犬ない
。従って超音波プローブＰＬＢが生体Ｐから離れている
ときは超音波は発射されない。
その結果ｆ−）回路ＧＴＪ、ＧＴ２は共にオフとなり、
超音波診断装置本体ＵＥにパルサーオン信号を４犬ない
。従って超音波プローブＰＬＢが生体Ｐから離れている
ときは超音波は発射されない。
超音波プローブＰＬＢが生体Ｐの体表に密着している時
には感温素子ＴＭＨ１、ＴＭＨ２の出力は体表温度を検
出し、増幅器ＡＭＰ １ 、 ＡＭＰ ２の夫々の出力
レベルは比較器ＣＯＭ １ 、 ＣＯＭ ２の設定値Ｅ
１とＥ２との間の値をとり、その結果ダート回路ＧＴＩ
はオンとなり、超音波診断装置本体ＵＥがフリーズでな
いときにダート回路ＧＴ２は開き、超音波診断装置本体
ＵＥにノクルサーオン信号を与える。従って、超音波プ
ローブＰＬＢが生体ＰＶｃ密着しているときには超音波
が発射される。
には感温素子ＴＭＨ１、ＴＭＨ２の出力は体表温度を検
出し、増幅器ＡＭＰ １ 、 ＡＭＰ ２の夫々の出力
レベルは比較器ＣＯＭ １ 、 ＣＯＭ ２の設定値Ｅ
１とＥ２との間の値をとり、その結果ダート回路ＧＴＩ
はオンとなり、超音波診断装置本体ＵＥがフリーズでな
いときにダート回路ＧＴ２は開き、超音波診断装置本体
ＵＥにノクルサーオン信号を与える。従って、超音波プ
ローブＰＬＢが生体ＰＶｃ密着しているときには超音波
が発射される。
以上述べたように本実施例では、超音波プローブＰＬＢ
Ｋ感温素子ＴＭＨ１、ＴＭＨ２を埋設し、超音波プロ
ーブＰＬＢが生体Ｐに当接しているか否かを温度情報に
より検知するようにし、超音波プローブＰＬＢが生体Ｐ
に当接している時のみ超音波を発射可能としているので
、不必要な駆動による圧電振動子の発熱の結果生じる特
性劣化は抑制され、消ｇｔ、を力の低減も図られる。
Ｋ感温素子ＴＭＨ１、ＴＭＨ２を埋設し、超音波プロ
ーブＰＬＢが生体Ｐに当接しているか否かを温度情報に
より検知するようにし、超音波プローブＰＬＢが生体Ｐ
に当接している時のみ超音波を発射可能としているので
、不必要な駆動による圧電振動子の発熱の結果生じる特
性劣化は抑制され、消ｇｔ、を力の低減も図られる。
また、互いに離間して埋設された感温素子ＴＭＨ１、Ｔ
ＭＨ２の両市力信号により超音波プローブＰＬＢの送受
波面が生体Ｐに密着しているか否かを知るようにしてい
るので、超音波プローブＰＬＢが偏って当接している場
合等の不完全密着が防止できる。
ＭＨ２の両市力信号により超音波プローブＰＬＢの送受
波面が生体Ｐに密着しているか否かを知るようにしてい
るので、超音波プローブＰＬＢが偏って当接している場
合等の不完全密着が防止できる。
上記実施例では感温素子を２つ用いるようにしているが
、超音波送受に影響を与えない範囲で複数個用いるよう
にしてもよい。また、フリーズ信号を参照しないで感温
素子の出力により直接に・ンルサーオン信号を超音波診
断装置本体ＵＢに与オるようにしてもよい。更に、感温
素子の代わりに感圧素子を用いるようにしてもよい。
、超音波送受に影響を与えない範囲で複数個用いるよう
にしてもよい。また、フリーズ信号を参照しないで感温
素子の出力により直接に・ンルサーオン信号を超音波診
断装置本体ＵＢに与オるようにしてもよい。更に、感温
素子の代わりに感圧素子を用いるようにしてもよい。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で徨々変形して実施できるもの
である。
の要旨を逸脱しない範囲で徨々変形して実施できるもの
である。
以上述べたように本発明によれば、超音波プローブが生
体に当接していないことを検知する検知手段と、この検
知手段の出力により上記超音波プローブが上記生体に当
接していないとき上記超音波駆動回路を非駆動とする制
御手段とを具備したので、診断効率の低下を招くことな
しに超音波プローブの発熱による耐久性の劣化を防止す
ることが可能な超音波診断装置が提供できる。
体に当接していないことを検知する検知手段と、この検
知手段の出力により上記超音波プローブが上記生体に当
接していないとき上記超音波駆動回路を非駆動とする制
御手段とを具備したので、診断効率の低下を招くことな
しに超音波プローブの発熱による耐久性の劣化を防止す
ることが可能な超音波診断装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例を示すブ
ロック図である。 ＵＥ・・・超音波診断装置本体、ＴＭＨ１、ＴＭＨ２・
・・感温素子、ＡＭＰ １ 、 ＡＭＰ ２・・・増幅
器、ＣＯＭ １ 。 ＣＯＭ ２ ・・・比較器、ＧＴＩ 、ＧＴ２．、−１
”−）回路、ＢＦＭ・・・バッファ回路。
ロック図である。 ＵＥ・・・超音波診断装置本体、ＴＭＨ１、ＴＭＨ２・
・・感温素子、ＡＭＰ １ 、 ＡＭＰ ２・・・増幅
器、ＣＯＭ １ 。 ＣＯＭ ２ ・・・比較器、ＧＴＩ 、ＧＴ２．、−１
”−）回路、ＢＦＭ・・・バッファ回路。
Claims (3)
- （１）超音波プローブを生体に当接し、超音波駆動回路
により上記超音波プローブを駆動することにより該生体
内に超音波を送波し、その反射波を上記超音波プローブ
にて受波して反射波情報を得て映像表示することにより
上記生体を無侵襲に診断可能とした超音波診断装置にお
いて、上記超音波プローブが上記生体に当接していない
ことを検知する検知手段と、この検知手段の出力により
上記超音波プローブが上記生体に当接していないとき上
記超音波駆動回路を非駆動とする制御手段とを具備した
ことを特徴とする超音波診断装置。 - （２）検知手段としては、超音波プローブの生体当接面
近傍に設けられた感温素子であることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の超音波診断装置。 - （３）制御手段としては、超音波プローブが生体に当接
していないことを示す検知手段の出力と超音波画面停止
（フリーズ）信号との論理和条件が成立したとき超音波
駆動回路を非駆動とすることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2293685A JPS61181445A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2293685A JPS61181445A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181445A true JPS61181445A (ja) | 1986-08-14 |
| JPH0571252B2 JPH0571252B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=12096514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2293685A Granted JPS61181445A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181445A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63122429A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-05-26 | 富士通株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS6422318U (ja) * | 1987-08-03 | 1989-02-06 | ||
| JPS6468239A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-14 | Hitachi Medical Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP2012050603A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置および方法 |
| JP5222942B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2013-06-26 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| JP2019518499A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 接触する超音波装置 |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP2293685A patent/JPS61181445A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63122429A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-05-26 | 富士通株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS6422318U (ja) * | 1987-08-03 | 1989-02-06 | ||
| JPS6468239A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-14 | Hitachi Medical Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP5222942B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2013-06-26 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| JP2012050603A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置および方法 |
| JP2019518499A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 接触する超音波装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571252B2 (ja) | 1993-10-06 |
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