JPS6321500B2 - - Google Patents

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JPS6321500B2
JPS6321500B2 JP56072727A JP7272781A JPS6321500B2 JP S6321500 B2 JPS6321500 B2 JP S6321500B2 JP 56072727 A JP56072727 A JP 56072727A JP 7272781 A JP7272781 A JP 7272781A JP S6321500 B2 JPS6321500 B2 JP S6321500B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
band
scanning
acoustic
ultrasonic waves
Prior art date
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Expired
Application number
JP56072727A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57188247A (en
Inventor
Tadashi Fujii
Hideo Ishizaka
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Terumo Corp filed Critical Terumo Corp
Priority to JP56072727A priority Critical patent/JPS57188247A/en
Publication of JPS57188247A publication Critical patent/JPS57188247A/en
Publication of JPS6321500B2 publication Critical patent/JPS6321500B2/ja
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は超音波診断装置、とくにパルス状に超
音波を送信してその反射波を受信する電気音響相
互変換手段を有し、被写体を直線状に走査して反
射波に基づく表示を得るリニア走査超音波診断装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention Industrial Application Field The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, particularly an electroacoustic mutual conversion means that transmits ultrasonic waves in a pulsed manner and receives reflected waves thereof, and is capable of detecting a subject. The present invention relates to a linear scanning ultrasonic diagnostic device that scans in a straight line and obtains a display based on reflected waves.

従来技術 従来のこのようなリニア走査超音波診断装置に
は、機械走査方式と電子走査方式とがあるが、そ
れぞれ固有の欠点を有する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventional linear scanning ultrasonic diagnostic devices include mechanical scanning and electronic scanning, each of which has its own drawbacks.

機械走査方式は、単一または複数個の超音波振
動子を機械的に走査させるものであり、そのため
に機械的運動をしている振動子と信号処理回路と
の電気的接続における安定性および信頼性に乏し
い。また振動子を往復運動させて直線走査を行な
うものは振動子系の慣性のために高速において均
一な走査速度を得ることが困難である。しかし一
般に機械走査方式は、手動走査方式と比べて走査
の再現性がよく、走査速度も低速から高速まで実
現可能であるので、精密診断用の静止像から実時
間観察用の動態像まで広い範囲に適用することが
できる。
The mechanical scanning method is a method in which a single or multiple ultrasonic transducers are mechanically scanned, and therefore the stability and reliability of the electrical connection between the mechanically moving transducers and the signal processing circuit is important. lacking in sex. Furthermore, in a device that performs linear scanning by reciprocating a vibrator, it is difficult to obtain a uniform scanning speed at high speeds due to the inertia of the vibrator system. However, in general, mechanical scanning methods have better scanning reproducibility than manual scanning methods, and scanning speeds can range from low to high speeds, so they can be used in a wide range of applications, from static images for precise diagnosis to dynamic images for real-time observation. It can be applied to

電子走査方式は本質的に高速走査が可能である
ので、実時間動態観察に適している。しかし有効
な走査線数を得るためには、非常に多数(たとえ
ば200〜300個)の振動子を所定の走査範囲(たと
えば100mm)の中に直線状に配列しなければなら
ない。したがつてこれらの個々の振動子を独立し
て駆動するためにはそれに対応して非常に多数の
スイツチング回路が必要となる。また各振動子の
走査面内における断面形状は超音波の進行方向に
対して正方形に近い形状となる。すなわち振動子
の厚みと幅の値が近いものとなる。このため超音
波の進行方向に対応する厚み振動に幅方向の振動
が影響を及ぼすため、振動子を駆動したときに音
波の進行方向に対して理想的なピストン運動をと
らず、複雑な振動パターンを呈し、超音波場に悪
影響を及ぼすことになる。さらに、振動子の間隔
が半波長以上になると、いわゆるグレーテイング
ローブが発生して映像の中に虚像を生ずる原因と
なる。
Since the electronic scanning method inherently allows high-speed scanning, it is suitable for real-time dynamic observation. However, in order to obtain an effective number of scanning lines, a very large number (eg, 200 to 300) of transducers must be arranged linearly within a given scanning range (eg, 100 mm). Therefore, in order to drive these individual vibrators independently, a correspondingly large number of switching circuits are required. Further, the cross-sectional shape of each transducer in the scanning plane is close to a square in the direction of propagation of the ultrasonic waves. In other words, the thickness and width of the vibrator are close in value. For this reason, the vibration in the width direction affects the thickness vibration corresponding to the direction of propagation of the ultrasonic wave, so when the transducer is driven, the ideal piston movement is not achieved in the direction of propagation of the sound wave, resulting in a complex vibration pattern. This will have a negative impact on the ultrasound field. Furthermore, when the distance between the transducers becomes more than half a wavelength, a so-called grating globe occurs, causing a virtual image in the image.

この種の装置では、超音波の進行方向と直角な
方向(すなわち方位方向)の空間分解能を向上さ
せるためにいわゆる量子化された電子フオーカス
技法が用いられている。しかしそれには送信また
は受信信号の位相制御を行なうための複雑な回路
を必要とし、さらに量子化された位相に起因する
サイドローブが発生する。
In this type of device, a so-called quantized electron focus technique is used to improve the spatial resolution in a direction perpendicular to the direction of ultrasound propagation (ie, in the azimuthal direction). However, this requires a complicated circuit for controlling the phase of the transmitted or received signal, and furthermore, sidelobes occur due to the quantized phase.

なおこのように電子走査方式は振動子の機械的
配列による制限のため走査線数に限界があるの
で、良質な静止像を必要とする精密診断には適し
ていない。
As described above, the electronic scanning method has a limit in the number of scanning lines due to limitations due to the mechanical arrangement of the transducers, and is therefore not suitable for precise diagnosis that requires high-quality still images.

本件発明の目的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、
複雑な回路構成を必要とせず、グレーテイングロ
ーブおよびサイドローブなどに起因する虚像を本
質的に生ずることなく実時間観察に適した動態像
および精密診断に適した良質の静止像を選択的に
得ることのできるリニア走査超音波診断装置を提
供することを目的とする。
Purpose of the present invention The present invention solves the drawbacks of the prior art,
Selectively obtains dynamic images suitable for real-time observation and high-quality static images suitable for precise diagnosis without the need for complex circuit configurations and essentially without creating virtual images due to grating globe and sidelobes. The purpose of the present invention is to provide a linear scanning ultrasonic diagnostic device that can perform

この目的はつぎのような本発明による超音波診
断装置によつて達成される。すなわちこの装置に
おいて、該診断装置は、少なくとも前記走査領域
にわたつて所定の方向で超音波を送受信する少な
くとも1つの超音波振動子と、所定の方向の超音
波を前記走査領域にわたつて横切つて循環する帯
状循環体と、該帯状循環体を連続的に走行させる
駆動手段とを含み、前記帯状循環体は、超音波を
実質的に阻止する音響インピーダンスを有する第
1の部分と、該超音波を実質的に透過させる音響
インピーダンスを有し透過した超音波によつて超
音波ビームを形成する少なくとも1つの音響開口
をなす第2の部分とを具備して成り、該帯状循環
体を前記駆動手段が連続的に循環させるにつれ直
線状走査領域を超音波ビームで直線状に走査する
ものである。
This object is achieved by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention as follows. That is, in this apparatus, the diagnostic device includes at least one ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves in a predetermined direction over at least the scanning area; The band-shaped circulating body is configured to include a first portion having an acoustic impedance that substantially blocks ultrasonic waves, and a driving means for causing the band-shaped circulating body to continuously travel. a second portion forming at least one acoustic aperture that has an acoustic impedance that substantially transmits sound waves and forms an ultrasound beam by the transmitted ultrasound waves; The ultrasonic beam linearly scans the linear scanning area as the means continuously circulates.

本発明の1つの態様によれば、帯状循環体の第
2の部分は、超音波ビームを所定の1点に集束さ
せる音響レンズを形成する。
According to one aspect of the invention, the second part of the circulatory band forms an acoustic lens that focuses the ultrasound beam to a predetermined point.

本発明の他の態様によれば、本装置における駆
動手段は、帯状循環体の走行速度を所望の速度に
設定する走査速度設定手段を有する。本発明の更
に他の態様によれば、帯状循環体の第1の部分は
超音波を吸収する音響吸収層を有するものであ
る。
According to another aspect of the present invention, the drive means in the present apparatus includes a scanning speed setting means for setting the running speed of the band-shaped circulating body to a desired speed. According to yet another aspect of the invention, the first portion of the band-shaped circulating body has an acoustic absorption layer that absorbs ultrasonic waves.

発明の構成 つぎに本発明による超音波診断装置の実施例を
添付図面を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明による超音波診断装置の実施例
を示すブロツク図である。同図において本装置は
プローブ100および信号処理回路200を有す
る。プローブ100は液体102を満たした筐体
104の中に駆動用プーリ106および従動用プ
ーリ108、ならびにこれらのプーリにかかるル
ープ状ベルト110を有する。駆動用プーリ10
6の駆動軸112はモータ300などの外部駆動
源に接続され、これによつて矢印114の方向に
回転する。これによつてベルト110が駆動され
ると遠心力などによるベルトの走行の不安定性を
なくすため、案内ローラ116が図のように設け
られている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. In the figure, the present device includes a probe 100 and a signal processing circuit 200. The probe 100 has a driving pulley 106 and a driven pulley 108 in a housing 104 filled with a liquid 102, and a loop-shaped belt 110 that extends around these pulleys. Drive pulley 10
The drive shaft 112 of No. 6 is connected to an external drive source such as a motor 300, thereby rotating in the direction of arrow 114. When the belt 110 is driven by this, a guide roller 116 is provided as shown in the figure in order to eliminate instability in belt running due to centrifugal force or the like.

ベルト110の内側には直線状の有効走査領域
Lにわたつてこれを上回るように直状の超音波振
動子118が図示のように配置されている振動子
118はたとえばセラミツク系の圧電素子からな
り、その上側および下側の面には電極120およ
び122が装着され、電気接続リード124およ
び126によつてそれぞれ端子128および13
0に接続されている。振動子118は電極120
および122に加わる電気信号に応じて圧電効果
によつて超音波を発生し、またこれで受信した超
音波を電極120および122を通して電気信号
に変換する電気音響相互変換素子である。液体1
02は人体の皮膚の音響インピーダンスに比較的
近く、吸収の小さな物質たとえばシリコン油であ
り、電極122の下側表面には液体102の音響
インピーダンスとの整合をとるための整合層13
2が装着されている。また振動子118の電極1
20の上側には、振動子118の振動を所定の時
間で減衰させ、または下方へ反射させるバツキン
グ材134が装着され、これによつて振動子11
8をパルス励振させた場合に二次反射を実質的に
なくすため送信時間の短い超音波パルスを得るこ
とができる。なおこの実施例では振動子118、
整合層132およびバツキング材134を1組配
置しているが、これらの組を有効走査領域Lにわ
たつて複数組直線状に配置するようにしてもよ
い。
Inside the belt 110, a linear ultrasonic transducer 118 is disposed as shown in the figure so as to extend over a linear effective scanning area L. The transducer 118 is made of, for example, a ceramic piezoelectric element. , with electrodes 120 and 122 mounted on its upper and lower surfaces and connected to terminals 128 and 13 by electrical connection leads 124 and 126, respectively.
Connected to 0. The vibrator 118 is the electrode 120
It is an electro-acoustic interconversion element that generates ultrasonic waves by piezoelectric effect in response to electric signals applied to electrodes 120 and 122, and converts the received ultrasonic waves into electric signals through electrodes 120 and 122. liquid 1
02 is a substance with low absorption, such as silicone oil, which is relatively close to the acoustic impedance of the human skin, and a matching layer 13 is provided on the lower surface of the electrode 122 to match the acoustic impedance of the liquid 102.
2 is installed. Also, the electrode 1 of the vibrator 118
A backing material 134 is attached to the upper side of the vibrator 118 to attenuate the vibration of the vibrator 118 for a predetermined time or reflect it downward.
When 8 is pulse-excited, secondary reflections are substantially eliminated, so it is possible to obtain ultrasonic pulses with a short transmission time. Note that in this embodiment, the vibrator 118,
Although one set of the matching layer 132 and the bucking material 134 is arranged, a plurality of sets of these may be arranged linearly across the effective scanning area L.

ベルト110は、液体102と音響インピーダ
ンスが大きく異なつた物質、たとえば金属または
空気などを多量に含んだ発泡性物質(たとえばポ
リウレタン)などからなる第1の部分110A、
および液体102とほぼ等しい音響インピーダン
スを有するたとえばシリコンゴムなどの物質で構
成されている第2の部分、すなわち音響開口11
0Bからなる。
The belt 110 includes a first portion 110A made of a material whose acoustic impedance is significantly different from that of the liquid 102, such as a metal or a foamed material containing a large amount of air (such as polyurethane);
and a second part, namely an acoustic aperture 11, made of a material, such as silicone rubber, having an acoustic impedance approximately equal to that of the liquid 102.
Consists of 0B.

したがつて、振動子118で発生した超音波は
同図において下の方向に進むが、第1の部分11
0Aでは実質的にほとんど全部が反射され開口1
10Bでは実質的にほとんどすべてが透過する。
プローブ100の筐体104において有効走査領
域の部分に対応する超音波ビーム透過膜104B
は、液体102と被写体138の音響インピーダ
ンスの幾何平均に実質的に等しいかまたはこれに
近い音響インピーダンスをもつ物質、たとえばシ
リコンゴムなどで構成されているので、開口11
0Bを透過した超音波のほとんどは透過膜104
Bを通り、たとえば人体などの被写体138の内
部に進行する。また透過膜104Bは長方形の振
動子118とほぼ同じ幅をもつている。筐体10
4の透過膜104B以外の部分は実質的に超音波
を阻止する音響インピーダンスを有する音響絶縁
層を形成している。音響開口110Bはたとえば
円形であり、図のようにある曲率半径をもつた音
響レンズを形成しているので、これを透過した超
音波ビームは透過膜104Bを通つて被写体13
8の内部におけるある一点に集束するようになさ
れており、空間分解能を向上させることができ
る。
Therefore, although the ultrasonic waves generated by the transducer 118 travel downward in the figure, the ultrasonic waves generated by the transducer 118
At 0A, virtually all of the light is reflected and the aperture 1
At 10B, virtually everything is transmitted.
Ultrasonic beam transmission film 104B corresponding to the effective scanning area in the housing 104 of the probe 100
is made of a material such as silicone rubber, which has an acoustic impedance that is substantially equal to or close to the geometric mean of the acoustic impedances of the liquid 102 and the object 138;
Most of the ultrasound transmitted through 0B is transmitted through the transmission membrane 104.
B, and progresses into the interior of the subject 138, such as a human body. Further, the transmission film 104B has approximately the same width as the rectangular vibrator 118. Housing 10
The portion other than the transparent film 104B of No. 4 forms an acoustic insulating layer having an acoustic impedance that substantially blocks ultrasonic waves. The acoustic aperture 110B is circular, for example, and forms an acoustic lens with a certain radius of curvature as shown in the figure, so the ultrasonic beam that passes through it passes through the transparent film 104B to the subject 13.
It is designed to focus on a certain point inside 8, and can improve spatial resolution.

この実施例では開口110Bはベルトの全長を
2等分する点において2ケ所に配置されているの
で、プーリ106が矢印114の方向に駆動され
ると、一方の開口110Bが走査領域Lを右から
左へ通過し、ある時間をおいて他方の開口110
Bが同様にして走査領域Lを通過する。このよう
に1つの開口110Bが走査領域L内にある間だ
け振動子118による超音波パルスの送受信が行
なわれ、これによつて被写体138が直線走査さ
れることになる。
In this embodiment, the openings 110B are arranged at two locations at points that divide the entire length of the belt into two, so when the pulley 106 is driven in the direction of the arrow 114, one of the openings 110B opens the scanning area L from the right. Pass to the left, and after a certain time, open the other opening 110
B passes through the scanning area L in the same manner. In this way, the transducer 118 transmits and receives ultrasonic pulses only while one aperture 110B is within the scanning area L, and the object 138 is thereby linearly scanned.

プーリ106の曲率が小さいと、開口110B
の受ける機械的変形が少なくなり望ましいが、一
方の開口110Bが走査領域Lを離れる時点と他
方の開口110Bが走査領域Lに突入する時点と
の間が長くなり、走査効率が悪くなる。そのよう
な場合には、たとえば第2図に示すようにベルト
の全長を4等分した各点において開口110Bを
1つづつ合計4個配置し、隣接する開口110B
の相互の距離を少なくとも走査領域Lの長さL以
上にとる。このようにすることによつて走査領域
Lを実質的に連続的に直線走査することができ
る。なおベルト110における開口110Bの数
は1個以上の任意の数でよく、本実施例に示した
数に制限されるものではない。
If the curvature of the pulley 106 is small, the opening 110B
Although this is desirable because the mechanical deformation experienced by the opening 110B is reduced, the time between the time when one opening 110B leaves the scanning area L and the time when the other opening 110B enters the scanning area L becomes longer, and scanning efficiency deteriorates. In such a case, for example, as shown in FIG. 2, a total of four openings 110B are arranged, one at each point where the entire length of the belt is divided into four, and adjacent openings 110B are arranged.
The distance between them is at least equal to or longer than the length L of the scanning area L. By doing so, the scanning area L can be scanned substantially continuously in a straight line. Note that the number of openings 110B in the belt 110 may be any number greater than or equal to one, and is not limited to the number shown in this embodiment.

再び第1図に戻ると、信号処理回路200は、
走査の基準クロツクを発生する基準クロツク20
2と、このクロツクに応動して振動子118をパ
ルス励振させる送信信号を発生する送信部204
と、振動子118による送信および受信の動作を
切り替える送受信切替部206と、振動子118
で受信した受信信号を処理して輝度変調信号とす
る受信信号処理部208と、この輝度変調した信
号によつて被写体138の内部における超音波の
反射エコーを可視表示する表示部210とを有す
る。この可視表示部はたとえば通常の陰極線管な
どで構成され、その垂直偏向信号は基準クロツク
202に応動して垂直偏向信号発生部212で発
生し、また水平偏向信号は水平偏向信号発生部2
14で発生する。ところでベルト110の内側に
はベルトの走行方向に対して開口110Bの直後
に図示のように光反射体140が装着され、また
図示の位置に発光素子および受光素子を有する水
平同期センサ142が設けられ、反射体140が
センサ142の直下に来ると発光素子の発した光
が光反射体140で反射され、これを受光素子で
検出してその信号が端子144を通つて走査開始
検出部216に送られる。水平偏向信号発生部2
14はこの走査開始検出部216によつて水平偏
向動作が起動される。なお本実施例では受信信号
処理部208と表示部210の間に記憶制御部2
18および記憶部220が設けられているが、こ
れらはのちに説明するように必ずしも必要なもの
ではない。また表示部210には、たとえばカメ
ラなどの表示部210の可視表示のハードコピー
を作成する記録部222を設けてもよい。また本
実施例では、モータ300の回転速度を制御する
速度制御部302を設けてもよい。これについて
はのちに説明する。
Returning to FIG. 1 again, the signal processing circuit 200
Reference clock 20 that generates a reference clock for scanning.
2, and a transmitting section 204 that generates a transmitting signal that pulse-excites the vibrator 118 in response to this clock.
, a transmission/reception switching section 206 that switches transmission and reception operations by the transducer 118, and a transducer 118.
The apparatus includes a received signal processing section 208 that processes a received signal received by the subject 138 into a luminance modulated signal, and a display section 210 that visually displays reflected echoes of ultrasound inside the subject 138 using the luminance modulated signal. This visual display section is composed of, for example, a common cathode ray tube, whose vertical deflection signal is generated by a vertical deflection signal generator 212 in response to a reference clock 202, and whose horizontal deflection signal is generated by a horizontal deflection signal generator 212.
Occurs at 14. By the way, a light reflector 140 is attached to the inside of the belt 110 as shown in the figure immediately after the opening 110B with respect to the running direction of the belt, and a horizontal synchronization sensor 142 having a light emitting element and a light receiving element is provided at the position shown in the figure. When the reflector 140 comes directly below the sensor 142, the light emitted by the light emitting element is reflected by the light reflector 140, which is detected by the light receiving element and the signal is sent to the scan start detection section 216 through the terminal 144. It will be done. Horizontal deflection signal generator 2
14, a horizontal deflection operation is started by this scanning start detection section 216. Note that in this embodiment, the storage control unit 2 is provided between the received signal processing unit 208 and the display unit 210.
18 and a storage section 220 are provided, but these are not necessarily necessary as will be explained later. The display unit 210 may also be provided with a recording unit 222 that creates a hard copy of the visible display on the display unit 210, such as a camera. Further, in this embodiment, a speed control section 302 that controls the rotational speed of the motor 300 may be provided. This will be explained later.

発明の作用 つぎに本装置の動作を説明する。ベルト110
はモータ300によつて駆動用リール106が回
転することで所定の速度で走行する。一方送信部
204は基準クロツク202に応動してパルス状
の送信信号を発生し、送受信切替部206はやは
り基準クロツク202に応動して送信部204の
発生したパルスを振動子118に送るように切り
替えられる。したがつて振動子118がパルス状
に励振されると、振動子118の全面にわたつ
て、すなわち少なくとも第1図における走査領域
Lにわたつて同図の下方に超音波パルスを発生す
る。開口110B以外の部分、すなわち第1の部
分110Aに向つて送信された超音波はその内側
の面で反射されるが、開口110Bに向つて送信
された超音波パルスは音響レンズをなす開口11
0Bによつてビーム状の超音波として同図の下方
に進行し、液体102、透過膜104Bを通つて
被写体138の内部に進行し、所定の一点で焦点
を結ぶ。一方送信部204が送信パルスを発生し
ていない期間は、送受信切替部206は振動子1
18を受信信号処理部208に接続するように切
り替え、さきに送信した超音波が被写体138の
内部で反射されると、その一部は送信超音波と逆
の経路を通つて音響開口110Bからベルトの内
側に進行し、振動子118で受信され、これによ
る受信信号が受信信号処理部208で処理され
る。処理部208はこの受信信号によつて表示部
210の可視表示を輝度変調させ、被写体138
の内部で生じたエコーを表示させる。
Operation of the Invention Next, the operation of the present device will be explained. belt 110
The drive reel 106 is rotated by the motor 300 to run at a predetermined speed. On the other hand, the transmitting section 204 generates a pulse-shaped transmission signal in response to the reference clock 202, and the transmitting/receiving switching section 206 also switches to send the pulses generated by the transmitting section 204 to the vibrator 118 in response to the reference clock 202. It will be done. Therefore, when the vibrator 118 is excited in a pulsed manner, ultrasonic pulses are generated over the entire surface of the vibrator 118, that is, at least over the scanning area L in FIG. 1 and downward in the figure. Ultrasonic waves transmitted toward a portion other than the aperture 110B, that is, the first portion 110A, are reflected by its inner surface, but ultrasonic pulses transmitted toward the aperture 110B are reflected by the aperture 11 forming an acoustic lens.
0B, the ultrasonic wave travels downward in the figure as a beam-like ultrasonic wave, passes through the liquid 102 and the transparent membrane 104B, and travels inside the subject 138, where it is focused at a predetermined point. On the other hand, during the period when the transmitting section 204 is not generating a transmitting pulse, the transmitting/receiving switching section 206
18 to be connected to the reception signal processing unit 208, and when the previously transmitted ultrasound is reflected inside the subject 138, a part of it passes through the opposite path of the transmitted ultrasound to the belt from the acoustic aperture 110B. The signal propagates inside the oscillator 118 and is received by the transducer 118, and the received signal is processed by the received signal processing unit 208. The processing unit 208 modulates the brightness of the visible display on the display unit 210 using this received signal, and displays the subject 138.
Display the echo generated inside the .

ところでベルト110の走行につれ1つの開口
110Bが走査領域Lの右端に突入すると、前述
のようにセンサ142がこれを検出して走査開始
検出部216に信号を送り、表示部210の水平
方向の偏向を水平偏向信号発生部214で開始さ
せる。したがつて開口110Bが走査領域Lの中
のある位置にある間振動子118が1つの送信パ
ルスで励振された後、振動子118がこの送信パ
ルスによる反射波を受信している間に水平偏向信
号発生部214が1本の水平走査線を表示部21
0に形成する。つぎにベルト110の走行に応じ
て開口110Bがつぎの位置にくると、垂直偏向
信号発生部212は基準クロツク202に応動し
て1走査線分だけ垂直偏向を行ない、この位置に
おいてつぎの送受信動作を繰り返す。このように
して表示部210には反射波のエコーが順次可視
表示される。したがつてモータ300の回転速度
を変えれば走査領域Lにおける走査線密度を変え
ることができることがわかる。この目的のために
速度制御部302が設けられている。これによつ
て、たとえば生体の動態観察を行ないたい場合に
はモータ300の回転速度を速くすることによつ
て走査線密度は粗くなるが時々刻々に変化する生
体内部の模様をリアルタイムで表示することがで
きる。また精密観察用の良質な静態像を得たい場
合にはモータ300の回転速度を遅くして走査領
域Lにおける走査線の密度を高くすればよい。こ
の場合には画面全体の走査速度が遅くなることで
画面全体の観察が困難になるのを防止する目的
で、1フレームの画像を記憶制御部218によつ
て一旦記憶部220に蓄積させ、これをチラツキ
限界のコマ速度以上の速度、たとえば50フイール
ド/秒以上の速度でリフレツシユして表示部21
0に表示させる。したがつて前述のように、リア
ルタイムの高速走査のみを行なう場合には記憶制
御部218および記憶部220の回路は必要でな
い。
By the way, when one opening 110B enters the right end of the scanning area L as the belt 110 runs, the sensor 142 detects this as described above and sends a signal to the scanning start detection section 216, causing the horizontal deflection of the display section 210. is started by the horizontal deflection signal generator 214. Therefore, while the aperture 110B is at a certain position within the scanning area L, the transducer 118 is excited by one transmitted pulse, and then the horizontal deflection occurs while the transducer 118 receives the reflected wave from this transmitted pulse. The signal generation unit 214 generates one horizontal scanning line on the display unit 21.
Form to 0. Next, when the opening 110B comes to the next position as the belt 110 travels, the vertical deflection signal generator 212 performs vertical deflection by one scanning line in response to the reference clock 202, and the next transmission/reception operation is performed at this position. repeat. In this way, the echoes of the reflected waves are sequentially visually displayed on the display section 210. Therefore, it can be seen that the scanning line density in the scanning area L can be changed by changing the rotational speed of the motor 300. A speed control section 302 is provided for this purpose. As a result, when it is desired to observe the dynamics of a living body, for example, by increasing the rotational speed of the motor 300, the scanning line density becomes coarser, but the pattern inside the living body, which changes from moment to moment, can be displayed in real time. Can be done. Furthermore, if it is desired to obtain a high-quality static image for precise observation, the rotation speed of the motor 300 may be slowed down to increase the density of scanning lines in the scanning area L. In this case, in order to prevent the scanning speed of the entire screen from slowing down and making it difficult to observe the entire screen, the storage control section 218 temporarily stores one frame of the image in the storage section 220. The display unit 21 is refreshed at a speed higher than the flicker limit frame speed, for example, at a speed higher than 50 fields/second.
Display it at 0. Therefore, as described above, when performing only real-time high-speed scanning, the circuits of the storage control section 218 and the storage section 220 are not required.

たとえばリアルタイム観察を考えると、フレー
ムレートは50フイールド/秒以上必要であり、し
たがつて1フイールドの時間は20ミリ秒以下とな
る。走査領域Lの長さを100mmとするとこれを20
ミリ秒で走査するにはベルト110の線速度は
100mm/20ミリ秒=5m/秒となる。1つの走査
線の生体内における受信深度を150mmとすると、
生体内の平均音速は約1500m/秒であるから150
mmを往復するのに要する時間は0.2ミリ秒となる。
この0.2ミリ秒の時間の間にベルトは1mm移動す
るから、全走査領域100mmの間には100本の走査線
が得られる。実際には通常のテレビジヨンのよう
に2対1の飛越し走査を行なえば、200本の走査
線を25フレーム/秒(50フイールド/秒で2フイ
ールド/フレーム)のフレーム数で得ることがで
きる。
For example, considering real-time observation, the frame rate needs to be 50 fields/second or more, so the time for one field is 20 milliseconds or less. If the length of scanning area L is 100mm, this is 20
To scan in milliseconds, the linear velocity of the belt 110 is
100mm/20ms = 5m/sec. Assuming that the reception depth of one scanning line in the living body is 150mm,
The average speed of sound in a living body is approximately 1500 m/s, so 150
The time required to go back and forth mm is 0.2 milliseconds.
Since the belt moves 1 mm during this 0.2 millisecond period, 100 scanning lines are obtained over a total scanning area of 100 mm. In fact, if you use 2:1 interlaced scanning like in regular television, you can obtain 200 scanning lines at a rate of 25 frames/second (2 fields/frame at 50 fields/second). .

振動子118はその全面で超音波を発生するの
で、ベルト110の第1の部分110Aの内側の
面で反射された超音波が振動子118で受信され
表示部210に虚像を生ずることがある。これを
防ぐためにはベルト110の第1の部分110A
の内側にゴムなどの超音波吸収層146を設ける
か、または第1の部分110Aの内側の面の反射
層断面形状を第3図のごとく山形の形状とし、反
射した超音波を四方に分散させることが望まし
い。
Since the transducer 118 generates ultrasonic waves on its entire surface, the ultrasonic waves reflected from the inner surface of the first portion 110A of the belt 110 may be received by the transducer 118 and produce a virtual image on the display section 210. In order to prevent this, the first portion 110A of the belt 110
An ultrasonic absorbing layer 146 made of rubber or the like is provided on the inside of the first portion 110A, or the cross-sectional shape of the reflective layer on the inside surface of the first portion 110A is made into a chevron shape as shown in FIG. 3, so that the reflected ultrasonic waves are dispersed in all directions. This is desirable.

発明の効果 本発明はこのように構成したことにより、従来
の振動子可動型機械走査方式のような機械的接触
部分の不安定性がなく、また走査速度のばらつき
もない。さらに電子走査方式と比較して複雑な多
数のスイツチング回路を必要とせず、振動子の形
状が超音波の進行方向と直角な方向に長い形をと
つているため複雑な振動パターンがなく理想的な
音場が得られる。また電子走査方式に特有のグレ
ーテイングローブやサイドローブなどは本質的に
生ずることがなく、位相制御のための複雑な回路
も必要としない。したがつて簡単で廉価な装置構
成で良質の画面が得られ、リアルタイム観察だけ
でなく精密診断にも適した超音波診断装置を提供
することができる。
Effects of the Invention Due to the above-described configuration of the present invention, there is no instability in the mechanical contact portion, unlike in the conventional vibrator movable mechanical scanning system, and there is no variation in scanning speed. Furthermore, compared to the electronic scanning method, it does not require a large number of complex switching circuits, and since the shape of the transducer is long in the direction perpendicular to the direction of propagation of the ultrasonic wave, there is no complicated vibration pattern, making it ideal. A sound field can be obtained. Further, grating lobes and side lobes, which are characteristic of electronic scanning methods, essentially do not occur, and a complicated circuit for phase control is not required. Therefore, a high-quality screen can be obtained with a simple and inexpensive device configuration, and an ultrasonic diagnostic device suitable not only for real-time observation but also for precise diagnosis can be provided.

本発明を図示の特定の実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱することなく特許請求の
範囲の記載の範囲内で種々の変更が可能である。
たとえば振動子118は直線走査領域Lにわたつ
て単一である必要はなく、複数の振動子を走査方
向に沿つて配列して構成してもよいことは明らか
であろう。またベルト110は走査面(第1図の
平面)内において振動子118の周囲を包囲する
構成をとつているが、必らずしもこれに限定する
必要はなく、振動子118が送受信する超音波を
第1の部分110Aが完全に横切つて遮蔽する構
成であればどんな構成でもよい。たとえばベルト
110の走査領域L以外にある部分が同図の面の
垂直方向に走行して循環する構成や、音響開口1
10Bに相当するスリツトが直線走査領域Lにわ
たつて直線走行するように第1図の平面に垂直な
面内で回転する円板構成なども本発明の思想に含
まれることは明らかである。
Although the present invention has been described with respect to the specific embodiments shown, various modifications may be made within the scope of the appended claims without departing from the spirit of the invention.
For example, it is clear that the transducer 118 does not need to be a single transducer across the linear scanning region L, and that a plurality of transducers may be arranged along the scanning direction. Although the belt 110 is configured to surround the vibrator 118 in the scanning plane (the plane in FIG. 1), it is not necessarily limited to this, and the Any configuration may be used as long as the first portion 110A completely traverses and blocks sound waves. For example, a configuration in which a portion of the belt 110 other than the scanning area L runs and circulates in a direction perpendicular to the surface of the figure, or an acoustic aperture 1
It is clear that the concept of the present invention also includes a disk configuration that rotates in a plane perpendicular to the plane of FIG. 1 so that the slit corresponding to 10B travels in a straight line across the linear scanning area L.

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

第1図は本発明による超音波診断装置の一部分
を断面図で示し、他の部分をブロツク図で示す模
式図、第2図は本発明の超音波診断装置に使用す
るプローブの他の例を示す断面図、第3図は本発
明の超音波診断装置に使用するベルトの第1の部
分の山形断面形状の例を示す拡大断面図である。 主要部分の符号の説明、100……プローブ、
110……ループ状ベルト、110A……第1の
部分、110B……第2の部分、音響開口、11
8……超音波振動子、146……超音波吸収層、
200……信号処理回路、300……モータ、3
02……速度制御部、L……走査領域。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a part of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention in a sectional view and other parts in a block diagram, and FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the probe used in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. The cross-sectional view shown in FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the chevron-shaped cross-sectional shape of the first portion of the belt used in the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. Explanation of symbols of main parts, 100...probe,
110...Loop-shaped belt, 110A...First part, 110B...Second part, acoustic aperture, 11
8... Ultrasonic transducer, 146... Ultrasonic absorption layer,
200...Signal processing circuit, 300...Motor, 3
02...Speed control unit, L...Scanning area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被写体を直線状の所定走査領域にわたつて走
査して反射波に基づく表示を得るリニア走査超音
波診断装置において、該診断装置は少なくとも前
記走査領域にわたつて所定の方向で超音波を送受
信する少なくとも1つの超音波振動子と、所定の
方向の超音波を前記走査領域にわたつて横切つて
循環する帯状循環体と、該帯状循環体を連続的に
走行させる駆動手段とを含み、前記帯状循環体
は、超音波を実質的に阻止する音響インピーダン
スを有する第1の部分と、該超音波を実質的に透
過させる音響インピーダンスを有し透過した超音
波によつて超音波ビームを形成する少なくとも1
つの音響開口をなす第2の部分とを具備して成
り、該帯状循環体を前記駆動手段が連続的に循環
させるにつれ直線状走査領域を超音波ビームで直
線状に走査することを特徴とする超音波診断装
置。 2 帯状循環体の第2の部分は、超音波ビームを
所定の1点に集束させる音響レンズを形成するこ
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。 3 駆動手段は、前記帯状循環体の走行速度を所
望の速度に設定する走査速度設定手段を含むこと
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。 4 帯状循環体の第1の部分は超音波を吸収する
音響吸収層を含む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。
[Scope of Claims] 1. A linear scanning ultrasonic diagnostic device that scans a subject over a predetermined linear scanning area and obtains a display based on reflected waves, wherein the diagnostic device scans a subject over a predetermined linear scanning area and obtains a display based on reflected waves. at least one ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves, a band-shaped circulating body that circulates ultrasonic waves in a predetermined direction across the scanning area, and a drive means that continuously runs the band-shaped circulating body. The band-like circulation body includes a first portion having an acoustic impedance that substantially blocks ultrasonic waves, and a first portion having an acoustic impedance that substantially transmits the ultrasonic waves, and the first portion having an acoustic impedance that substantially transmits the ultrasonic waves. at least one forming a sound wave beam
and a second portion forming two acoustic apertures, and as the driving means continuously circulates the band-shaped circulating body, the linear scanning area is linearly scanned by the ultrasonic beam. Ultrasound diagnostic equipment. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the second portion of the band-shaped circulation body forms an acoustic lens that focuses the ultrasonic beam on one predetermined point. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the driving means includes a scanning speed setting means for setting the running speed of the band-shaped circulating body to a desired speed. 4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the first portion of the band-shaped circulating body includes an acoustic absorption layer that absorbs ultrasonic waves.
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