JPS635695Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、診断対象物例えば生体に探触子を当
接し手動でコンパウンド走査しながらパルス波を
発射し、生体の組織境界からの反射波を増幅・検
波してブラウン管オシログラフ（以下CROとい
う）に生体組織の断層像を表示させる手動走査形
超音波撮像装置の改良に関するものである。

この種の超音波撮像装置では、CRT表示画面
上の走査線の位置と角度を制御するために探触子
が生体と接触する部分の位置及び探触子の方向を
知る必要がある。従来のこの種装置においては、
第１図に示すように、探触子２は、一端が固定台
３などに取付けられ折り曲げ自在の節部４ａ，４
ｂ，４ｃを有するアーム４の先端部に取付けら
れ、これら節部に設置された角度検出器及びアー
ムの長さから探触子の位置と方向を検出し得るよ
うになつている。

しかしながら、アームを必要とすること及びこ
のアームの一端は固定台とか生体を載置するベツ
ド５とかの固定部分に固設しなければならず、し
たがつて装置全体として大型になり、不便かつ高
価になるという欠点があつた。

本考案は、このような欠点を除去し、フレキシ
ブルな信号ケーブルのみによつて探触子を装置本
体に接続しながらも探触子の位置と方向を検出し
得る手動走査形超音波撮像装置を実現しようとす
るものである。

以下図面を用いて本考案を詳しく説明する。第
２図は本考案に係る手動走査形超音波撮像装置の
一実施例を示す図で、人体を診断している場合を
例にとつて示してある。第２図において、２０は
探触子で、フレキシブルな信号ケーブル２１を介
して装置本体２２に接続され、その装置本体２２
はパルス発生器２３、増幅・検波器２４、位置・
角度計算手段２５、CRO２６より構成されてい
る。探触子２０は、パルス発生器２３から与えら
れるパルス波を発射させ、生体組織からの反射波
を受信して増幅・検波器２４に送る点では従来の
探触子２と同じであるが、角度検出器と一体に形
成し水平面又は重力方向に対する角度の検出がで
きるようになつている点に特徴が有る。第３図は
探触子２０の一具体例である。すなわち、第３図
において、２０１は例えばチタン酸ジルコン酸鉛
などのような圧電材料で、超音波レンズ２０２を
介して対象物にパルスを発射すると共に対象物か
らの反射波を受信することができるものである。
２１０は角度検出器で、３本の超音波磁歪遅延線
（以下単に磁歪線という）におけるパルス伝播時
間を検出し角度に対応した信号を得るものであ
る。この３本の磁歪線２１１，２１２，２１３の
一端にはそれぞれ超音波発生用コイル２１１ａ，
２１２ａ，２１３ａおよび検出コイル２１１ｂ，
２１２ｂ，２１３ｂが取付けられ、かつこの部分
は適切な手段により容器２１４内に固設されてい
る。また磁歪線２１１，２１２，２１３の他端部
は水銀２１５の中に挿入されている。２１６はバ
ツキング材で、容器２１４の開口端を封止して水
銀の流出を防止すると共に圧電材料と角度検出器
部との相互干渉を防止している。３本の磁歪線２
１１，２１２，２１３は第４図に示すように水平
面に対して例えば一辺をL₁とする正三角形の各
頂点に位置するように配置されていて、探触子を
垂直にしたとき３本の磁歪線の空気中２１７にあ
る部分の長さが同じになるように配置されてい
る。超音波発生用コイルにより発生したパルスが
磁歪線を伝播し水銀面位置で反射し検出コイルま
で戻つてくるに要するパルス伝播時間は磁歪線の
空気中の長さに対応するので、探触子２０が傾い
た場合には各磁歪線でのパルス伝播時間に差が生
ずる。位置・角度計算手段２５は、信号ケーブル
２１を介してコイル２１１ａ〜２１３ａにパルス
電流を与え、検出コイル２１１ｂ〜２１３ｂで伝
播パルスを受信するまでのパルス伝播時間を測定
する。計算手段２５では更に伝播時間差より探触
子２０の角度すなわち探触子から発射される超音
波ビームの方位を求めることができる。

３０は透過パルス検出手段で、人体１を透過す
る探触子２０からのパルス波を受信するものであ
る。この透過パルス検出手段３０は３個の超音波
トランスデユーサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃより構
成され、各トランスデユーサは第５図に示すよう
に所定の間隔例えばl₁，l₂，l₃の間隔で診断対象
物の裏側又はベツド表面５ａにあらかじめ取付け
られている。このトランスデユーサの出力は位
置・角度計算手段２５に導かれ、探触子２０から
のパルス伝播時間を測定して人体１中の音速（ほ
ぼ1.5mm／μs）より探触子２０の位置を算出する。
位置・角度計算手段２５から出力される探触子２
０の位置情報及び方位情報は増幅・検波器２４の
出力と共にCRO２６に導かれている。

このような構成において、探触子２０を手動走
査するとき、探触子２０で受信した反射波は増
幅・検波器２４で増幅・検波されCROに与えら
れて表示されるが、このとき位置・角度計算手段
２５より得られる位置情報、方位情報に基づき探
触子の位置及び超音波ビームの方向が補正され、
これにより生体組織の正しい断層像がＢモード表
示される。

なお、撮像のための超音波ビームの指向性は鋭
い方が望ましいが、他方トランスデユーサで位置
を検出する際には全トランスデユーサにパルス波
が届くように逆に球面波に近い指向性の鋭くない
音波を発射しなければならない。この場合、例え
ば第６図に示すような同心円形アレイを用いれ
ば、撮像時にはフエーズドアレイの原理による電
子フオーカスで指向性の鋭い細いビームを発生さ
せ、他方位置情報採集時には中心部分の素子のみ
を用いて開口を小さくし球面波に近い音波を発射
させ、その目的を達成することができる。

また透過パルス検出手段、角度検出器は実施例
に限つたことはなく、他の検出手段を用いて同様
の目的を達成することもできる。

更に、透過パルス検出手段３０の超音波トラン
スデユーサの個数及び角度検出器２１０における
磁歪線の本数は実施例のようにそれぞれ３個及び
３本に限らず、それ以上であつてもよい。

以上説明したように、本考案の手動走査形超音
波撮像装置によれば、機械的なアームを用いるこ
となく探触子の位置及び角度を検出することがで
きるので、装置全体として小形、安価となり、し
かも探触子の操作性が向上するなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の手動走査形超音波撮像装置の要
部構成図、第２図は本考案に係る手動走査形超音
波撮像装置の一実施例を示す要部構成図、第３図
は探触子の構成図、第４図は磁歪線の配置図、第
５図は超音波トランスデユーサの配置図、第６図
は同心円形アレイの説明的構成図である。 １……生体、２０……探触子、３０……透過パ
ルス検出手段、３０ａ〜３０ｃ……超音波トラン
スデユーサ、２２……装置本体、２３……パルス
発生器、２４……増幅・検波器、２５……位置・
角度計算手段、２６……CRO。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 診断対象物に当接し手動走査のできる探触子
   からパルス波を発射し、診断対象物からの反射
   波を増幅・検波して対象物の断層像をブラウン
   管に表示する手動走査形超音波撮像装置におい
   て、前記対象物を透過する探触子からのパルス
   波を検知する透過パルス検出手段と、前記探触
   子に設置され水平面又は重力方向との角度を検
   出する角度検出器と、前記透過パルス検出手段
   の出力と前記角度検出器の出力に基づき探触子
   の位置及び角度を算出する位置・角度計算手段
   を具備し、診断対象物を通過するパルス波の伝
   播時間より探触子の位置情報を得ると共に角度
   検出器の出力より超音波ビームの方位情報を得
   ることを特徴とする手動走査形超音波撮像装
   置。 (2) 前記角度検出器を、３本の磁歪線を用い、こ
   の磁歪線の一端を水銀中に挿入し磁歪線の空気
   中の部分の長さが探触子の傾きに対応するよう
   に形成し、磁歪線におけるパルス伝播時間によ
   り探触子の傾きを検出できるように構成したこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の手動走査形超音波撮像装置。