JPWO2005002449A1 - 超音波探触子及び超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

被検体の体腔臓器内に挿入される挿入部と、前記挿入部に連接される手元部からなる超音波探触子において、前記挿入部先端には、複数の振動子素子（１０４）がその全外周３６０度に亘って配設されており、前記手元部には、超音波診断装置本体（１０７）中の超音波信号を送受波する所定数の超音波送受波チャンネル（７０１、７０２）と接続すべき前記複数の振動子素子の中の所定数の振動子素子との電気的な接続を順次切替える接続切替スイッチ（１０５）が配設されている。 従って、超音波探触子の挿入部全周に亘る位置むらのない高画質の断層像および血流像を含む超音波像を収集、表示させることが可能な超音波探触子およびそれを用いた超音波診断装置が得られる。

Description

本発明は、超音波探触子及び超音波診断装置に関し、特に、体腔内に挿入されてその全周囲３６０度の超音波像を収集するのに適した体腔用超音波探触子およびそれを使用した超音波診断装置の改良に関するものである。

従来の体腔用超音波探触子は、例えば、特開平８−５６９４８号公報に開示されているように、超音波振動子を挿入部の長軸周りに機械的に回転させることによって、挿入部の全周囲の超音波像を収集する構成となっていた。

すなわち、特開平８−５６９４８号公報に記載の体腔用超音波探触子では、挿入部が中空の略円筒構造となっており、この中空部分にフレキシブルシヤフトがその先端部分から手元部分にかけて連通されており、このフレキシブルシヤフトの先端部分には超音波振動子が配設されると共に、他端側は超音波探触子の手元部分に配設されるモータに接続される構成となっていた。

このように、特開平８−５６９４８号公報に記載の体腔用超音波探触子では、モータの回転によりフレキシブルシヤフトをその中心軸を中心として回転させることによって、その先端部分に配設された超音波振動子を回転させる構成となっていた。その結果、超音波振動子で送受波する超音波ビームの照射方向を挿入部の中心周りに回転走査する構成としていた。

なお、特開昭６１−１３５６３９号公報には、超音波パルスドップラ法による血管内血流情報を二次元に表示する装置および方法が記載されている。

被検体の負担を低減させるために従来の体腔用超音波探触子の挿入部は柔軟性を有する部材で形成されており、この挿入部の変形に合わせてフレキシブルシヤフトも変形することによって、挿入体腔部の形状に適合する超音波探触子の挿入を可能としていた。

特開平８−５６９４８号公報に記載の超音波探触子では、前述したように、モータの回転がフレキシブルシヤフトを介して超音波振動子を回転させる構成となっていた。このために、挿入部が屈曲された状態ではフレキシブルシヤフトの伝達トルクにむらが生じてしまうので、超音波振動子の回転にもむらが生じてしまうという問題があった。すなわち、超音波ビーム送受波の走査方向の走査速度の安定度が、フレキシブルシヤフトによる超音波振動子の回転の安定度により決定されてしまう構成となっていたので、超音波ビームの送受波にむらが生じてしまい、そのため、比較的位置精度が要求されない断層像も、「位置むら」が生じた３６０度表示画像となってしまうという問題があった。特に、振動子位置精度を要求されるドプラ血流像を取得するためには、振動子による超音波送受信位置を機械的に正確に固定（超音波送受信中に位置が変動しないように）して送受信する必要がある。さらには、超音波送受信のタイミング毎に振動子の位置を正確かつ瞬時（およそ、１５マイクロ秒程度）に変更して超音波を送受信する必要がある。このために、フレキシブルシヤフトを使って超音波振動子を機械的に回転する従来の方式では血流像表示は困難であった。

本発明の目的は、超音波探触子の全周に亘る位置むらのない高画質の断層像および血流像を含む超音波像を表示させることが可能な超音波探触子およびこれを用いた超音波診断装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、疾病の状況を容易に把握出来、診断に要する時間を低減し、診断効率を向上することが出来ると共に、被検体の負担を低減させることが出来、例えば、悪性腫瘍のような血流の豊富な疾患状況の確認が容易で、確定診断に有用な情報を得ることが出来る超音波診断装置を提供することである。

本発明は、超音波探触子の挿入部先端の全外周３６０度に亘ってｍ個の振動子素子を配設し、超音波診断装置本体中のｎ個（ｎ＜ｍ）の超音波送受波チャンネルからの超音波信号を接続切替スイッチを介してｍ個の振動子素子中の連続するａ個（ａ≒ｍ／８からｍ／２）の振動子素子列に送受波し、接続切替スイッチを順次切替えて超音波信号の送受波方向を順次変更することによって、超音波探触子挿入部の全周３６０度に亘る超音波断層像および超音波血流像を含む超音波像を取得可能としたものである。

本発明によれば、超音波の送受波方向の切り替えは、超音波信号を供給する振動子素子を接続切替スイッチが選択することによってなされるので、従来のような超音波の送受波方向の機械的な回転移動に伴う画質の低下を防止できると共に、所定の方向への超音波の送受波を容易に設定することができるので、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）等の血流情報の取得が容易に実現できる。この得られた血流情報に基づいた血流像表示を超音波探触子の全周３６０度に亘り行い、超音波画像をリアルタイムで観察することができるので、検者は疾病の状況の把握が容易となり、診断に要する時間が低減でき、診断効率を向上することができると共に、被検体の負担を低減させることができる。

また、本発明によれば、超音波探触子に供給する送受波信号を制御する超音波送受信部を構成する超音波送受信チャンネルの数を低減させることもできるので、超音波診断装置を小型化することができると共に、構成を簡素化できる。

［図１］本発明の実施例１の超音波診断装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
［図２］実施例１の超音波診断装置で適用される接続切替スイッチの概略構成を説明するための回路図である。
［図３］実施例１の超音波診断装置における接続切替スイッチの切替動作を説明するための図である。
［図４］本発明の実施例２の超音波診断装置で適用される接続切替スイッチの概略構成を説明するための回路図である。
［図５］実施例２の超音波診断装置における接続切替スイッチの切替動作を説明するための図である。
［図６］実施例１の超音波診断装置で取得した血流像を含む断層像を説明するための図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明の実施例を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の実施例１の超音波探触子およびそれを用いた超音波診断装置の概略構成を説明するためのブロック図であり、１０１は超音波探触子、１０２は探触子ケーブル、１０３は探触子コネクタ部、１０４は振動子素子、１０５は接続切替スイッチ、１０６は接続制御回路、１０７は超音波診断装置本体を示す。ただし、本実施例では、送波整相回路を含む送信回路及び受波整相回路を含む受信回路からなる超音波送受波チャンネル数が３２チャンネル、振動子素子１０４が２５６個の場合について説明するが、送波整相回路を含む送信回路及び受波整相回路を含む受信回路のチャンネル数及び振動子素子数については、これに限定されるものではない。

図１に示すように、実施例１の超音波診断装置は、例えば、図示しない被検体に挿入されて、当該被検体に超音波を送波すると共に、送波した超音波の反射波を受信して電気信号（以下、「受波信号」と記す）に変換する振動子素子１０４を備える体腔用の超音波探触子１０１と、それぞれ、振動子素子１０４への計測条件に基づいた送信波の送信フォーカス処理をして超音波を送信する整相回路を含む送信回路７０１と、振動子素子１０４から出力される受信波の受信フォーカス処理をする整相回路を含む受信回路７０２とからなるｎ個の超音波送受波チャンネル、それぞれの受信回路７０２から出力される受信信号を用いて超音波像を演算する超音波演算回路７０３と、計測条件等の表示や超音波演算回路７０３から出力される超音波画像情報を表示する、例えば、モニタなどの画像表示器７０７、計測条件の入力等を行う周知の操作卓７０８、および超音波の送受波に同期して接続切替スイッチ１０５を制御する信号（切替制御信号）を生成する切替制御信号生成回路７０９からなる超音波診断装置本体１０７とから構成される。切替制御信号生成回路７０９は、超音波を送受波する振動子素子１０４を指定する情報となる超音波走査位置情報（送受波方向アドレス）も生成する。

実施例１の超音波探触子１０１は、手元部分と挿入部分（以下、挿入部と記す）から形成される体腔用超音波探触子であり、挿入部の先端全周に亘り振動子素子１０４が配設される構成となっている。特に、実施例１の超音波探触子１０１では、図１に示すように、挿入部の外周部にその中心軸方向に沿って複数の振動子素子が並設されて振動子群を形成すると共に、この振動子群が挿入部の中心軸の周りすなわち中心軸を中心として全周３６０度に亘って配設される構成となっている。

各振動子素子１０４には駆動用の電力を供給すると共に、振動子素子１０４が受波した超音波に応じて生じる受波信号を出力する信号線である２５６本の探触子ケーブル１０２が接続されている。この探触子ケーブル１０２は挿入部内を通り、その他端側は探触子コネクタ部１０３の接続切替スイッチ１０５に接続される構成となっている。

接続切替スイッチ１０５には、超音波診断装置本体１０７からの送波信号が供給される構成となっている。また、接続切替スイッチ１０５には、接続制御回路１０６からの切り替え信号が入力される。従って、送波時においては、切り替え信号に基づいて、接続切替スイッチ１０５が超音波診断装置本体１０７の超音波送受波チャンネルからの送波信号を供給する振動子素子１０４を切り替える構成となっている。同様にして、受波時においても、切り替え信号に基づいて、接続切替スイッチ１０５が振動子素子１０４からの受波信号を供給する超音波送受波チャンネルを切り替える構成となっている。ただし、接続制御回路１０６は、後述するように、超音波診断装置本体１０７からの超音波走査位置情報に基づいて、接続切替スイッチ１０５を切り替える。

このように、実施例１の超音波探触子１０１では、超音波探触子１０１の手元側の探触子コネクタ部１０３に接続切替スイッチ１０５と接続制御回路１０６とからなる超音波送受波の制御手段が配置される構成となっている。この探触子コネクタ部１０３を構成する接続切替スイッチ１０５では、図２に示すように、１個の振動子素子１０４に対してＯＮ／ＯＦＦを切り替える周知のスイッチ素子２０１が並列に３２個接続される構成となっている。すなわち、実施例１の接続切替スイッチ１０５では、各振動子素子１０４が、ｎ個の全ての超音波送受信チャンネルに接続可能な構成となっており、全てのスイッチ素子２０１をＯＦＦ状態にする、あるいは３２個のスイッチ素子２０１の内の何れか１個のスイッチ素子２０１のみをＯＮ状態とすることによって、当該振動子素子１０４の使用と不使用とを切り替える構成となっている。

また、探触子コネクタ部１０３を構成する接続制御回路１０６は、例えば、周知の図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する構成となっており、このＲＯＭに超音波診断装置本体１０７からの超音波走査位置情報と接続切替スイッチ１０５との関係をテーブルデータとして格納しておき、本体からの超音波走査位置情報に基づいて対応するスイッチ素子２０１のみをＯＮ状態とし、他のスイッチ素子２０１をＯＦＦ状態に保持させる構成となっている。すなわち、実施例１の接続制御回路１０６は、超音波診断装置本体１０７から出力される送波信号に同期して出力される超音波走査位置情報に基づいて、ＲＯＭに格納されるテーブルデータを検索する図示しない検索手段と、検索により得られたデータ（スイッチの選択情報）に基づいて接続切替スイッチ１０５を構成する各スイッチ素子２０１をＯＮ、ＯＦＦ制御する図示しないスイッチ手段とを有する構成となっている。

このように、実施例１の超音波診断装置では、超音波の送波を行う送波整相回路を含む送信回路と受波を行う受波整相回路を含む受信回路からなる超音波送受信チャンネルの数は、増大させることなく、このチャンネル数３２よりも多い２５６個の振動子素子１０４を使用した超音波像の収集が可能となる。そして接続切替スイッチ１０５により超音波送受信チャンネルと振動子素子１０４とを適宜接続することによって、超音波の送受に係わる振動子素子１０４を順次切り替える構成となっている。このような構成とすることによって、振動子素子１０４の数に応じて増加していた超音波送受信チャンネルの数を低減させる構成となっている。

図３は実施例１の超音波診断装置における接続切替スイッチ１０５の切替動作を説明するための図であり、特に、図３（ａ）は超音波の送受波方向アドレスが０（ゼロ）の場合を説明するための図であり、図３（ｂ）は超音波の送受波方向アドレスが１の場合を説明するための図である。ただし、図３（ａ）、（ｂ）に示す振動子素子の配列では、第１２９の振動子素子から第１２８の振動子素子に至る一方向に配列されることとなっているが、実際の配列では第１２８の振動子素子と第１２９の振動子素子とは円周上で隣接配置されることはいうまでもない。なお、本実施例では送受波方向アドレスは２５５まである。

図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例１の超音波診断装置では、超音波送受信チャンネルから送受波される超音波ビームを形成するために必要となる送波信号及び受波信号に与える遅延時間は駆動される振動子素子列の片側分についてのみ設定される構成となっている。この構成は、その都度駆動される振動子素子列の中央に位置する振動子素子を境にしてその遅延時間が対称となるように、接続切替スイッチを制御するものである。

すなわち、従来から超音波診断装置では、超音波ビームの中心（ビーム中心）の感度が最高となるように、各振動子素子毎に設定する送波時及び受波時における相対的な遅延時間を適宜調整していた。特に、受波時における焦点位置から各振動子素子に至る距離が見かけ上同じ距離となるように、送受波に使用する振動子素子列の中で、中央に位置する振動子素子に設定する遅延時間を最も大きく設定し、この中央の振動子素子から遠ざかるに従って遅延時間を徐々に小さい値に設定することにより、焦点位置を中心として振動子素子を凹面状に配設したような効果を得ているものである。ここで、図３（ａ）、（ｂ）の棒グラフは、各チャンネルからの送受波信号の遅延時間を示すものである。すなわち、従来と同様に中央に位置する振動子素子を基準として、その両側の対称な位置に配設される振動子素子に設定される遅延時間は同じ値に設定されている。

しかしながら、図３（ａ）、（ｂ）から明らかなように、実施例１の超音波診断装置では、１つの超音波送受信チャンネルが２個の振動子素子に接続される構成となっている。すなわち、本実施例１の超音波診断装置では、図３（ａ）に示すように、第１の振動子素子と第２５６の振動子素子とが同じ超音波送受信チャンネル１に接続される。また、、第２の振動子素子と第２５５の振動子素子とが同じ超音波送受信チャンネル２に接続される。同様にして、第３２の振動子素子と第２２５の振動子素子とが同じ超音波送受信チャンネル３２に接続されるまでの、合計６４個の振動子素子が３２個の超音波送受信チャンネルの何れかに接続される。

このとき、実施例１の超音波診断装置では、図中に棒グラフで示す遅延時間から明らかなように、送受波に使用する振動子素子列の中で、中央に位置する第１の振動子素子と第２５６の振動子素子とに接続される超音波送受信チャンネル１の遅延時間が最も大きい値に設定される。以降、この中央から離れるに従って、順次、遅延時間が小さくなり、最も外側に配置されることとなる第３２の振動子素子と第２２５の振動子素子に接続される超音波送受信チャンネル３２が、最も遅延時間が小さい値に設定される。なお、実施例１の超音波診断装置では、振動子素子は探触子の挿入部の先端部分の外周面に配置される構成となっているので、振動子素子は幾何学的には送受波面側で凸面状に配置されることとなる。

一方、実施例１の超音波診断装置では、２５６個の振動子素子の内で一度の超音波ビームによる走査に最大６４個の振動子素子を使用し、超音波の送受波を行う構成となっているので、挿入部の中心軸を基準とした場合には、送受波に使用される振動子素子の内で、最も外側に配置されることとなる第３２の振動子素子と第２２５の振動子素子との間隔は９０度となる。このように、実施例１の超音波診断装置では、振動子素子の配列が凸形状となっているので、一度の超音波の送受波に用いる振動子素子数を６４個とすることによって、すなわち最も外側の振動子素子間の間隔を９０度とすることによって、最も外側の振動子素子でそれぞれ送受波される超音波の効率の低下を抑える構成となっている。

さらには、実施例１の超音波診断装置における超音波ビームによる走査は、図３（ｂ）に示すように、超音波を送受波する振動子素子を１つずつ順次ずらすことによって、挿入部の全周の超音波像を収集する構成となっている。すなわち、超音波送受信チャンネルの遅延時間の設定はそのままに、接続切替スイッチ１０５を制御し、超音波の送受波に用いる振動子素子を第３３の振動子素子の側にシフト（移動）させる構成となっている。このシフトにより、第１の振動子素子と第２の振動子素子とが同じ超音波送受信チャンネル１に接続される。また、第３の振動子素子と第２５６の振動子素子とが同じ超音波送受信チャンネル２に接続される。同様にして、各超音波送受信チャンネルと振動子素子との接続がシフトされ、第３３の振動子素子と第２２６の振動子素子とが同じ超音波送受信チャンネル３２に接続され、合計６４個の振動子素子が３２個の超音波送受信チャンネルの何れかに接続される。

このとき、実施例１の超音波診断装置では、前述したように、各超音波送受信チャンネルに設定される遅延時間はそのままで、走査方向をシフトさせる構成となっているので、挿入部の外周に配設される振動子素子の内で、超音波の送受波に使用される振動子素子列の中央に配列される振動子素子に接続される超音波送受信チャンネルからの送受波信号の遅延時間が最も大きい値となる。以降、この中央から離れるに従って、順次、遅延時間が小さくなり、最も外側に配置されることとなる第３３の振動子素子と第２２６の振動子素子とに接続される超音波送受信チャンネルからの送受波信号の遅延時間が最も小さい値に設定される。

以上説明した走査方向のシフト動作を順次行うことによって、実施例１の超音波診断装置では、振動子素子が配列される超音波探触子１０１の挿入部の全外周３６０度の全周に亘る超音波像を収集することが可能になる。

本実施例１の超音波探触子を、直腸のような体腔内、あるいは経食道的に胃に挿入することによって、３６０度全周の超音波画像をリアルタイムで取得でき、検者は疾病の状況の把握が容易となり、診断に要する時間を低減でき、診断効率を向上することができると共に、被検体の負担を低減させることができる。

さて本実施例１の超音波診断装置による生体内の３６０度任意の位置の超音波血流像の演算、表示に関し説明する。
それぞれの受信回路７０２で整相処理された受信信号は、超音波像演算回路７０３に入力される。超音波像演算回路７０３の内部には、断層像を再構成するための断層像演算回路７０４と血流像を演算・再構成するための血流像演算回路７０５を含み、前記それぞれの受信回路７０２の出力は、断層像演算回路７０４と血流像演算回路７０５へと伝達される。血流像演算回路７０５の構成、処理内容は、先に言及した特開昭６１−１３５６３９号公報などに詳しい。さらに、断層像演算回路７０４と血流像演算回路７０５の出力は、画像選択回路７０６で断層像あるいは血流像、あるいはその両者を重ね合わせた表示とするよう断層像と血流像を選択するものである。画像選択回路７０６の出力は、モニタなどの画像表示器７０７に表示されるものである。

図６は、本実施例１の超音波診断装置で取得した超音波像を説明するための図であり、特に実施例１の超音波探触子を経食道的に胃まで到達させ、超音波断層像および二次元血流像の計測を行った時に得られる画像の模式図である。

この計測では、超音波探触子の挿入部の先端部分を胃まで到達させ、複数の層構造の胃壁を観察するとともに、胃壁血管を流れる血流動態を観察したものである。

図６の計測結果から明らかなように、本実施例の超音波探触子を備える超音波診断装置では、挿入部を体腔内へ挿入することにより、全周３６０度に亘る断層像のみならず、生体臓器内の二次元に亘った血流情報を得られるので、先にも指摘したように、検者は疾病の状況の把握が容易となり、診断に要する時間を低減でき、診断効率を向上させることができると共に、被検体の負担を低減させることができる。

図４は本発明の実施例２の超音波診断装置の、特に、探触子コネクタ部を構成する接続切替スイッチの概略構成を説明するための図である。実施例２の超音波診断装置では、接続切替スイッチ及び接続制御回路並びに送波信号の生成と受波信号の受信フォーカス処理を行う超音波送受信チャンネルとを除く他の構成は、実施例１の超音波診断装置と同様の構成となる。従って、以下の説明では、実施例１の超音波診断装置と構成が異なる接続切替スイッチ及び接続制御回路並びに超音波送受信チャンネルについてのみ、詳細に説明する。

図４に示すように、実施例２の接続切替スイッチ４０１は、１つの超音波送受信チャンネルに、接続可に並列に接続された複数個のスイッチ素子２０１から構成されており、各スイッチ素子２０１に１個の特定の振動子素子が接続される構成となっている。特に、実施例２の超音波診断装置では、１個の超音波送受信チャンネルに対して、４個のスイッチ素子２０１が配置されており、例えば、第１の超音波送受信チャンネルには、第１の振動子素子、第６５の振動子素子、第１２９の振動子素子、及び第１９３の振動子素子が、４個のスイッチ素子２０１の何れかにそれぞれ接続される構成となっている。

すなわち、実施例１では、１つの振動子素子１０４に対して３２個のスイッチ素子２０１が接続され、２５６振動子素子×３２個＝８１９２個のスイッチ素子が必要とされている。一方、実施例２では、１つの超音波送受信チャンネルに対し、４個のスイッチ素子２０１を接続しようとするものであり、２５６個のスイッチ素子ですむ。

なお、実施例２の接続切替スイッチ４０１においても、図示しない接続制御回路からの制御信号に基づいて、各スイッチ素子２０１のＯＮ／ＯＦＦが制御される構成となっている。

図５は、実施例２の超音波診断装置における接続切替スイッチの切替動作を説明するための図であり、特に、図５（ａ）は超音波の送受波方向アドレスが０（ゼロ）の場合を説明するための図であり、図５（ｂ）は超音波の送受波方向アドレスが１の場合を説明するための図である。ただし、図５（ａ）、（ｂ）に示す振動子素子の配列では、第１２９の振動子素子から第１２８の振動子素子に至る一方向に配列されることとなっているが、実施例１の超音波診断装置と同様に、実際の配列では第１２８の振動子素子と第１２９の振動子素子とは円周上で隣接配置されることはいうまでもない。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、実施例２の超音波診断装置では、超音波送受信チャンネル数は、超音波ビームを形成するために必要となる送波信号及び受波信号に与える遅延時間が片側分だけでなく、両側分をカバーするように６４チャンネル必要となる。

本実施例２の超音波診断装置では、図５（ａ）に示すように、第１の振動子素子、第６５の振動子素子、第１２９の振動子素子、及び第１９３の振動子素子が、それぞれ図４に示したようにスイッチ素子２０１を介して第１の超音波送受信チャンネルに接続可能なことを示している。このとき、超音波の送受信方向アドレスが０（ゼロ）の場合には、第１の超音波送受信チャンネルに接続可のスイッチ素子の内で、第１の振動子素子に接続されるスイッチ素子のみがＯＮ状態（導通状態）となり、第１の超音波送受信チャンネルと第１の振動子素子とが電気的に接続される。また、図示しない第２の振動子素子、第６６の振動子素子、第１３０の振動子素子、及び第１９４の振動子素子は、それぞれ図示しないスイッチ素子を介して第２の超音波送受信チャンネルに接続可能なことを示している。同様にして、第３３の振動子素子、第９７の振動子素子、第１６１の振動子素子、及び第２２５の振動子素子が、図示しないスイッチ素子を介して第３３の超音波送受信チャンネルに、また第６４の振動子素子、第１２８の振動子素子、第１９２の振動子素子及び第２５６の振動子素子が、図示しないスイッチ素子を介して第６４の超音波送受信チャンネルにまで接続可能なことを示している。

このとき、実施例２の超音波診断装置では、図中に示す棒グラフで示すように各超音波送受信チャンネル毎に設定される遅延時間が変化する。図５（ａ）では、この棒グラフから明らかなように、送受波に使用する振動子素子列（第１〜第３２及び第２２５から第２５６の振動子素子）のうちで、中央に位置する第１の振動子素子と第２５６の振動子素子とに接続される超音波送受信チャンネルからの送受波信号の遅延時間が最も大きい値に設定される。以降、この中央から離れるに従って、順次、遅延時間が小さくなり、最も外側に配置されることとなる第３２の振動子素子と第２２５の振動子素子とに接続される超音波送受信チャンネルからの送受信信号の遅延時間が最も小さい値に設定される。また、実施例２の超音波診断装置でも、振動子素子は超音波探触子の挿入部の先端部分の円筒状の外周面に配置される構成となっているので、振動子素子は幾何学的には送受波面側で凸面上に配置されることとなるが、棒グラフで示すような遅延時間が各振動子素子毎に設定されているので、実施例１の超音波診断装置と同様に、焦点位置を中心として振動子素子を凹面上に配設したような効果を得ることができる。

さらには、実施例２の超音波診断装置における超音波ビームによる生体内蔵器中の挿入部の走査は、図５（ｂ）に示すように、超音波を送受波する振動子素子を１つずつ順次ずらすことによって、挿入部の全周の超音波像を収集する構成となっている。

すなわち、第１の超音波送受信チャンネルには、直前の第６４の超音波送受信チャンネルと同一の超音波遅延量を設定するとともに、接続制御回路１０６は、第１の振動子素子への接続を維持するよう接続切替スイッチ４０１を制御し、第１の振動子素子に対して超音波送受信を行うようにする。

同様に、第２の超音波送受信チャンネルには、直前の第１の超音波送受信チャンネルと同一の超音波遅延量を設定するとともに、接続制御回路１０６は、第２の振動子素子への接続を行うよう接続切替スイッチ４０１を制御し、第２の振動子素子に対して超音波送受信を行うようにする。さらに、同様な動作が第３２の超音波送受信チャンネルまで行われる。

第３３の超音波送受信チャンネルは、直前のアドレス０の時には、第２２５の振動子に対して接続切替スイッチ４０１を構成するスイッチ素子２０１をＯＮにして送受信を行い、第１６１、３３、９７の振動子素子に対しては、接続切替スイッチ４０１を構成するスイッチ素子２０１をＯＦＦにして超音波送受信を行わないように、接続制御回路１０６は制御を行ってきた。

超音波送受信位置が１つずれたことにより、第３３の超音波送受信チャンネルは、直前の第３２の超音波送受信チャンネルと同一の超音波遅延量を設定するとともに、第３３の振動子素子に対して超音波送受信を行うようにするとともに、第１６１、２２５、９７の振動子素子に対しては超音波送受信を行わないよう接続制御回路１０６は、接続切替スイッチ４０１を制御する。

また、第３４〜６４の超音波送受信チャンネルには、直前と一つずれた超音波遅延時間を設定するとともに、直前と同じ超音波振動子に対して超音波送受信を行うよう、接続制御回路１０６は、接続切替スイッチ４０１を制御する。

以上をまとめると、超音波送受信チャンネルに設定される超音波遅延量は、直前と一つずれた遅延時間を設定し、接続する振動子素子は、走査方向に向かって一つ新たに接続されるとともに、最後尾の振動子素子の接続が絶たれるように接続制御回路１０６は、接続切替スイッチ４０１を制御するものである。

以上に説明した動作を順次行うことによって、実施例２の超音波診断装置も、振動子素子が配設される超音波探触子の挿入部の全外周３６０度の超音波像を収集することが可能となる。

なお実施例１、２では一度に駆動される超音波振動子素子列中の振動子素子数６４個の例について説明したが、撮影したい体腔臓器の部位の深度に応じて超音波探触子から遠い深い部位に超音波ビームをフォーカスする場合には、例えば、９６個の振動子素子を選択し一度に駆動出来るように、逆に超音波探触子から近い浅い部位に超音波ビームをフォーカスする場合には、例えば、３２個の振動子素子を選択し一度に駆動出来るように、超音波送受波チャンネルおよび接続切替スイッチの構成を変更してもよい。

Claims (13)

1. 被検体の体腔臓器内に挿入される挿入部と、前記挿入部に連接される手元部からなる超音波探触子において、前記挿入部先端には、複数の振動子素子がその全外周３６０度に亘って配設されており、前記手元部には、超音波診断装置本体中の超音波信号を送受波する所定数の超音波送受波チャンネルと接続すべき前記複数の振動子素子の中の所定数の振動子素子との電気的な接続を順次切替える接続切替スイッチが配設されていることを特徴とする超音波探触子。
2. 被検体の体腔臓器内に挿入される挿入部および前記挿入部に連接される手元部を有する超音波探触子および前記超音波探触子に超音波信号を送受波する所定数の超音波送受波チャンネルおよび前記所定数の超音波送受波チャンネルからの超音波受波信号に基づいて超音波像を演算する超音波像演算回路を有する超音波診断装置本体からなる超音波診断装置において、前記超音波探触子の挿入部先端には、複数の振動子素子がその全外周３６０度に亘って配設されており、その手元部には前記所定数の超音波送受波チャンネルと接続すべき前記複数の振動子素子の中の所定数の振動子素子との電気的な接続を順次切替える接続切替スイッチが配設されており、前記超音波診断装置本体の超音波像演算回路は超音波断層像演算回路および超音波血流像演算回路を有することを特徴とする超音波診断装置。
3. 前記所定数の超音波送受波チャンネルを順次前記所定数の振動子素子に接続する接続切替スイッチは、その都度接続されている所定数の振動子素子列の中央に位置する振動子素子へ送受波される超音波送受波信号の遅延時間が最大でそこを中心に送受波される送受波信号の遅延時間が対称に分布するよう、ＯＮ、ＯＦＦ制御されることを特徴とする請求の範囲第２項記載の超音波診断装置。
4. 前記接続切替スイッチは、前記複数の振動子素子のそれぞれは前記所定数の超音波送受波チャンネルのいずれとも接続可能に構成されておりかつ前記所定数の超音波送受波チャンネルから送受波される超音波信号の遅延時間は不変に設定されていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の超音波診断装置。
5. 前記接続切替スイッチは、前記所定数の超音波送受波チャンネルのそれぞれは所定数の振動子素子と接続可能に構成されており、かつ前記所定数の超音波送受波チャンネルから送受波される超音波信号の遅延時間はその都度可変に設定されていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の超音波診断装置。
6. 前記接続切替スイッチによって前記所定数の超音波送受波チャンネルにその都度接続される前記振動子素子の所定数は前記挿入部先端外周面の約９０度をカバーする数であることを特徴とする請求の範囲第２項記載の超音波診断装置。
7. 上記超音波像演算回路はさらに画像選択回路を有することを特徴とする請求の範囲第２項記載の超音波診断装置。
8. 前記接切替スイッチによって前記所定数の超音波送受波チャンネルにその都度接続される前記振動子素子の所定数は撮影すべき体腔臓器内部位の深度に応じて可変であることを特徴とする請求の範囲第２項記載の超音波診断装置。
9. 前記超音波診断装置本体はさらに上記超音波断層像演算回路および上記超音波血流像演算回路からの出力に基づいて超音波断層像および超音波血流像を表示する画像表示器を有することを特徴とする請求の範囲第２項記載の超音波診断装置。
10. 前記接続切替スイッチによる前記所定数の超音波送受波チャンネルと前記所定数の振動子素子列との電気的な接続の順次の切替は、前記所定数の振動子素子列中の超音波信号による走査方向の最後尾の振動子素子と超音波送受波チャンネルとの接続をＯＦＦし、前記所定数の振動子素子列中の超音波信号による走査方向の先頭の振動子素子に隣接する振動子素子と先に最後尾の振動子素子との接続をＯＦＦされた超音波送受波チャンネルとの接続を新たにＯＮする動作を繰り返すことによって実行されることを特徴とする請求の範囲第４項記載の超音波診断装置。
11. 前記接続切替スイッチによる前記所定数の超音波送受波チャンネルと前記所定数の振動子素子列との電気的な接続の順次の切替は、前記所定数の振動子素子列中の超音波信号による走査方向の最後尾の振動子素子と超音波送受波チャンネルとの接続をＯＦＦし、前記所定数の振動子素子列中の超音波信号による走査方向の先頭の振動子素子に隣接する振動子素子と先に最後尾の振動子素子との接続をＯＦＦされた超音波送受波チャンネルとの接続を新たにＯＮする動作を繰り返すことによって実行されることを特徴とする請求の範囲第５項記載の超音波診断装置。
12. 前記接続切替スイッチによる前記所定数の超音波送受波チャンネルと前記所定数の振動子素子列との電気的な接続の順次の切替は、前記の超音波信号による走査方向を全周３６０度に亘ってシフトして実行されることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の超音波診断装置。
13. 前記接続切替スイッチによる前記所定数の超音波送受波チャンネルと前記所定数の振動子素子列との電気的な接続の順次の切替は、前記の超音波信号による走査方向を全周３６０度に亘ってシフトして実行されることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の超音波診断装置。

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