WO2004082482A1

WO2004082482A1 - 超音波探触子および超音波診断装置

Info

Publication number: WO2004082482A1
Application number: PCT/JP2004/003745
Authority: WO
Inventors: Hisashi Akiyama; Kiyoshi Fujii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2004-09-30
Also published as: EP1621134A1; JPWO2004082482A1; US20060241424A1; CN1761428A

Abstract

用いる超音波探触子に因らず、空間的により正しい位置に三次元画像を構築することができ、かつそれらが施術の生産性低下を招くことなく実現できる優れた超音波診断装置を提供する。超音波探触子（１３）は、超音波振動子体（１）と、回転伝達機構（３）と、ロータリエンコーダ（４）と、振動子体揺動モータ（５）と、エンコーダ補正ＲＯＭ（９）とを内蔵する。エンコーダ補正ＲＯＭには、予めロータリエンコーダからのパルスをカウントすることで得られる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度が格納される。三次元画像処理手段（１１）は、主制御手段（１０）を介して読み出したエンコーダ補正ＲＯＭの内容に従って、エンコーダカウンタ（７）からのエンコーダカウント値を補正しながら実際の揺動走査角度方向に主断面走査面の三次元画像を構築する。

Description

明細書超音波探触子および超音波診断装置技術分野

本発明は、生体内組織等に超音波ビームを送波して反射された超音波エコーを受波して三次元エコーデータを取得することを目的とした超音波探触子、およびかかる超音波探触子が適用される超音波診断装置に関する。背景技術

従来、生体内の組織様態を三次元表示させることを目的とした超音波診断装置に用いられる、三次元エコーデータを取り込むための超音波探触子としては、超音波ビームを走査するための超音波振動子体を内蔵し、超音波振動子体をビーム走査方向と交差する方向に機械的に揺動走査するように構成されるものが知られている（例えば、特開平 3— 1 8 4 5 3 2号公報参照）。超音波ビーム走査（以下、主断面走査と称する）と揺動走査を同時に行うことで、時々刻々移動する両走査面の交線に相当するエコーデータ、すなわち三次元空間のエコーデータの取得が可能になる。

取得された三次元エコーデータは三次元画像構築処理が施こされて、平面内にあたかも奥行きがあるかのような表示方法をもって表示させ、あるいは任意断面を表示させるなどが行われる。

ところで、このような三次元画像構築にあたっては、各ェコ一データの三次元空間内における方向成分が既知である必要がある。

超音波振動子体が複数の振動子アレイで構成されている場合、ビーム走査は電子的に行われるため、ビーム走查面内のェコ一データの方向成分は走査位置と超音波振動子体を形成する超音波振動子の配置及びビーム方向から求めることができる。

一方、機械走査される揺動走査面の角度は、超音波振動子体を揺動させるためのモータ回転軸に取り付けられたロー夕リエンコーダからのパルスをカウントし、現在の揺動走查角度を求めるよう構成されている。近年では、超音波診断装置による三次元画像は、生体内組織の様態観測とともに、三次元画像とガイドラインをモニタしながらの穿刺、あるいは臓器、腫瘍、胎児などの距離 ·角度計測にも用いられるようになり、その有用性が高まっている。

こういった医療の要請に対して、超音波診断装置が提供する三次元画像は従来にも増して高精度、すなわち空間的に正しい位置に画像が構築される必要がある。

しかしながら、上記従来の超音波診断装置では、三次元画像を構築するために必要な揺動走査角度を、もっぱら超音波探触子内の揺動モータの回転軸に取り付けられたロータリエンコーダから出力されるパルスをカウントすることで、取得している。一般にモータを用いた機械式走査では、モータ回転軸と口一タリエンコーダの取り付け精度ばらつき、回転伝達機構のがたつき、超音波振動子体と回転伝達機構の取り付け精度のばらつき、あるいはロータリエンコーダ自体のばらつき等により、口一夕リエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度は、超音波探触子個体ごとにばらついている。

例えば、超音波探触子の走査負荷量の変化に応じて発生する走査誤差 (速度に対する回転伝達機構のたわみ、伸び）をエンコーダ情報により補正する超音波探触子が知られている（特開平 2 - 5 7 2 4 2号公報参照）。しかし、これには校正用の電源やスィッチ等が必要であったり、作業の中断を必要とするなど、超音波診断装置が大型化したり、作業性、コストの点で問題がある。

仮に超音波診断装置本体側で上記のばらつきを補正する手段を有していても、用いられる超音波探触子を変更する度に各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を入力するといつた校正手続きを経なければならない。

また、揺動走査の往復で三次元画像データの取得を行う場合、回転伝達機構のがたつき等により、ロー夕リエンコーダのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度は、往路と復路で異なる場合がある。

つまり、各カウント値に対する揺動走査角度は超音波探触子個体ごとに異なり、さらには揺動の往路と復路で異なるため、用いる超音波探触子によっては構築される三次元画像が歪む、ずれる、揺動往復に応じて画像が揺れるなどの問題を有しており、結果として術者の期待する方向とずれた方向に穿刺を行う、距離 ·角度計測結果の誤差が大きい、といつた不具合を招くおそれがあつた。

さらに、これらの問題を回避すべく、用いる超音波探触子に応じてばらっきを補正しょうとすれば、超音波探触子を変更する度に術者に校正手続きを強いることになり、施術の生産性を低下させるという問題が生じる。

ところで、例えば、バックラッシュ補正信号をエンコーダの出力信号に予め加えて補正する超音波診断装置が知られている（特開平 1一 2 2 7 7 4 3号公報参照）。しかし、この装置では、揺動往復で固定的な揺動走査角度のずれしか補正できないという問題がある。発明の開示

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、その目的は、用いる超音波探触子に因らず、空間的により正しい位置に三次元画像を構築することができ、かつそれらが施術の生産性低下を招くことなく実現できる優れた超音波診断装置、およびかかる超音波診断装置に好適な超音波探触子を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波探触子は、超音波ビームを走査する超音波振動子体と、超音波ビームの走査方向と交差する方向に超音波振動子体を揺動走査させる振動子体揺動モータと、 .振動子体揺動モータの回転位置に応じてパルスを発生する口一夕リエンコーダと、ロータリエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を格納し、格納されている実際の超音波振動子体の揺動走査角度を外部に出力するェンコーダ補正 R O Mとを備えたことを特徴とする。

この構成により、予めエンコーダ補正 R O Mに口一タリエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の播動走査角度を格納できるようになり、機械走査方式に由来して超音波探触子個体ごとに異なる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を知ることができる。

また、本発明に係る超音波探触子において、エンコーダ補正 R O Mは揺動走査の往路と復路で異なる揺動方向角度を格納することが好ましい。

この構成により、予めエンコーダ補正 R O Mに口一夕リエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動往路と揺動復路における揺動走査角度を格納できるようになり、機械走査方式に由来して超音波探触子個体ごとに異なり、かつ揺動往復で異なる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走查角度を知ることができる。

また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第 1の超音波診断装置は本発明に係る超音波探触子と、超音波振動子体の振動子を励振しまた被検体により反射された超音波エコーを受波する送受信手段と、口一夕リエンコ一ダからのパルスをカウントするエンコーダカウン夕と、超音波探触子内のエンコーダ補正 R O Mから、各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を読み出す主制御手段と、振動子体揺動モー夕をェンコーダカウンタからのカウント値に応じて駆動制御するモー夕制御手段と、送受信手段から得られた超音波エコーデ一夕と、エンコーダカウンタからのカウンタ値と、主制御手段から与えられる、各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度とに基づいて、三次元画像を構築する三次元画像処理手段と、三次元画像を表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする。

この構成により、超音波探触子個体ごとに異なる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度に基づいて、三次元画像を補正しながら構築することができるようになる。

また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第 2の超音波診断装置は、本発明に係る超音波探触子と、超音波振動子体の振動子を励振しまた被検体により反射された超音波エコーを受波する送受信手段と、口一夕リエンコーダからのパルスをカウントするエンコーダカウン夕と、超音波探触子内のエンコーダ補正 R O Mから、各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を読み出す主制御手段と、ェンコ一ダカウン夕からのカウント値と、主制御手段から与えられる、各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度とに応じて、振動子体揺動モータを駆動制御するモータ制御手段と、送受信手段から得られた超音波エコーデータに基づいて、三次元画像を構築する三次元画像処理手段と、三次元画像を表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする。

この構成により、超音波探触子個体ごとに異なる各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度に基づいて、揺動走查方向を補正しながら揺動制御することができるようになる。

以上の構成によれば、用いる超音波探触子に因らず、空間的により正しい位置に三次元画像を構築することができ、かつそれらが施術の生産性低下を招くことなく実現できる優れた超音波診断装置が得られる。また、エンコーダ補正 R O Mとして、低価格で入手可能な小型のフラッシュ R O Mあるいは Eスクェア R O Mを用いることで、安価で小型の超音波探蝕子が実現できる。

また、エンコーダ補正 R O Mに予め不揮発的に補正データが格納されているので、改めて補正に必要なデータ取得のための時間を要レない。さらに、従来例と異なり、超音波振動子体の揺動走査角度（すなわち、エンコーダの出力値）に応じて揺動往復での角度ずれを柔軟に補正することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の各実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。

図 2は、図 1の口一夕リエンコ一ダ 4の構成およびそれにより得られる Zパルス、 Aパルスの波形を示す図である。

図 3は、図 1のエンコーダ補正 R O M 9に格納される内容を示す図である。

図 4は、本発明の実施の形態における三次元画像を構築する様子を示す図である。図 5は、本発明の実施の形態における揺動走査の往路と復路で異なるエンコーダ補正値が格納されるエンコーダ補正 R O Mの内容を示す図でめ O。

図 6は、本発明の実施の形態における揺動走査の往路と復路で揺動走查角度を補正した三次元画像を構築する様子を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

(実施の形態 1 )

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図 1に示す超音波診断装置は、後述する各実施の形態でも適用される。

図 1において、本実施の形態による超音波診断装置は、生体内に超音波ビームを送波しかつ生体内組織からの超音波エコーを電気信号に変換する超音波振動子 2がアレイ状に複数配列された超音波振動子体 1を備えている。各超音波振動子 2は、送受信手段 8から供給される送信パルスによって励振されるが、このとき送受信手段 8は、生体内の所定の深度に焦点を結ぶように、すなわち送信ビームが形成されるように異なる位相の送信パルスを、超音波振動子体 1に配置される一部またはすベての超音波振動子 2に対して与えるよう制御される。

このようにして生体に送波された超音波ビームは、生体内の各組織から時々刻々エコーとして戻ってくる。超音波振動子体 1の各超音波振動子 2によって電気信号に変換された超音波ェコ一に対し、送受信手段 8 は、所定の方向に受信ビームが形成されるよう各超音波振動子 2からの各受信信号に対して異なる遅延時間を与えた上で加算を行う。前述の送信ビームとこの受信ビームは、送受でひとつの音響走査線を形成することになり、つまり送受信手段 8は、この音響走査線に沿う超音波エコーデータを生成し出力することになる。

このようにして、次々と送受信に供される超音波振動子群を切り替えながら、あるいは送受信のビームの方向を変えながら、異なる方向の音響走査線が形成されるように送受信が行われ、その結果として、ひとつの主断面走査面が形成される。

さらに、本実施の形態による超音波診断装置には、超音波振動子体 1 を前述の主断面走査面と交差する方向に揺動走査させる振動子体揺動モ —夕 5が備えられ、振動子体揺動モー夕 5はモ一夕制御手段 6によって駆動制御を受ける。主断面走査と揺動走査を同時に行うことで、送受信手段 8は、主断面走査面と揺動走査面の交線に相当する超音波エコーデ一夕を生成することができるようになるが、通常、両走査面は独立に走査される訳ではなく、生体内の特定三次元的部位の超音波エコーデータを一様に取得できるよう走査される。つまり、揺動走査一回あたりの主断面走査面数は常に一定で、かつ各主断面走査面間の角度はほぼ等角となるよう、主断面走査と揺動走査がなされる。

このため、モータ制御手段 6は、振動子体揺動モー夕 5につながる超音波振動子体 1が何れの揺動走査角度にあるかを常に監視しながら揺動制御を行う必要がある。揺動走査角度を得るために、本実施の形態による超音波診断装置には、振動子体揺動モータ 5の回転軸にロー夕リエンコーダ 4を備えている。ロータリエンコーダ 4の好適な例を図 2に示す。このロータリエンコーダ 4は、回転軸 2 0の特定の角度において一発のパルス（以下、 Zパルスと称する）が出力できるように、回転軸 2 0に Zパルスロー夕 2 1が取り付けられている。例えば、磁気式エンコーダであれば、 Zパルス口一夕 2 1は、一回転あたり一発の Zパルスを発生するよう着磁されており、 Zパルスセンサ一 2 3は、 Zパルスロータ 2 1の着磁部分を検出して Zパルスを出力する。同様に、口一タリェンコ —ダ 4は、回転軸 2 0の一回転あたり固定的に数百パルス (以下., Aパルスと称する) を発生するよう、 Aパルス口一夕 2 2と Aパルスセンサ —2 4を備える。

なお、上記の説明は、磁気式エンコーダを例に挙げたが、光学式や機械式でも本発明の構成には差し支えない。

エンコーダカウンタ 7は、ロータリエンコーダ 4からの Zパルスによつてリセットされ、 Aパルスによってカウントアツプまたはカウントダゥンするもので、カウント値は、振動子体揺動モータ 5の回転軸角度、すなわち超音波振動子体 1の揺動走査角度に相当する。このようにして、モータ制御手段 6は、エンコーダカウンタ 7によるカウント値に基づいて、現在の超音波振動子体 1の揺動走査角度を知ることができるので、所定の次なる揺動走査角度に超音波振動子体 1を移動させるベく振動子体揺動モー夕 5を制御するのである。

このようにして、主断面走査と揺動走査を同期しながら行うことで取得された生体内の特定三次元部位の超音波エコーデータは、送受信手段 8から三次元画像処理手段 1 1へと送られる。三次元画像処理手段 1 1 では、得られた超音波エコーデ一夕に対して、その表示面が平面または緩やかな曲面である画像表示手段 1 2に、生体内の特定三次元部位の構造物があたかも奥行きがあるような表示がなされるように、あるいは任意方向視点からみた前記構造物の表示などの三次元画像処理が施される。この三次元画像処理の実施には、取得された各音響走査線の超音波ェコ —デ一夕が三次元空間内のいずれの方向成分のものであるかが既知でなくてはならない。三次元画像処理手段 1 1は、主断面走査面における走査方向角度については、超音波振動子体 1を構成する超音波振動子 2の配置および送受信ビームの方向から、揺動走査面における走査方向角度については、エンコーダカウンタ 7からのカウント値から方向成分を取得する。

ところで、一般に、機械走査方式を用いた超音波診断装置では、振動子体揺動モー夕 5の回転軸と口一タリエンコーダ 4の取り付け精度、振動子体揺動モータ 5の回転軸と超音波振動子体 1への回転伝達機構 3の精度、超音波振動子体 1と回転伝達機構 3の取り付け精度、ロータリエンコーダ 4の Zパルス発生角度の精度、 Aパルス数の回転軸角度に対するリニァリティ等の各ばらつき累積により、口一夕リエンコーダ 4のパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の超音波振動子体 1の揺動走査角度は、超音波診断装置ごとにばらついている。

エンコーダ補正 R O M 9は、エンコーダカウン夕 7で得られるであろう各カウント値に対する実際の超音波振動子体 1の揺動走査角度、あるいは揺動走査角度に相当する数値を格納するためのものである。ェンコーダ補正 R O M 9は、超音波診断装置の通電が遮断された後も格納された値を保持しており、再通電後もその値を失わない。

エンコーダ補正 R O M 9に格納されている値は、主制御手段 1 0により読み取られ、その値または適宜値の補正を受けて、主制御手段 1 0を介して三次元画像処理手段 1 1に、またはモータ制御手段 6に、あるいはその両方に送られる。

ところで、一般に、超音波診断装置では、超音波振動子体 1または超音波振動子体 1とその周辺部分が一体となって超音波診断装置の主体部分より分離でき、かつ可搬的であり、これを超音波探触子という。すなわち、ある超音波探触子が、常に同一の超音波診断装置の主体部分に適用されるとは限らない。

本実施の形態による超音波診断装置では、超音波振動子体 1と、ロータリエンコーダ 4と、振動子体揺動モ一夕 5と、エンコーダ補正 R O M 9とをもって超音波探触子 1 3を構成し、超音波診断装置の主体部分より分離可能としている。これは口一タリエンコーダ 4のカウント値に対する揺動走査角度のばらつき発生原因部分がほぼすベて包含され、ェンコーダ補正 R O M 9は、それらばらつき累積をまとめて補正することを可能とし、かつ異なる超音波診断装置の主体部分に適用した場合でも補正可能とするためである。

したがって、前記以外の超音波診断装置の構成要素が超音波探触子 1 3に加わるような構成も当然ながら可能である。

(実施の形態 2 )

次に、本発明の実施の形態 2について、実施の形態 1と同じく図 1を参照して説明する。

揺動走査は一般に往復走査で行われることが多い。これは、三次元画像の構築をよりリアルタイムに近づける工夫として用いられる手法である。この場合も、機械走査方式に由来する問題として、上記で述べた問題に加えて、揺動走査の往路と復路でエンコーダカウン夕 7によるカウント値が同じであっても、実際の揺動走査角度が異なる場合が多い。この原因は、振動子体揺動モータ 5の回転軸と超音波振動子体 1とをつなぐ回転伝達機構 3によるところが多い。歯車による回転伝達機構を例にとれば、歯車のかみ合わせ部に隙間が存在することに起因して、歯車の正転と逆転でモータ回転軸角度に対する受け側歯車の回転角度が変わる。また、ベルトやワイヤの場合も自身の伸びによって同様の現象が起きる。

このことは、揺動走査を行いながら三次元画像を構築する塲合、ェンコ一ダカウンタ Ίからのカウント値をそのまま三次元画像処理手段 1 1 で用いると、往路と復路で三次元画像の構築位置が変わる、つまり揺れるという問題、あるいは往路と復路で三次元画像の歪み方が変わるという問題につながる。

本実施の形態による超音波診断装置では、エンコーダ補正 R O M 9は、揺動走査の往路と復路で異なる補正データを格納することが可能であるので、揺動往路については往路用の補正データ、揺動復路については復路用の補正デ一夕を用いることで前記問題を解決できる。

(実施の形態 3 )

次に、本発明の実施の形態 3として、上記ェンコーダ補正 R〇 M 9他を内蔵した超音波探触子 1 3により、より正確な三次元画像を構築することのできる超音波診断装置について、図 2から図 6を参照して説明する。

本実施の形態による超音波診断装置のエンコーダ補正 R O M 9には、予め図 3のような補正値 3 1が格納されている。図 3において、直線 3 0は、エンコーダカウンタ 7のカウント値に対する超音波振動子体 1の揺動走査角度が理想的な場合であって、振動子体揺動モータ 5の回転軸一回転あたり N個の Aパルスと回転軸の角度 = 0度で Zパルスを発生するロータリエンコーダ 4を用いて、エンコーダカウンタ 7がアップカウン夕の場合を示している。また、本実施の形態では、回転軸角度と超音波振動子体 1の角度が一致する場合を例示しているが、回転伝達機構 3 の回転数伝達比が 1 ： 1でない場合でも問題ない。

一方、図 3の補正値 3 1は、エンコーダカウン夕 7のカウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を示しており、例えばカウント値が jであったとき理想的な角度は aであるところが、この超音波探触子については a ' であることを示している。同様に、カウント値 kに対する理想の角度 bに対する実際の角度は b ' である。

このような補正値 3 1が格納されたエンコーダ補正 R O M 9は、主制御手段 1 0によってその補正値 3 1が読み出され、三次元画像処理手段 1 1に伝えられる。

次に、三次元画像処理手段 1 1が補正値 3 1を用いて三次元画像を構築する方法について、図 3に加えて図 4を参照して説明する。例えば、エンコーダカウンタ 7からのカウント値が jであったとき、補正値をもたない場合は、図 4において揺動走査方向の角度 aに主断面走査面 4 0 を構築することしかできないが、実際の角度は a ' であることは予め主制御手段 1 0より得ているので、その差分 a，一 aだけずれた方向に主断面走査面 4 1を構築できる。同様に、エンコーダカウン夕 7からカウント値 kを得た場合は、主断面走査面 4 2を 4 3の方向に構築する。このように、三次元画像処理手段 1 0が、適用されている超音波探触子 1 3のエンコーダ補正値を予め得ており、得られた超音波エコーデ一夕に対するエンコーダカウント値を補正しながら実際の揺動走査角度に主断面走査面の画像を構築することができ、より正確な生体内組織の三次元画像が構築できる。

さらに、揺動走査を往復で行う場合の実施例を図 5および図 6に示す。図 5に示すように、エンコーダ補正 R O M 9には、エンコーダカウント値が増加する方向として往路補正値 5 1、減少する方向の復路補正値 5 2が予め格納されている。なお理想的には直線 5 0のように往復とも同じ軌跡を描く。図 5に示すエンコーダ補正値 5 1、 5 2は、例えばェンコーダカウント値が kを示したとき、実際の超音波振動子体の揺動走査角度は往路で c '、復路で c " であることを示している。

この往復補正値 5 1、 5 2は、予め主制御手段 1 0により三次元画像処理手段 1 1に伝達されているので、図 6の例に示すように、エンコーダカウンタ 7からのカウント値が kであったとき、補正値をもたない場合は、往復とも揺動走査方向の角度 cに主断面走査面 6 0を構築することしかできない。ところが、三次元画像処理手段 1 1は、実際の角度が往路においては c ' であることは予め主制御手段 1 0より得ているので、その差分 c ' 一 cだけずれた方向に往路の主断面走査面 6 3の画像を構築し、復路では c 一 c " だけずらした角度に主断面走查面 6 1の画像を構築する。

このように、本発明の超音波診断装置は、三次元画像処理手段 1 1が、適用されている超音波探触子 1 3の揺動走査往復のエンコーダ補正値を予め得ており、得られた超音波エコーデータに対するエンコーダカウント値を往復で異なる値に補正しながら実際の揺動走査角度に主断面走査面の画像を構築することができ、より正確な生体内組織の三次元画像が構築できる。

(実施の形態 4 )

次に、本発明の実施の形態 4として、エンコーダ補正 R O M 9を用いて、モー夕制御手段 6によって、より正確な三次元画像を構築することのできる超音波診断装置について説明する。

実施の形態 3では、三次元画像処理手段 1 1がエンコーダ補正値に基づき三次元画像の構築角度を補正していたが、同様の効果は、モータ制御手段 6によっても得られる。上記で示したように図 3の補正値 3 1は、エンコーダカウンタ 7からのカウント値に対する実際の超音波振動子体 1の揺動走査角度である。この補正値は予め主制御手段 1 0によりモー夕制御手段 6に伝えられている（図 1に破線矢印で示す）。

例えば、超音波振動子体 1の目標揺動走査角度を aとした場合、モ一夕制御手段 6が補正値をもたない場合は、エンコーダカウン夕 7からのカウント値が j となるよう振動子体揺動モータ 5を制御する以外手段はない。このとき、カウント値 jでの実際の揺動走查角度は a ' であるから、目標値に対して a ' — aだけずれた方向に超音波振動子体 1があることになる。しかしながら、本実施の形態による超音波診断装置のモー夕制御手段 6はエンコーダ補正値を予め得ているので、目標値 aに対しては、エンコーダカウント値が: i ' になるよう振動子体揺動モータ 5を制御すればよい。

三次元画像処理手段 1 1には、予め構築すべき各主断面走査面の角度を主制御手段 1 0より指示しておけば、取得された超音波エコーデータはすでに目標の揺動走査角度の主断面走査面のものであるから、指示された角度の方向に画像を構築すればよい。以上のことから、本実施の形態の超音波診断装置よれば、生体内組織の三次元画像をより正確に構築できる。

以上説明したように、本発明によれば、超音波探触子個体ごとに異なる、モ一夕回転軸とロータリエンコーダの取り付け精度ばらつき、回転伝達機構の精度、超音波振動子体と回転伝達機構の取り付け精度のばらつき、ロータリエンコーダ自体のばらつきを補正することができ、よつて用いる超音波探触子に因らず、空間的により正しい位置に三次元画像を構築することのできる優れた超音波診断装置を提供することができる。また、上記のばらつきの補正は超音波探触子ごとになされ、超音波診断装置本体側でその補正データを取り出して超音波振動子体の揺動走査角度を補正することができるので、適用される探触子が変更されても術者に校正手続きを求めることなく、精度の高い三次元画像を表示する優れた超音波診断装置を提供することができる。

また、エンコーダ補正 R O Mは、揺動走査の往路と復路で異なる揺動方向角度を格納することができるので、回転伝達機構のがたつき等により往路と復路で異なるエンコーダカウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を補正でき、よって、用いる超音波探触子に因らず、揺動往復に応じて画像が揺れる、歪むといった問題を低減した優れた超音波診断装置を提供することができる。

また、エンコーダ補正 ROMとして、低価格で入手可能な小型のフラッシュ ROMあるいは Eスクェア ROMを用いることで安価で小型の超音波探触子が実現できる。

また、エンコーダ補正 ROMに予め不揮発的に補正データが格納されているので、改めて補正に必要なデータ取得のための時間を要しない。さらに、従来例と異なり、超音波振動子体の揺動走査角度（すなわち、エンコーダの出力値）に応じて揺動往復での角度ずれを柔軟に補正することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 超音波ビームを走査する超音波振動子体と、

前記超音波ビームの走査方向と交差する方向に前記超音波振動子体を揺動走査させる振動子体揺動モ一夕と、

前記振動子体揺動モータの回転位置に応じてパルスを発生するロータリエンコーダと、

前記ロータリエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を格納し、格納されている前記実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を外部に出力するェンコ一ダ補正 R O Mとを備えたことを特徴とする超音波探触子。

2 . 前記エンコーダ補正 R O Mは、揺動走査の往路と復路で異なる揺動方向角度を格納することを特徴とする請求項 1記載の超音波探触子。

3 . 超音波ビームを走査する超音波振動子体と、前記超音波ビームの走査方向と交差する方向に前記超音波振動子体を揺動走査させる振動子体揺動モー夕と、前記振動子体揺動モータの回転位置に応じてパルスを発生するロー夕リエンコーダと、前記口一タリエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を格納し、格納されている前記実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を外部に出力するエンコーダ補正 R O Mとを備えた超音波探触子と、

前記超音波振動子体の振動子を励振しまた被検体により反射された超音波エコーを受波する送受信手段と、

前記ロー夕リエンコーダからのパルスをカウン卜するエンコーダカウン夕と、

前記超音波探触子内の前記ェンコ一ダ補正 R O Mから、前記各力ゥント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を読み出す主制御手段と、

前記振動子体揺動モー夕を前記エンコーダカウンタからのカウント値に応じて駆動制御するモータ制御手段と、

前記送受信手段から得られた超音波エコーデータと、前記エンコーダカウンタからのカウンタ値と、前記主制御手段から与えられる、前記各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度とに基づいて、三次元画像を構築する三次元画像処理手段と、

前記三次元画像を表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。

4 . 前記エンコーダ補正 R O Mは、揺動走査の往路と復路で異なる揺動方向角度を格納することを特徴とする請求項 3記載の超音波診断装置。

5 , 超音波ビームを走査する超音波振 ¾子体と、前記超音波ビームの走查方向と交差する方向に前記超音波振動子体を揺動走査させる振動子体揺動モータと、前記振動子体揺動モータの回転位置に応じてパルスを発生するロータリエンコーダと、前記ロー夕リエンコーダからのパルスをカウントして得られる各カウント値に対する実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を格納し、格納されている前記実際の前記超音波振動子体の揺動走査角度を外部に出力するエンコーダ補正 R O Mとを備えた超音波探触子と、

前記ロータリエンコーダからのパルスをカウントするエンコーダカウン夕と、

前記超音波探触子内の前記エンコーダ補正 R O Mから、前記各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度を読み出す主制御手段と、

前記ェンコーダ力ゥン夕からのカウント値と、前記主制御手段から与えられる、前記各カウント値に対する実際の超音波振動子体の揺動走査角度とに応じて、前記振動子体揺動モータを駆動制御するモータ制御手段と、

前記送受信手段から得られた超音波エコーデータに基づいて、三次元画像を構築する三次元画像処理手段と、

6 . 前記エンコーダ補正 R O Mは、揺動走査の往路と復路で異なる揺動方向角度を格納することを特徴とする請求項 5記載の超音波診断装置。