JPH0135656B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0135656B2 JPH0135656B2 JP56162464A JP16246481A JPH0135656B2 JP H0135656 B2 JPH0135656 B2 JP H0135656B2 JP 56162464 A JP56162464 A JP 56162464A JP 16246481 A JP16246481 A JP 16246481A JP H0135656 B2 JPH0135656 B2 JP H0135656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- doppler
- probe
- scanning
- ultrasonic
- transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は生体内の断層情報と共に血流速度情報
を得ることのできる電子走査型超音波診断装置に
関するもので、簡便な装置で広範囲に上記二つの
情報を得られるようにすることを目的としたもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic scanning ultrasonic diagnostic device that can obtain in-vivo tomographic information as well as blood flow velocity information. The purpose is to
従来生体内の血流速度を非観血的に測定する一
手段として超音波ドプラ法が知られている。 BACKGROUND ART The ultrasonic Doppler method is conventionally known as a means of non-invasively measuring blood flow velocity in a living body.
この種の装置は超音波の送信波と血球等による
反射波との周波数差すなわち周波数偏移から血流
速度を求める技術を土台とするものである。 This type of device is based on a technology that determines blood flow velocity from the frequency difference, that is, frequency shift, between transmitted ultrasound waves and waves reflected by blood cells or the like.
近年この種の技術に関連して断層情報と血流情
報を同時に得られる装置すなわち複合超音波診断
装置が医学分野で嘱望されている。従来はこのよ
うな装置の例としては断層像走査方式およびドプ
ラ方式に対して別個の振動子が用いられる場合
と、両方式に対して同一の振動子が用いられる場
合が現在報告されている。前者の装置の構成を簡
単に説明すると、診断装置の断層用探触子にアー
ムを介して超音波ドプラ計測用の探触子を取付
け、両探触子の位置、および超音波ビームの送受
波方向をポテンシオメータによつて検出する。そ
して一方の探触子にてリアルタイム断層像を得、
他方の探触子にて超音波のドプラ変位から血流速
度を観測するものである。この種の装置は上記2
つの情報を関連して同時に得ることができるため
非常に有用である。しかしながら上記方式に関し
ては、2つの探触子の音波放射面が分離している
ため、ドプラ計測用の超音波ビームの通過領域が
完全に描出できないので、ドプラ超音波ビームが
目的部位まで確実に到達しているか否かは判らな
い。例えばセクタ電子走査の探触子を用いて断層
像を得る場合には近距離の被検視野が非常に狭い
ため、近距離におけるドプラ計測用の超音波ビー
ムの通過領域が完全に描出できないという欠点を
用する。また、一般に人体中における超音波の減
衰特性は組織により大きく異なり、例えば骨、あ
るいは空気等が多く含まれている肺、消化器系の
多くの組織等では減衰が非常に大きい。このよう
な組織がドプラ計測用の探触子とドプラ検査の目
的部位との間に存在する場合、目的部位からの有
効なエコー信号は得ることが不可能となるので断
層像上で減衰の大きな組織を避けてドプラ超音波
ビームを入射させる必要がある。しかしながら上
記構成の装置の場合、ドプラ超音波ビームの通過
領域が完全に描出できないため、特に近距離領域
に減衰の大きな組織がある場合でも断層像で確認
できない場合が考えられる。この欠点は2つの分
離した探触子を用いているために起るのである
が、以下に述べるように断層像の走査方式により
この欠点の程度は異つてくる。すなわち探触子か
ら近距離の領域で視野が広い場合にはドプラ超音
波ビームの通過領域で表示不可能な部分は少くな
る。 In recent years, in connection with this type of technology, a device capable of simultaneously obtaining tomographic information and blood flow information, that is, a complex ultrasonic diagnostic device, has been desired in the medical field. Conventionally, examples of such devices currently reported include cases in which separate transducers are used for the tomographic scanning method and Doppler method, and cases in which the same transducer is used for both methods. To briefly explain the configuration of the former device, a probe for ultrasonic Doppler measurement is attached to the tomography probe of the diagnostic device via an arm, and the position of both probes and the transmission and reception of the ultrasonic beam are controlled. The direction is detected by a potentiometer. Then, one probe obtains a real-time tomographic image,
The other probe is used to observe blood flow velocity from the Doppler displacement of ultrasound waves. This type of device is
This is very useful because it allows you to obtain two related pieces of information at the same time. However, with the above method, since the sound wave emitting surfaces of the two probes are separated, the passage area of the ultrasound beam for Doppler measurement cannot be completely visualized, so the Doppler ultrasound beam does not reach the target area reliably. I don't know if it's done or not. For example, when obtaining a tomographic image using a sector electronic scanning probe, the field of view at short distances is very narrow, so the disadvantage is that the area through which the ultrasound beam for Doppler measurement at short distances cannot be completely visualized. use. In general, the attenuation characteristics of ultrasonic waves in the human body vary greatly depending on the tissue. For example, the attenuation is very large in bones, lungs containing a large amount of air, and many tissues of the digestive system. If such tissue exists between the probe for Doppler measurement and the target area for Doppler examination, it will be impossible to obtain an effective echo signal from the target area, so it will be difficult to obtain a valid echo signal from the target area. It is necessary to make the Doppler ultrasound beam incident while avoiding tissue. However, in the case of the apparatus having the above configuration, the region through which the Doppler ultrasound beam passes cannot be completely visualized, so even if there is a tissue with high attenuation especially in a short distance region, it may not be possible to confirm it in the tomographic image. This drawback occurs because two separate probes are used, but as described below, the degree of this drawback varies depending on the tomographic image scanning method. That is, when the field of view is wide in a region close to the probe, the portion that cannot be displayed in the region through which the Doppler ultrasound beam passes is reduced.
現時点で代表的な電子走査方式としては、セク
タ電子走査とリニア電子走査が考えられるがセク
タ方式では近距離の被検幅が狭いので、上記欠点
に対処するためにはリニア方式が適しているとい
える。しかしリニア電子走査では近距離における
被検幅も探触子の走査幅で限定されてしまうため
以下に示す理由で不都合を生じる場合がある。 At present, the typical electronic scanning methods are sector electronic scanning and linear electronic scanning, but since the sector method has a narrow inspection width at short distances, the linear method is considered to be suitable to address the above drawbacks. I can say that. However, in linear electronic scanning, the test width at short distances is also limited by the scanning width of the probe, which may cause problems for the following reasons.
一般に装置によつて得られるドプラ周波数偏移
と流速との関係は次式によつて表わされる。 Generally, the relationship between Doppler frequency shift and flow velocity obtained by an apparatus is expressed by the following equation.
Δ=2pVcosθ/C (1)
ただしΔ=周波数偏移、p=超音波の放射周
波数、V=血液の平均流速、C=組織中の音速
(約1540m/秒)、θ=血流方向とドプラ超音波ビ
ームのなす角度である。したがつて周波数偏移は
第1式で示すように超音波ビームと血流方向がな
す角度θの余弦に比例し、両者が平行な場合に最
大となり精度よく測定され、直交する場合には零
となり測定不可能となる。このような理由から超
音波ビームは血流方向に対して60度以下の角度で
入射させることが望ましいとされている。 Δ=2 p Vcosθ/C (1) where Δ=frequency deviation, p =radiation frequency of ultrasound, V=average flow velocity of blood, C=velocity of sound in tissue (approx. 1540 m/sec), θ=direction of blood flow is the angle formed by the Doppler ultrasound beam. Therefore, as shown in the first equation, the frequency shift is proportional to the cosine of the angle θ formed by the ultrasound beam and the blood flow direction, and is maximum when the two are parallel and can be measured accurately, and zero when they are orthogonal. Therefore, it becomes impossible to measure. For these reasons, it is considered desirable that the ultrasound beam be incident at an angle of 60 degrees or less with respect to the blood flow direction.
一方腹部の重要血管をドプラ検査する場合、例
えば腹大動脈、下大静脈等は体表面に対して平
行、深部に位置している。このような被検部位に
対して、被検幅Lのリニア電子走査探触子の端部
より位表面に対して45度の角度でドプラ超音波ビ
ームを入射させた場合、ドプラ超音波ビームの通
過領域が表示できるのは深さLまでとなる。一般
に被検幅Lとしては10cm程度以下であり、しかも
探触子は走査幅が短い方が体表面との音響的な結
合が良いという条件もある。以上のような理由か
らある程度深い部位に位置する血流に対しては、
通常のリニア電子走査により得られる被検領域は
適切であるとは言いがたい。この問題を解決する
ためには近距離ではリニア走査程度の被検幅を有
し、遠距離ではセクター走査程度の被検幅となる
台形状の領域を表示できることが必要である。 On the other hand, when Doppler examination is performed on important blood vessels in the abdomen, for example, the abdominal aorta, inferior vena cava, etc. are located deep and parallel to the body surface. When a Doppler ultrasound beam is incident on such a test area at an angle of 45 degrees to the surface from the end of a linear electronic scanning probe with a test width L, the Doppler ultrasound beam The passing area can be displayed up to depth L. In general, the test width L is about 10 cm or less, and there are also conditions that the shorter the scanning width of the probe, the better the acoustic coupling with the body surface. For the reasons mentioned above, for blood flow located at a certain depth,
It is difficult to say that the inspection area obtained by ordinary linear electronic scanning is appropriate. In order to solve this problem, it is necessary to be able to display a trapezoidal area that has a test width comparable to linear scanning at short distances and a test width comparable to sector scanning at long distances.
この条件を満たすため探触子の複数個の圧電振
動子をその音波放射面側が凸面となるように配
し、リニア電子走査と同様な回路を組合わせて超
音波ビームの方向を放射状に走査させ、体表面付
近ではある程度の被検幅を有し、深い領域では通
常のリニア電子走査の被検幅よりも広い視野を確
保する方式が本出願人により提案された。第1図
にこの方式の探触子を示し、それを利用した複合
超音波診断装置を以下に説明する。 In order to satisfy this condition, multiple piezoelectric vibrators of the probe are arranged so that their sound wave emitting surfaces are convex, and a circuit similar to linear electronic scanning is combined to scan the direction of the ultrasound beam radially. The present applicant has proposed a method that has a certain width of inspection near the body surface and secures a field of view wider than the inspection width of normal linear electronic scanning in deep regions. FIG. 1 shows a probe of this type, and a complex ultrasonic diagnostic apparatus using it will be described below.
図において、11は断層用超音波探触子、12
はドプラ計測用超音波探触子、2は被検体、21
は被検体表面、22は血管、31はNケの圧電振
動子、4および5はそれぞれ圧電振動子31の前
面に接合された第1および第2の音響整合層、
8,10は接続線、91は電子スイツチ群、92
も電子スイツチである。非ドプラモードでの探触
子11の駆動法は通常のリニア電子走査と同様
に、送受信はM(<N)個の振動子よりなる群を
少しずつ移動するようにスイツチ群91により選
択する。 In the figure, 11 is an ultrasonic probe for tomography, 12
is an ultrasound probe for Doppler measurement, 2 is a subject, 21
22 is a blood vessel; 31 is N piezoelectric vibrators; 4 and 5 are first and second acoustic matching layers bonded to the front surface of the piezoelectric vibrator 31, respectively;
8 and 10 are connection lines, 91 is a group of electronic switches, 92
It is also an electronic switch. The method of driving the probe 11 in the non-Doppler mode is the same as in normal linear electronic scanning, and transmission and reception are selected by the switch group 91 so that a group of M (<N) transducers is moved little by little.
ドプラモードではスイツチ92によりドプラ計
測用探触子を選択する。非ドプラモードで駆動さ
れた圧電振動子列から出る超音波は被検体2の中
を矢印6のように進行する。被検体内での反射信
号7は、再び同じ圧電振動子列により受信され、
接続線8、電子スイツチ91および接続線10を
通して診断装置本体の表示装置部、およびドプラ
信号検出回路等に結合される。 In the Doppler mode, the switch 92 selects the Doppler measurement probe. Ultrasonic waves emitted from a piezoelectric transducer array driven in a non-Doppler mode travel inside the subject 2 as shown by an arrow 6. The reflected signal 7 within the subject is received again by the same piezoelectric vibrator array,
It is connected to a display unit of the main body of the diagnostic apparatus, a Doppler signal detection circuit, etc. through the connection line 8, electronic switch 91, and connection line 10.
電子走査によつて切替えられ、被検体内に発射
され受信される超音波信号およびエコー信号の走
査領域は、探触子1が円弧状になつているため、
従来のリニア走査型のような長方形ではなく、か
つセクタ走査型のように探触子部を中心としてそ
の点からの扇形でもなく、探触子1の円弧の中心
部11から放射状でかつ探触子の位置で区切られ
たような走査領域となる。 Since the probe 1 has an arc shape, the scanning area of the ultrasound signals and echo signals that are switched by electronic scanning and emitted and received into the subject is
It is not rectangular like the conventional linear scanning type, nor is it fan-shaped from the center of the probe part like the sector scanning type, but is radial from the center 11 of the arc of the probe 1 and the probe The scan area is divided by child positions.
上記した探触子を用いた場合、セクタ電子走査
方式の場合のような近距離部の情報の欠落がなく
近距離も被検領域が比較的広い。またセクタ電子
走査方式のような大型の送受信部や加算部が不要
であり、従来のリニア電子走査方式とほぼ同様の
簡易な送受信部で行なえるなど多くの特長を持つ
ている。しかしこの場合の被検幅は探触子の曲率
によつて決まるため、リニア走査以上の被検幅を
得るためにも探触子の曲率を大きくしなければな
らないが曲率を大きくすると探触子の被検体との
密着、特に断層用探触子とドプラ計測用探触子の
接合部における凹部分の影響等による密着が悪く
なり良好な画像が得られない。被検体との音響的
結合を良好ならしむるために第1図の様に超音波
探触子1を被検体表面21にくい込ませると周辺
臓器が圧迫され血管22も彎曲、偏平化する等自
然な状態での血流測定が困難となることは明らか
である。 When the above-mentioned probe is used, there is no loss of information at short distances as in the case of the sector electronic scanning method, and the detection area is relatively wide even at short distances. It also has many advantages, such as eliminating the need for large transmitting/receiving sections and adding sections as in the sector electronic scanning method, and allowing a simple transmitting/receiving section similar to that of the conventional linear electronic scanning method. However, the test width in this case is determined by the curvature of the probe, so in order to obtain a test width greater than linear scanning, the curvature of the probe must be increased. The close contact with the subject, especially due to the influence of the concave portion at the joint between the tomographic probe and the Doppler measurement probe, deteriorates, making it impossible to obtain a good image. In order to achieve good acoustic coupling with the subject, when the ultrasonic probe 1 is embedded in the subject's surface 21 as shown in Figure 1, surrounding organs are compressed and the blood vessels 22 are naturally curved and flattened. It is clear that blood flow measurement under such conditions is difficult.
以上述べてきた例はすべて断層用探触子とドプ
ラ計測用探触子の2つを組合わせて使用してい
る。 All of the examples described above use a combination of a tomography probe and a Doppler measurement probe.
一方断層像走査方式およびドプラ方式に対して
同一の振動子を用い、探触子の操作性を向上させ
るとともに断層像上でのドプラ超音波ビームの方
向決定を正確にすることを特長とする装置も考え
られている。しかしこの方式に関しても現時点で
実用化されているものを見る限りいくつかの欠点
を有し、例えば被検部位の性質に合わせて断層面
内におけるドプラ超音波ビームの方向を変えた
り、あるいは断層用の超音波周波数とは別に血流
の最高速度に合わせドプラ超音波周波数を選ぶ等
の設計の自由度が制約され、ドプラ周波数偏移の
正確な測定が困難となる場合がある。 On the other hand, this device uses the same transducer for both the tomographic image scanning method and the Doppler method, improving the operability of the probe and accurately determining the direction of the Doppler ultrasound beam on the tomographic image. is also being considered. However, this method also has some drawbacks, as far as the ones currently in practical use are concerned. This limits the degree of freedom in design, such as selecting the Doppler ultrasound frequency in accordance with the maximum velocity of blood flow, in addition to the ultrasound frequency, and it may be difficult to accurately measure the Doppler frequency shift.
本発明は以上のような事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは断層用の超音波
振動子と振動子とドプラ走査用の振動子を別個に
有する探触子を用い、被検体内の広い領域でのド
プラ計測を可能にした実用的な複合超音波診断装
置を提供するものである。以下図面を用いて本発
明の一実施例を詳細に説明する。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to use a probe having separate ultrasonic transducers and transducers for tomography, and a transducer for Doppler scanning, The present invention provides a practical composite ultrasonic diagnostic device that enables Doppler measurement over a wide area within a subject. An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第2図には、本発明を採用した探触子部の基本
構成を、第3図には、第2図の探触子部を用いた
超音波探触子を、また第4図には、第3図の超音
波探触子を用いた複合超音波診断装置のブロツク
図を示す。なお、以下前図と同一部分には同一番
号を付し説明を略す。 Fig. 2 shows the basic configuration of the probe section adopting the present invention, Fig. 3 shows an ultrasonic probe using the probe section of Fig. 2, and Fig. 4 shows the basic configuration of the probe section adopting the present invention. , shows a block diagram of a composite ultrasonic diagnostic apparatus using the ultrasonic probe of FIG. 3. Hereinafter, the same parts as those in the previous figure are given the same numbers and the explanation will be omitted.
本発明の特徴は、凸面状に配列された断層用の
圧電振動子列とドプラ走査用の圧電振動子の各々
の前面に設けられた音響整合層と被検体との間
に、走査角度を拡大する音響伝搬媒質を設けた探
触子を用いて広範囲の断層像とドプラ情報を得ら
れるようにしたことであり、更に被検体表面を変
形させることなく良好な音響的結合を得るととも
に、ドプラ超音波ビームの通過領域をその広い断
層像表示領域内に収め、かつドプラ超音波ビーム
の方向、あるいは高周波の設定に関しては被検部
位の性質に合わせて最適の値を選べることにあ
る。 A feature of the present invention is that the scanning angle is expanded between the acoustic matching layer provided in front of each of the piezoelectric vibrator array for tomography arranged in a convex shape and the piezoelectric vibrator for Doppler scanning, and the subject. By using a probe equipped with an acoustic propagation medium, it is possible to obtain a wide range of tomographic images and Doppler information.Furthermore, good acoustic coupling can be obtained without deforming the surface of the subject, and Doppler super The objective is to keep the passage area of the acoustic beam within the wide tomographic image display area, and to select the optimum value for the direction of the Doppler ultrasonic beam or the setting of the high frequency according to the properties of the region to be examined.
本発明の一実施例として走査角を拡大した場合
について第2図を用いて説明する。例えば被検体
が人体の場合には、シリコンゴムのように音速が
人体より遅くしかも音響インピーダンスがほぼ等
しい材質でできた音響伝搬媒質25を、図のよう
に凸面状に配された圧電振動子列31とドプラ走
査用の振動子32との間に、音響整合層4,5を
介して被検体2との接触部がほぼ平面状になるよ
うに設ける。このようにすれば超音波の走査角は
更に拡大され、従つてドプラ超音波ビームの通過
領域を表示するのにより適しているといえる。こ
の場合音響伝搬媒質25は走査角拡大用の音響レ
ンズとなる。 As an embodiment of the present invention, a case where the scanning angle is enlarged will be described with reference to FIG. For example, if the subject to be examined is a human body, an acoustic propagation medium 25 made of a material such as silicone rubber whose sound speed is slower than that of the human body and whose acoustic impedance is approximately the same is used as an array of piezoelectric vibrators arranged in a convex shape as shown in the figure. 31 and a Doppler scanning transducer 32, the acoustic matching layers 4 and 5 are provided so that the contact portion with the subject 2 is substantially planar. In this way, the scanning angle of the ultrasonic wave is further expanded, and therefore it can be said to be more suitable for displaying the area through which the Doppler ultrasonic beam passes. In this case, the acoustic propagation medium 25 becomes an acoustic lens for expanding the scanning angle.
このような構造の振動子部を用いた超音波探触
子の構成を第3図に示す。第3図において、第1
図に示すように凸面状に配列された振動子列31
の部分の駆動法は第1図に関して説明した通り、
通常のリニア電子走査と同様に送、受信はある群
を同時に行い、非ドプラモードではそれらの群を
少しずつ移動するように、ドプラモードでは特定
の群を選択するように電子スイツチ群91により
制御されるか、あるいは電子スイツチ92を切替
えてドプラ計測用振動子32を選択する。ここで
述べたように本発明の探触子では断層用の振動子
列から送、受信される超音波ビーム進行方向は放
射状に広がつているので、ドプラ周波数偏移を得
るのに適した角度で被検部位を走査する場合も多
く、その場合には断層用の振動子列の特定の群を
ドプラ計測用に用いることも可能となる。このよ
うにして駆動された圧電振動子列から出る超音波
は、音響レンズ25によつて更に偏向され、被検
体2の中を矢印6で示すように進行する。被検体
2内での反射信号7は再び同じ圧電振動子列によ
り受信され、電子スイツチ91,92を通して診
断装置本体の表示装置部に結合される。 FIG. 3 shows the configuration of an ultrasonic probe using a transducer section having such a structure. In Figure 3, the first
As shown in the figure, a row of transducers 31 arranged in a convex shape
The driving method for the part is as explained in relation to Fig. 1.
Similar to normal linear electronic scanning, transmission and reception are performed on certain groups at the same time, and in non-Doppler mode the groups are moved little by little, and in Doppler mode they are controlled by a group of electronic switches 91 to select a specific group. Alternatively, the electronic switch 92 is switched to select the Doppler measurement transducer 32. As mentioned here, in the probe of the present invention, the traveling directions of the ultrasound beams transmitted and received from the transducer row for tomography are spread out radially, so the angle suitable for obtaining Doppler frequency shift is determined. In many cases, a region to be examined is scanned using a transducer, in which case a specific group of transducer arrays for tomography can be used for Doppler measurement. The ultrasonic waves emitted from the piezoelectric transducer array driven in this manner are further deflected by the acoustic lens 25 and travel within the subject 2 as shown by arrow 6. The reflected signal 7 within the subject 2 is received again by the same piezoelectric vibrator array, and is coupled to the display unit of the main body of the diagnostic apparatus through electronic switches 91 and 92.
上記した探触子において、電子走査によつて切
替えられ振動子列31から被検体内に発射され受
信される超音波信号およびエコー信号の走査領域
は、点27を中心とする円弧状の領域26とな
る。これは、凸面状に配された圧電振動子列31
の前面の音響伝搬媒質25によつて音波の走査角
が拡大されるためである。従つて領域26の表示
は台形あるいはアーク状となる。第3図ではドプ
ラ計測用の振動子32は1個の凹面振動子で構成
される。その音波放射面の方向は被検部位の位置
や、音響レンズ25と生体表面の境界における屈
折も考慮して決定される。凹面振動子の代りに凹
面状に配列された複数個の振動子を用いてもよ
い。あるいは凹、凸にかかわらず配列された複数
個の振動子に対しても走査回路を用意してドプラ
計測用の超音波ビームの方向を電子的に制御する
ことも可能である。いずれの場合にせよ断層用の
振動子部とドプラ検査用の振動子部は同一探触子
内にあるので近接して配置することが可能であ
り、ドプラ超音波ビームの通過領域表示に適した
構造となつている。 In the above-described probe, the scanning area of the ultrasonic signals and echo signals that are switched by electronic scanning and emitted and received from the transducer array 31 into the subject is an arc-shaped area 26 centered on the point 27. becomes. This is a piezoelectric vibrator row 31 arranged in a convex shape.
This is because the scanning angle of the sound waves is expanded by the acoustic propagation medium 25 in front of the. Therefore, the display of the region 26 is trapezoidal or arc-shaped. In FIG. 3, the transducer 32 for Doppler measurement is composed of one concave transducer. The direction of the sound wave emission surface is determined by taking into account the position of the test site and the refraction at the boundary between the acoustic lens 25 and the biological surface. A plurality of vibrators arranged in a concave shape may be used instead of the concave vibrator. Alternatively, it is also possible to provide a scanning circuit for a plurality of transducers arranged regardless of whether they are concave or convex, and electronically control the direction of the ultrasound beam for Doppler measurement. In either case, the transducer section for tomography and the transducer section for Doppler examination are located in the same probe, so they can be placed close together, making it suitable for displaying the passage area of the Doppler ultrasound beam. It has a structure.
第4図は、上記の音響伝搬媒質25を有する超
音波探触子を用いた複合超音波診断装置の構成を
示すものであり、図において、41は圧電振動子
を駆動する送信部であり、超音波を集束する場合
には集束用の位相制御回路をも含む。受信部42
も、送信部41同様に集束を行う場合には集束用
の位相制御回路をも含むものである。装置はこれ
以外に超音波の送受信のタイミングをとり、ドプ
ラモード、非ドプラモードに対応して電子スイツ
チを制御するための制御信号を発生させる制御部
43、音響伝搬媒質25の減衰等による各走査線
での感度差を補正する感度補正回路44、受信信
号を断層像として表示するための非ドプラ信号処
理回路45、断層像およびドプラ信号処理回路4
8のドプラ情報出力を表示するための表示部4
6、およびドプラ信号検出回路47から構成され
ている。制御部43は超音波探触子の断層用振動
子部の任意の位置、あるいはドプラ計測用振動子
部に超音波ビームの設定を行うドプラ走査位置制
御回路と、この位置における超音波ビーム方向と
被検体表面のなす角度情報を与える回路も含まれ
る。血流方向が被検体表面に平行である場合には
ここで与えられた角度情報により(1)式を用いて周
波数偏位から血流速度が計算可能となる。 FIG. 4 shows the configuration of a composite ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic probe having the above-mentioned acoustic propagation medium 25. In the figure, 41 is a transmitter that drives a piezoelectric vibrator; When focusing ultrasonic waves, a phase control circuit for focusing is also included. Receiving section 42
Similarly to the transmitting section 41, when focusing is performed, it also includes a phase control circuit for focusing. In addition to this, the device also controls the timing of transmitting and receiving ultrasonic waves, and generates control signals for controlling electronic switches in Doppler mode and non-Doppler mode. A sensitivity correction circuit 44 for correcting sensitivity differences between lines, a non-Doppler signal processing circuit 45 for displaying received signals as a tomographic image, and a tomographic image and Doppler signal processing circuit 4
Display unit 4 for displaying the Doppler information output of 8.
6, and a Doppler signal detection circuit 47. The control unit 43 includes a Doppler scanning position control circuit that sets the ultrasonic beam at an arbitrary position of the tomographic transducer part of the ultrasound probe or the Doppler measurement transducer part, and a Doppler scanning position control circuit that sets the ultrasound beam direction at this position. Also included is a circuit that provides information on the angle formed by the surface of the object. When the blood flow direction is parallel to the surface of the subject, the blood flow velocity can be calculated from the frequency deviation using the angle information given here using equation (1).
ドプラ信号検出回路47の具体例としては直交
位相検波技術を用いる方式等があり、またドプラ
信号処理回路48の具体例としては離散フーリエ
変換による周波数解析技術を用いる方式等があ
り、例えば以下の文献に両者の具体例の説明がな
されているので、ここでは詳しく述べない。 Specific examples of the Doppler signal detection circuit 47 include a method using quadrature phase detection technology, and specific examples of the Doppler signal processing circuit 48 include a method using frequency analysis technology using discrete Fourier transform. Specific examples of both are explained in , so we will not discuss them in detail here.
千原 他著
「マイクロコンピユータを用いた超音波パルス
ドプラ血流計」
信学技術 MBE79−20(1979)P53
表示部46では従来の断層像を表示する機能の
他に、ドプラ信号処理回路48からの出力である
ドプラ情報を例えば血流速度として、又はよく知
られているようなソノグラム方式で表示すること
も可能である。 Chihara et al., "Ultrasonic Pulse Doppler Blood Flow Meter Using a Microcomputer" IEICE MBE79-20 (1979) P53 In addition to the function of displaying conventional tomographic images, the display unit 46 also outputs the output from the Doppler signal processing circuit 48. It is also possible to display the Doppler information as, for example, blood flow velocity or in the well-known sonogram format.
以上のように本発明は、凸面状に配列された複
数個の圧電振動子からなる第1の振動子部と、1
個または複数個の振動子部からなる第2の振動子
部を有し、かつ上記両圧電振動子部と被検体との
間に、音速が被検体より遅くしかも音響インピー
ダンスが被検体とほぼ等しい材質でできた音響伝
搬媒質を被検体との接触部がほぼ平面状になるよ
うに設けた探触子と、断層像表示装置、ドプラ走
査位置制御回路、ドプラ信号検出回路、ドプラ信
号処理回路、ドプラ走査ビーム方向角度発生回路
等を具備し、断層像情報と血流情報を得る複合超
音波診断装置であり以下に示すような多くの特徴
を有している。すなわち1個の探触子の中に断層
用振動子部とドプラ計測用振動子を有し操作性が
良い。また、断層像は近距離、遠距離ともにドプ
ラ超音波ビームの通過領域を表示するのに適した
台形状の被検領域を有しドプラ超音波ビームが確
実に目的部に到達していることを確認するのに適
している。しかも台形状の被検領域を得るために
被検体中において放射状に超音波ビームを走査す
る技術に関しては、大型の送、受信部や位相制御
が不要である。また単に凸面状の断層用振動子部
と、ドプラ計測用振動子を配置して探触子の音波
放射面に凸部、凹部がある場合に比べて、本発明
では探触子の音波放射面がほぼ平行となるような
音響レンズを設けており、生体表面との密着性も
よく、無理に押しつけて周辺臓器を変形させる心
配もない。更にこの音響レンズによる被検領域の
拡大が、ドプラ超音波ビーム通過領域表示に望ま
しい効果をもたらし、被検体内の広い領域でのド
プラ計測を可能にする。またドプラ計測用振動子
は断層内振動子と同一ではないので、被検部位の
性質にあわせたドプラ超音波周波数の選択、ある
いはビーム方向の決定が可能となつている。 As described above, the present invention includes a first vibrator section consisting of a plurality of piezoelectric vibrators arranged in a convex shape, and a
a second vibrator section consisting of one or more piezoelectric vibrator sections, and between the two piezoelectric vibrator sections and the subject, the speed of sound is lower than that of the subject, and the acoustic impedance is approximately equal to that of the subject. A probe having an acoustic propagation medium made of a material so that the contact portion with the subject is substantially flat, a tomographic image display device, a Doppler scanning position control circuit, a Doppler signal detection circuit, a Doppler signal processing circuit, It is a complex ultrasonic diagnostic device that is equipped with a Doppler scanning beam direction angle generation circuit, etc., and obtains tomographic image information and blood flow information, and has many features as shown below. That is, a single probe includes a tomographic transducer section and a Doppler measurement transducer, and has good operability. In addition, the tomographic image has a trapezoidal examination area suitable for displaying the area through which the Doppler ultrasound beam passes both near and far, ensuring that the Doppler ultrasound beam reaches the target area. suitable for checking. Furthermore, the technique of scanning an ultrasonic beam radially within a subject in order to obtain a trapezoidal test area does not require large transmitting and receiving sections or phase control. Furthermore, compared to a case in which a convex tomography transducer section and a Doppler measurement transducer are simply arranged and the sound wave emission surface of the probe has convex portions and concave portions, in the present invention, the sound wave emission surface of the probe It is equipped with an acoustic lens that is almost parallel to the body surface, and has good adhesion to the surface of the living body, so there is no need to worry about deforming surrounding organs by forcing it. Furthermore, the enlargement of the test area by this acoustic lens brings about a desirable effect on the display of the Doppler ultrasound beam passage area, making it possible to perform Doppler measurement over a wide area within the test subject. Furthermore, since the Doppler measurement transducer is not the same as the intra-sectional transducer, it is possible to select the Doppler ultrasound frequency or determine the beam direction in accordance with the properties of the examined region.
第1図は本出願人が提案した提案した凸面状超
音波探触子の構成図、第2図は本発明の一実施例
における超音波探触子の基本構成を示す斜視図、
第3図は本発明による超音波探触子の全体構成
図、第4図は第3図の超音波探触子を用いた複合
超音波診断装置のブロツク図である。
1……超音波探触子、12……ドプラ計測用超
音波探触子、2……被検体、21……被検体表
面、22……血管、31……圧電振動子、32…
…ドプラ計測用圧電振動子、4……第1整合層、
5……第2整合層、8,10……接続線、91,
92……電子スイツチ、25……音響レンズ、3
0……超音波ビーム、41……送信部、42……
受信部、43……制御部、44……感度補正部、
45……処理部、46……表示部、47……ドプ
ラ信号検出回路、48……ドプラ信号処理回路。
FIG. 1 is a configuration diagram of a convex ultrasound probe proposed by the present applicant, and FIG. 2 is a perspective view showing the basic configuration of an ultrasound probe in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a general configuration diagram of an ultrasound probe according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of a composite ultrasound diagnostic apparatus using the ultrasound probe of FIG. 3. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ultrasonic probe, 12... Ultrasonic probe for Doppler measurement, 2... Subject, 21... Subject surface, 22... Blood vessel, 31... Piezoelectric transducer, 32...
...Piezoelectric vibrator for Doppler measurement, 4...First matching layer,
5... Second matching layer, 8, 10... Connection line, 91,
92...Electronic switch, 25...Acoustic lens, 3
0...Ultrasonic beam, 41...Transmission unit, 42...
Receiving unit, 43...control unit, 44...sensitivity correction unit,
45... Processing section, 46... Display section, 47... Doppler signal detection circuit, 48... Doppler signal processing circuit.
Claims (1)
なる第1の振動子部と、1個または複数個の圧電
振動子からなる第2の振動子部と、前記第1と第
2の振動子部の音波放射面側に密着し被検体側が
ほぼ平面状でありかつその音速が被検体より遅い
音響伝搬媒質からなる走査角拡大用の音響レンズ
とを有する超音波探触子と、前記第1の振動子部
を順次走査して台形あるいはアーク状の超音波断
層像を得る手段と、前記第2の振動子部を駆動し
てドプラ信号採取用超音波ビームの送受信を行う
ドプラ走査位置制御回路と、この超音波ビームの
反射信号を検波してドプラ信号を得るドプラ信号
検出回路と、この位置における超音波ビーム方向
と被検体表面の角度情報を与える回路と、この角
度情報を用いてドプラ信号の解析を行う処理回路
と、処理されたドプラ信号を表示する表示部を具
備したことを特徴とする超音波診断装置。1. A first vibrator section consisting of a plurality of piezoelectric vibrators arranged in a convex shape, a second vibrator section consisting of one or more piezoelectric vibrators, and the first and second vibrations. an ultrasonic probe having an acoustic lens for widening the scanning angle, which is in close contact with the sound wave emitting surface side of the child part, the object side is substantially planar, and is made of an acoustic propagation medium whose sound velocity is lower than that of the object; means for sequentially scanning a first transducer section to obtain a trapezoidal or arc-shaped ultrasonic tomographic image; and Doppler scanning position control for driving the second transducer section to transmit and receive an ultrasound beam for collecting Doppler signals. a Doppler signal detection circuit that detects the reflected signal of this ultrasound beam to obtain a Doppler signal, a circuit that provides information on the ultrasound beam direction and the angle of the object surface at this position, and a Doppler signal detection circuit that uses this angle information to An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a processing circuit that analyzes signals; and a display section that displays processed Doppler signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56162464A JPS5865144A (en) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56162464A JPS5865144A (en) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5865144A JPS5865144A (en) | 1983-04-18 |
| JPH0135656B2 true JPH0135656B2 (en) | 1989-07-26 |
Family
ID=15755110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56162464A Granted JPS5865144A (en) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5865144A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61146241A (en) * | 1984-12-20 | 1986-07-03 | 松下電器産業株式会社 | Composite ultrasonic probe |
| JP5936559B2 (en) * | 2013-01-18 | 2016-06-22 | 富士フイルム株式会社 | Photoacoustic image generation apparatus and photoacoustic image generation method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5695036A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-01 | Aloka Co Ltd | Electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus |
| JPS56104650A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-20 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic probe for measuring blood current |
| JPS56119237A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-18 | Tokyo Shibaura Electric Co | Urtrasonic diagnosis apparatus |
| JPS56128145A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-07 | Yokogawa Electric Works Ltd | Ultrasonic photographing apparatus |
-
1981
- 1981-10-12 JP JP56162464A patent/JPS5865144A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5865144A (en) | 1983-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4276491A (en) | Focusing piezoelectric ultrasonic medical diagnostic system | |
| US4455872A (en) | Rotating ultrasonic scanner | |
| US3936791A (en) | Linear array ultrasonic transducer | |
| US4781199A (en) | System and method for measuring sound velocity of internal tissue in an object being investigated | |
| CA1085040A (en) | Ultrasonic transducer system and method | |
| JP4582827B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| US4653505A (en) | System and method for measuring sound velocity of tissue in an object being investigated | |
| EP0139235B1 (en) | Ultrasonic measurement method and apparatus therefor | |
| US3939707A (en) | Measurement of liquid flow | |
| JPH0419860B2 (en) | ||
| US6261232B1 (en) | Continuous wave transmission/reception type ultrasonic imaging device and ultrasonic probe | |
| JPH02500464A (en) | Method and apparatus for ultrasound beam compensation | |
| JPH0790026B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| JP2003230560A (en) | Ultrasonograph | |
| WO2004032747A1 (en) | Ultrasonic diagnosing device | |
| Hassani | Principles of ultrasonography | |
| JPH09154843A (en) | Ultrasonic diagnostic device | |
| JPH0140619B2 (en) | ||
| JPH0135656B2 (en) | ||
| JP3180958B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| JPH11313823A5 (en) | ||
| JP2742207B2 (en) | Ultrasonic transducer | |
| JP2914871B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| JPH09187456A (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| JPS5940845A (en) | Ultrasonic probe |