JPH0221048Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は光フアイバ伝送路を有する超音波送受
信装置、特に電子スキヤンにより超音波ビームを
種々の方向に変換させて良好な超音波の送受波を
行う超音波診断装置に用いられる光フアイバ伝送
路を有する超音波送受信装置に関する。

［従来の技術］ 超音波送受信装置は、被検体内の断層像等の各
種情報を画像表示する超音波診断装置等に用いら
れており、超音波送信信号を探触子に供給し、こ
の探触子により得られた超音波受信信号を入力し
て画像表示のための信号処理を行う。

第６図には、従来の超音波受信装置を適用した
超音波診断装置が示され、超音波送受信装置本体
１０と探触子１２とが細い電線束の信号ケーブル
にて接続されている。そして、前記送受信装置本
体１０内の発振器１４から出力された発振信号は
送信信号発生部１６を介してアナログスイツチ１
８に供給されており、電子スキヤンを行うための
制御部２０の制御信号に基づくスイツチング動作
により、探触子１２内の振動子２２のそれぞれの
振動子片に超音波送信信号が供給される。従つ
て、それぞれの振動子片が電気的に制御され、例
えば電子セクタ、電子リニアあるいはコンパウン
ド方式等の走査状態を得ることができ、これら各
種の走査方式により被検体内の所望部位の情報を
得ることができる。

すなわち、生体内からの反射エコーは振動子２
２にて受信され、信号ケーブルを介して増幅器２
４−１〜２４−ｎに供給され、増幅器２４にて増
幅された受信信号はデイレーライン２６−１〜２
６−ｎを介してアナログスイツチ２８に供給され
る。このアナログスイツチ２８では、前述したア
ナログスイツチ１８に対応したスイツチの切換え
動作が行われており、デイレーライン加算部３０
から出力される信号は１走査分の受信信号とな
る。

そして、この超音波受信信号は検波器３２にて
検波された後、低域フイルタ３４を介してデジタ
ルスキヤンコンバータ３６に供給される。ここ
で、画像表示のための処理演算がなされ、表示部
３８に被検体内の断層像あるいは運動反射体の速
度等が表示される。

このようにして、超音波送受信装置は探触子１
２に超音波信号を送受信しており、前述したよう
に、探触子１２内の各振動子片をそれぞれ別個に
制御する必要があるので、従来装置では各振動子
片にそれぞれ１本ずつの電線が接続されている。

従つて、探触子１２と超音波送受信装置本体１
０とを結ぶ信号ケーブルは電線を40本〜130本程
度に束ねたものとなつている。

［考案が解決しようとする問題点］ 従来技術の問題点 前述した超音波受信装置おいて、探触子１２を
被検体上に自由に動かさなければならないこと等
から信号ケーブルには次のような特性が要求され
る。

(1) 細いこと。

(2) 軽いこと。

(3) 特性インピーダンスが50〜300Ω程度である
こと。

(4) それぞれのケーブル間における干渉（漏話）
が少ないこと。

(5) 電磁誘導に強いこと。

(6) 曲げやすいこと。

(7) 周波数特性が広帯域（DC〜20MHz以上）で
損失が少ないこと（1dB以下）。

しかしながら、従来の信号ケーブルでは、上記
それぞれの点について十分な特性を得ることがで
きず、電線を束ねた信号ケーブルを動かして探触
子を操作する際に良好な操作条件、信号伝送特性
を得ることができないという問題があつた。

［考案の目的］ 本考案は前記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、探触子を被検体上に自由に可
動とする場合に、信号ケーブルの良好な可動特
性、信号伝送特性を得ることのできる光フアイバ
伝送路を有する超音波送受信装置を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 前記目的を達成するために、本考案は、超音波
送信信号を被検体に送波し該被検体内情報を含む
超音波受信信号を受波する複数の振動子を備えた
探触子部と、前記振動子から超音波送信信号を出
力させるために送信信号を出力し、超音波受信信
号を入力して画像処理する送受信部と、前記探触
子部と前記送受信部とを結ぶ信号伝送路を形成し
前記送信信号及び前記超音波受信信号を光信号に
変換して送受信を行う光フアイバと、を有し、前
記送受信部及び前記探触子部には、多層膜フイル
タから成り光の反射及び透過により光信号の送受
信を行う方向性結合器が前記光フアイバに接続さ
れて設けられ、１個の振動子への前記送信信号と
前記超音波受信信号とを１本の光フアイバにて伝
送するようにしたことを特徴とする。

また、本考案は、前記送受信部には前記振動子
から超音波送信信号を出力させるために前記送信
信号を所定の基準信号として出力する基準信号発
生器が前記光フアイバに接続されて設けられ、前
記探触子部には、前記基準信号を入力し該基準信
号に基づいて前記超音波送信信号を前記振動子か
ら出力させる超音波送信信号発生器と前記複数の
振動子からの超音波受信信号を入力し多重化して
多重化信号を出力する多重信号変換器とが前記光
フアイバに接続されて設けられ、前記多重化信号
と前記基準信号とを光信号に変換し該光信号の送
受信を１本の光フアイバにて伝送するようにした
ことを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例を
説明する。

第１図には、光フアイバ伝送路を有する超音波
送受信装置の第１実施例が示され、従来装置と同
一部材には同一符号を付して説明を省略する。

本考案において特徴的なことは、探触子と超音
波送受信装置本体とを結ぶ信号伝送路に光フアイ
バを用いたことであり、このために、探触子１２
内の振動子２２の各振動子片２２−１〜２２−ｎ
には、電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）４０−１〜４０
−ｎと光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）４２−１〜４２
−ｎとが接続されている。そして、一対の電気−
光変換器４０と光−電気変換器４２には、光信号
の伝送方向を切り換える光方向性結合器（DC）
４４−１〜４４−ｎが接続され、超音波信号の送
受信の切換えを行つている。

また、超音波受信装置本体１０においても、光
方向性結合器４６−１〜４６−ｎが設けられてお
り、送信側のアナログスイツチ１８には電気−光
変換器４８−１〜４８−ｎが接続され、一方受信
側の増幅器２４には、光−電気変換器５０−１〜
５０−ｎが接続されている。そして、探触子１２
側の光方向性結合器４４と超音波受信装置本体１
０側の光方向性結合器４６との間、また光方向性
結合器４４，４６と電気−光変換器４０，４８あ
るいは光−電気変換器４２，５０との間には、光
フアイバが用いられ光フアイバケーブル５１とさ
れている。

ここで、本実施例において、光フアイバを信号
伝送線に用いるために必要とする電気−光変換器
４０，４８、光−電気変換器４２，５０、光方向
性結合器４４，４６は、一般に用いられる装置が
適用可能であり、その一例について説明する。

まず、電気−光変換器４０，４８は、第３図に
示されるように、バツフア５２、電力増幅器５
４、トランジスタ５６及びLED５８から構成さ
れており、バツフア５２に入力された電気信号１
００は、その入力電圧又は電流に比例して光のエ
ネルギーの量が変化した光信号１００′となつて
LED５８から出力される。

光−電気変換器４２，５０は、第４図に示され
るように、アバランシエフオトダイオード
（APD）６０とトランジスタ６２と前置増幅器６
４から成り、APD６０に入力された光信号１０
１は、その光エネルギの量に比例した電圧あるい
は電流で表される電気信号１０１′となつて前置
増幅器６４から出力される。

方向性結合器４４，４６は、第５図に示される
ように、多層膜フイルタ６６を有しており、この
多層膜フイルタ６６の選択的な光の反射、透過作
用により光信号の送受信が行われる。

すなわち、光入出力部６８から入力された光信
号１０２は多層膜６６にて反射され、その方向を
90度変換して出力部７０から出力される。一方、
入力部７２から供給された光信号１０３は多層膜
６６を透過して入出力部６８から信号１０３′と
して出力される。従つて、別個の入出力光信号を
入出力部６８に接続された１本の光フアイバにて
伝送することができ、光信号伝送路の本数を減ら
すことが可能となる。

以上説明したように、結合器、変換器を用いて
探触子１２と送受信装置本体１０とを光フアイバ
ケーブルにて結ぶことにより、光フアイバの特性
を十分に生かした信号の伝送特性あるいは探触子
の良好な可動状態を得ることができる。

このような光フアイバケーブルの特性を前述し
たケーブルに要求される特性について電線の場合
と比較すると、以下に示されるようになる。

(1)′ １本の光フアイバの直径は125μm（マルチモ
ードの場合）であり、従来用いられている信号
電線と比べて極めて細い。

(2)′ 光フアイバケーブルの重さは、銅ケーブル
の約1/10となる。

(3)′ 特性インピーダンスは、光フアイバの両端
に電気−光変換器及び光−電気変換器を接続す
るので、ある程度自由に変換可能である。

(4)′ ケーブル間の干渉については無視できる。

(5)′ 電磁誘導特性についても無視できる。

(6)′ 曲げやすさは銅ケーブルと同程度である。

(7)′ 周波数特性はDC〜500MHz・Km以上（マル
チモードの場合）となり、極めて広帯域とな
る。

なお、第１実施例で使用した光方向性結合器４
４，４６を用いずに、送信側の光フアイバと受信
側の光フアイバを分離して用いることにより送受
信装置本体１０と探触子１２のそれぞれの信号変
換器をそれぞれ１本の光フアイバで接続すること
ができることはいうまでもない。

次に、超音波送信信号あるいは超音波受信信号
は、それぞれ１本の光フアイバにて伝送すること
もでき、この場合の構成例が第２実施例として第
２図に示されている。第２実施例では、超音波送
信信号は本体１０側で送信信号として発生させず
に、基準信号発振器７４から出力された基準信号
だけを光フアイバケーブル５１にて探触子１２に
供給する（電気−光変換器７６と光−電気変換器
７８を介している）。そして、探触子１２には送
信信号発生部８０が設けられ、ここで、この基準
信号発振器７４からの基準信号に基づいて、例え
ば、この基準信号と同期させて、各振動子片２２
−１〜２２−ｎに供給する送信信号が形成され
る。

また、超音波受信信号については、各振動子片
２２−１〜２２−ｎから得られた受信信号が多重
信号変換器８２にて多重化した信号に変換されて
おり、光フアイバケーブル５１を介して送受信器
本体１０側の多重信号変換器８８に供給される
（電気−光変換器８４と光−電気変換器８６を介
している）。

この多重化信号の変換方式は周知であり、デジ
タル信号の場合はTDM（タイム デイビジヨン
マルチプレクス）方式、アナログ信号の場合は
FDM（フリークエンシー デイビジヨン マルチ
プレクス）方式にて行われる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、探触子
と超音波送受信装置本体とを結ぶ信号伝送路に光
フアイバを用いたので、電線ケーブルを用いた装
置に比べて良好な信号伝送特性が得られ、また光
フアイバケーブルの柔軟な可動特性によつて被検
体上で探触子の操作が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る光フアイバ伝送路を有す
る超音波送受信装置の好適な第１実施例を示す説
明図、第２図は本考案に係る第２実施例を示す説
明図、第３図は電気−光変換器の一構成例を示す
説明図、第４図は光−電気変換器の一構成例を示
す説明図、第５図は光方向性結合器の一構成例を
示す説明図、第６図は従来の超音波診断装置を示
す説明図である。 １０……超音波送受信装置本体、１２……探触
子、１６，８０……送信信号発生部、２２……振
動子、４０，４８，７６，８４……電気−光変換
器、４２，５０，７８，８６……光−電気変換
器、４４，４６……光方向性結合器、５１……光
フアイバケーブル、８２，８８……多重信号変換
器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 超音波送信信号を被検体に送波し該被検体内
   情報を含む超音波受信信号を受波する複数の振
   動子を備えた探触子部と、 前記振動子から超音波送信信号を出力させる
   ために送信信号を出力し、超音波受信信号を入
   力して画像処理する送受信部と、 前記探触子部と前記送受信部とを結ぶ信号伝
   送路を形成し前記送信信号及び前記超音波受信
   信号を光信号に変換して送受信を行う光フアイ
   バと、 を有し、 前記送信信号及び前記超音波受信信号を光信
   号に変換して伝送し画像表示する光フアイバ伝
   送路を有する超音波送受信装置において、 前記送受信部及び前記探触子部には、多層膜
   フイルタから成り光の反射及び透過により光信
   号の送受信を行う光方向性結合器が前記光フア
   イバに接続されて設けられ、 １個の振動子への前記送信信号と前記超音波
   受信信号とを１本の光フアイバにて伝送するよ
   うにしたことを特徴とする光フアイバ伝送路を
   有する超音波送受信装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲(1)記載の装置におい
   て、 前記送受信部には、前記振動子から超音波送
   信信号を出力させるために前記送信信号を所定
   の基準信号として出力する基準信号発生器が前
   記光フアイバに接続されて設けられ、 前記探触子部には、前記基準信号を入力し該
   基準信号に基づいて前記超音波送信信号を前記
   振動子から出力させる超音波送信信号発生器と
   前記複数の振動子からの超音波受信信号を入力
   し多重化して多重化信号を出力する多重信号変
   換器とが前記光フアイバに接続されて設けら
   れ、 前記多重化信号と前記基準信号とを光信号に
   変換し該光信号の送受信を１本の光フアイバに
   て伝送するようにしたことを特徴とする光フア
   イバ伝送路を有する超音波送受信装置。