JPH0263442A

JPH0263442A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH0263442A
Application number: JP63216030A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ito; 紘一伊東; Kyosuke Irie; 喬介入江
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-02
Also published as: JPH0548693B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は超音波探触子及び超音波診断装置、特に超音波
を被検体内に電子走査するための振動素子配列に関し新
しい構成とした超音波探触子及び超音波診断装置に関す
る。

［従来の技術］超音波を生体などの被検体内に放射し、その反射エコー
を受信して断層像あるいは速度（ドプラ）情報などの被
検体内情報を画像表示する超音波診断装置が周知である
。

第８図には、このような超音波診断装置における探触子
１０の概略構成が示されており、振動素子か複数個形成
された振動子１２の裏側には超音波を吸収するダンパ材
１４が貼着されている。超音波ビームは前記振動子１２
中のそれぞれの振動素子を励振制御することにより形成
され、前記ダンパ材１４はその際の後面への超音波の放
射を防止する。そして、図（二は示されていないが、振
動子１２の前面には音響整合層を設けており、前記振動
子１２で形成されている超音波ビームを被検体内に効率
よく放射できるようになっている。

このような探触子１０により、従来では第９図に示され
るように、セクタ走査あるいはリニア走査の電子走査を
行っている。すなわち、セクタ走査の場合は、第９図（
ａ）のようなセクタ（扇）状の走査領域となるか、探触
子１０内の所定数の振動素子のそれぞれを遅延制御して
励振すれば、所定角度方向に超音波が放射されるので、
前記セクタ走査は遅延制御を順次変えて行うことにより
可能となる。

また、リニア走査の場合は、第９図（ｂ）のような方形
の走査領域となるが、所定数の振動素子を一度に励振ず
れば、探触子１０と垂直の方向に超音波が放射されるの
で、前記リニア走査は超音波を順次励振する振動素子位
置をずらしていくことにより可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ところで、前記探触子１０では、電子走査される被検体
内の所定断層面の情報しか得られず、患部等の立体的（
三次元的）な構造を知るためには、探触子１０を各方向
に動かして操作することが必要となる。従って、立体的
な情報を得る操作は煩雑である。

また、立体的な構造となっている被検体内部位について
ＩＭ数枚の診断画像を得る場合があるが、−枚一枚を別
個に撮影することから、それぞれの画像間の関係を正確
に把握することができず、後に比較しながら画像診断す
る際に不便であるという問題もあった。

そこで、本願出願人は前記問題点を解決するために、振
動素子を二次元的に配列する探触子を提案するものであ
るが、この場合には、被検体と当接する探触子の面積が
広くなるので、探触子の放射面と被検体との密着が悪く
なるという問題がある。超音波を被検体内に放射する場
合には、被検体との密着性を良好に保つ必要があり、密
着が不十分てあれば超音波が被検体内に効率よく放射さ
れず、画質が悪化することになる。

発明の目的本発明は前記従来の問題点を解決することを課題として
なされたものであり、その目的は、立体的な情報を容易
に得ることができ、かつ被検体表面に対する密着性のよ
い超音波探触子を提供することにある。

また、前記の超音波探触子を用いて立体的な情報を簡単
かつ迅速に得ることのできる超音波診断装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するために、本発明に係る超音波探触子
は、被検体に当接される探触子面を所定曲率で曲げ形成
した凸面とし、この凸面に沿って複数の振動素子を二次
元的に縦横に配列したことを特徴とする。

また、本発明に係る超音波診断装置は、被検体に当接さ
れる探触子面を所定曲率で曲げ形成した凸面とし、この
凸面に沿って複数の振動素子を二次元的に縦横に配列し
た超音波探触子を有し、この超音波探触子内の縦横のい
づれか一方の振動素子群を選択し、この振動素子群で被
検体内所定断層面を電子走査するとともに、前記振動素
子群と平行となる振動素子群を順次選択して電子走査す
ることにより振動素子配列方向と直角の方向に移動走査
することを特徴とする。

更に、他の発明に係る超音波診断装置は、被検体に当接
される探触子面を所定曲率で曲げ形成した凸面とし、こ
の凸面に沿って複数の振動素子を二次元的に縦横に配列
した超音波探触子を有し、この超音波探触子内の縦横の
振動素子のうち短い方向の振動素子群により被検体内所
定断層面をセクタ走査するとともに、前記振動素子群と
平行となる振動素子群を順次選択することにより振動素
子配列方向と直角の方向に移動セクタ走査することを特
徴とする。

［作用］以上の構成によれば、超音波探触子はその放射面が所定
面積の二次元平面を所定曲率で曲げた凸面に形成され、
この二次元凸面上に振動素子が縦横に配列される。この
場合、放射面での個々の振動素子の形状は、四角形が基
本となるが、他の多角形あるいは円形などとすることも
可能である。

従って、前記探触子中の縦横の振動素子群を任意に選択
することにより、所望の而の断層像等の被検体内情報を
得ることが可能となる。

また、前記超音波探触子を用いた超音波診断装置によれ
ば、二次元凸面上に−ＩＦへられた振動素子のうち、縦
あるいは横に配列されている所定数の振動素子が選択さ
れ、この振動素子群によりリニア走査か行われ、−枚の
断層像あるいは速度分布画像か得られることになる。

そして、前記振動素子群を平行に移動するように別の振
動素子群を選択し、この振動素子群によるリニア走査が
行われ、この平行移動の走査は順次指定された回数だけ
行われる。従って、平行移動した回数性の断層像が得ら
れることになり、これによって立体的な診断が可能とな
る。この場合、縦と横に並べられている振動素子群の長
さにより、走査領域の広さが限定される。

更に、前記探触子の短い辺方向の振動素子群によりセク
タ走査をすれば、リニア走査において短い辺で限定され
る領域よりも広い領域の情報を得ることができる。そし
て、この振動素子群は平行移動されセクタ走査されてお
り、これにより複数の所望の断層像が得られる。これら
の複数の情報はそれぞれが所定の関係をもって得られる
ことになるから、患部組織の立体的な観察が可能となる
。

この場合、複数断層像は長い辺に沿って形成されるので
、多くの断層面の情報が得られることになる。

［実施例〕以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には、超音波探触子に係る本発明の第１実嵐例の
構成が示されており、図（ａ）には探触子正面の要部断
面、図（ｂ）にはその側面が示されている。

本発明において特徴的なことは、被検体内の立体的な情
報を容易に得るようにしたことであり、このために、本
発明では摂動素子を二次元的に縦横に配列するとともに
、振動素子群で形成される放射面を凸面にする。

すなわち、第１図の探触子１６に示されるように、二次
元平面の長い方向の辺を所定の曲率で曲げ形成し、超音
波放射面が凸面となるようにする。

そして、この凸面に、第２図に示されるように、振動素
子１８をマトリクス状に縦横に配置しており、実施例で
は圧電素子を四角形にカッティングするか貼り付けるこ
とにより行われる。そうすると、振動素子１８は、図の
縦方向工と横方向Ｈにおいて直線状に並ぶことになる。

この場合、前記振動素子１８は円形あるいはその他の多
角形状に並べるようにすることもできる。

そして、この振動素子１８により構成される撮動素子部
には、第１図に示されるように、その後面に従来と同様
に、超音波を吸収するダンパ材２０が貼着される。従っ
て、超音波は探触子１６の前面にのみ放射され、後面に
は放射されないことになる。また、振動素子１８の前面
側には整合層を兼ねて表面コーテイング膜２２が施され
ており、これにより超音波を被検体内に体表がらの反射
を少なくして良好に放射することができるとともに、被
検体表面との接触性を良好に保つことが可能となる。な
お、この探触子１６はケーブル２４にて本体と接続され
ている。

第３図には、本発明に係る超音波探触子の他の例が示さ
れており、この場合は、図示されるように、二次元平面
の短い辺を所定曲率で曲げ形成し、これを探触子放射面
とする。これによれば、前記第１図の探触子とは異なる
走査領域が得られることになり、この探触子形状は診断
目的に応じて選択することができる。

このように、本発明では、探触子１６の放射面を凸面と
しているので、探触子放射面と被検体表面との密管性が
良好に維持されるという利点があり、これにより超音波
は体表面で反射することなく被検体内に入射することが
できる。

また、本発明の探触子１６によれば、その放射面が凸面
になっているので、通常のリニア走査と同一の走査を行
うことにより先端が広がる走査領域を得ることができ、
少ない振動素子１８にて広い領域の画像を形成可能であ
るという利点もある。

次に、前記超音波探触子を用いて電子走査を行う超音波
診断装置に関する本発明の第２実施例を説明する。

第４図には、第２実施例のシステム回路の概略が示され
ており、探触子１６には励振信号発生回路２６、送信振
動素子選択回路２７、送受切換器２８が接続され、この
励振信号発生回路２６、送信振動素子選択回路２７は走
査制御回路２９により制御されており、前記励振信号発
生回路２６では所定周波数の超音波励振信号か所定の周
期で出力される。

そして、送信振動素子選択回路２７では、前記走査制御
回路２９に基づいて本発明で特徴となる二次元凸面上に
並べられた振動素子１８を選択するための制御を行って
いる。

実際の画像診断においては、立体的な被検体内の情報を
容易に観察できるようにするために、複数の画面が所定
の関係をもって形成されていることが必要である。従っ
て、本発明に係る超音波診断装置は立体的な診断を可能
とするために、複数の画面について関連性をもった電子
走査をすることを特徴とする。

すなわち、第５図（ａ）に示されるように、横方向（長
い辺方向）の振動素子群を選択してこれらの振動素子群
により従来のコンベックス型と同様の電子走査をするこ
とができる。この場合の断層面の間隔は振動素子配列の
間隔で決定されており、従って所望の間隔の断層面の像
を得る場合にはそれに応じた振動素子群を選択すればよ
いことになる。

例えば、第６図に示されるように、前記探触子１６にて
超音波を送受波できる範囲が図示１００の走査領域であ
るとすると、例えばｓｌ、ｓ２゜ｓ３で示される数＋ｎ
＋ｎ　（あるいは数ｃ［１１）間隔の平行面のそれぞれ
について電子走査することができる。

この場合には、探触子１６内において前記平行面Ｓｔ、
５２．Ｓ３に対応して直線状に配列された振動素子１８
の一群を送信振動素子選択回路２８で選択し、この振動
素子群で被検体内を前記面について電子走査をすること
になる。

また、第５図（ｂ）に示されるように、縦方向（短い辺
方向）の振動素子群を選択して、これらの振動素子群に
より従来のリニア走査をすることができる。

更に、本発明では、第５図（Ｃ）に示されるように、縦
方向（短い辺方向）の振動素子群を選択してこれらの振
動素子群によりセクタ走査をすることができ、これによ
り本発明の超音波探触子の利用度を高めることができる
。すなわち、縦方向の振動素子配列をセクタ走査用の配
列にし、縦方向の振動素子により従来と同様のセクタ領
域の画像情報を得るようにする。一方、横方向（長い辺
方向）の振動素子配列は所定の間隔で配置することによ
り、複数の断層面についての超音波送受波を行えるよう
にする。

また、第４図において、断層像を形成するために、探触
子１６には受信回路３６が接続されており、この受信回
路３０には前記送信振動素子選択回路２７から超音波を
送信した振動素子１８の情報か送受切換器２８を介して
供給されており、超音波の受信も送信したものと同一の
振動素子１８にて行われる。この受信回路３ｏには画像
記憶処理回路３２か接続され、画像記憶処理回路３２に
はＣＲＴ表示器３４が接続されており、前記受信回路３
０で得られた受信信号は所定の処理がなされた後に、断
層像などとしてＣＲＴ表示器３４に表示されることにな
る。

第２実施例は以上の構成からなり、以下にその作用を説
明する。

まず、探触子１６を被検体の例えば腹部表面に当接して
その位置決めを行うが、本発明では複数の断層像を関連
付けて形成するので、−旦位置決めを行えば従来のよう
に何回も行う必要がない。

そうして、装置本体に設けられている操作部により、断
層像を得るための条件、例えば断層面の位置、段数断層
面の間隔やその枚数を設定する。

例えば、前記第６図のように、走査領域１００を数ｍｍ
間隔で切った平行面５ＩＩＳ２．Ｓ３に超音波を送受波
した場合には、第７図に示されるように、数１間隔で診
断部位を輪切りにした場合の断層面の断層（象Ｓ１．Ｓ
２．Ｓ３が得られることになる。

このＳｌ、Ｓ２．Ｓ３の断層像は、図示されるように、
所定の関係をもって形成されているので、これにより、
患部の大きさや形か把握できることになり、診断部位の
立体的な診断が可能となる。実旋例ては、前記断層而の
位置に関する情報は、ＣＲ１表示器３４に表示するとと
もに、撮影した写真に記録するようにしており、これに
よって後に断層像間の位置関係を容品に知ることかでき
る。

更に、前記平行面Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３の電子走査に加えて
、この断層面と直角に交わる断層面を形成することもで
き、これにより、異なる角度がら被検体内患部の立体的
な観察を行うことが可能となる。

次に、第５図に示されるセクタ走査を行う場合には、縦
方向の振動素子に対してセクタ走査のための遅延制御を
行うことになる。これによれば、探触子１６の縦方向の
長さを極めて短くすることができ、コンパクトな探触子
１６により被検体内の立体的な情報を容易に得ることが
できるという利点がある。

また、このような超音波診断装置によれば、超音波放射
方向の面だけでなく、探触子１６の全領域の走査で得ら
れる情報に所定の処理を施すことにより、超音波放射方
向と垂直方向の而（同−深さの而）の断層像を得ること
も可能である。

［発明の効果］以−Ｌ説明したように、本発明の超音波探触子によれば
、探触子における放射面を二次元凸面とし、かつこの二
次元凸面上に振動素子を縦横に配列するようにしたので
、診断部位の立体的な情報を容易に得ることができ、同
時にこの際の探触子と被検体表面との密着性を維持して
、超音波の送受波作用を良好に行うことができる。

また、本発明の超音波診断装置によれば、複数枚の断層
像（あるいは断層而）が所定の関係の基こ形成されるの
で、それぞれの断層像の関連を容易に把握して立体情報
の収集が行ないやすくなるという（り点かある。従って
、患部の大きさや形状かＡｒ体的に診断されることにな
り、画像診断に貢献できる有益な情報を提供可能となる
。

更に、短い辺の振動素子群によりセクタ走査を行う装置
によれば、立体的な診断に必要な複数の断層像をコンパ
クトな探触子により得ることか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波探触子に関する本発明の第１実施例の概
略を示す構成図、第２図は第１実施例における振動素子の配列状態を示す
図、第３図は第１実施例の超音波探触子の構成に関する他の
例を示す図、第４図は超音波診断装置に関する本発明の第２実施例を
示す回路ブロック図、第５図は第２実施例にて得られる断層面を示す説明図、第６図は実際の被検体内での断層面の位置を示す説明図
、第７図は第６図で示した断層面の断層像を示す説明図、第８図は従来の探触子の概略構成を示す説明図、第９図
は従来の探触子による電子走査を示す説明図である。１０　・・　探触子１２　・・・　振動子Ｉ４．２０　・・・　ダンパ材１６　・・・　本発明の探触子１８　・・　振動素子２２　・・・　表面コーテイング膜２６　・・・　励振信号発生回路２７　・・・　送信振動素子選択回路走査制御回路受信回路画像記憶処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体に当接される探触子面を所定曲率で曲げ形
成した凸面とし、この凸面に沿って複数の振動素子を二
次元的に縦横に配列した超音波探触子。
（２）被検体に当接される探触子面を所定曲率で曲げ形
成した凸面とし、この凸面に沿って複数の振動素子を二
次元的に縦横に配列した超音波探触子を有し、この超音
波探触子内の縦横のいづれか一方の振動素子群を選択し
、この振動素子群で被検体内所定断層面を電子走査する
とともに、前記振動素子群と平行となる振動素子群を順
次選択して電子走査することにより振動素子配列方向と
直角の方向に移動走査することを特徴とする超音波診断
装置。
（３）被検体に当接される探触子面を所定曲率で曲げ形
成した凸面とし、この凸面に沿って複数の振動素子を二
次元的に縦横に配列した超音波探触子を有し、この超音
波探触子内の縦横の振動素子のうち短い方向の振動素子
群により被検体内所定断層面をセクタ走査するとともに
、前記振動素子群と平行となる振動素子群を順次選択す
ることにより振動素子配列方向と直角の方向に移動セク
タ走査することを特徴とする超音波診断装置。