JPH03182234A - 超音波プローブおよび超音波診断装置 - Google Patents
超音波プローブおよび超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH03182234A JPH03182234A JP1321293A JP32129389A JPH03182234A JP H03182234 A JPH03182234 A JP H03182234A JP 1321293 A JP1321293 A JP 1321293A JP 32129389 A JP32129389 A JP 32129389A JP H03182234 A JPH03182234 A JP H03182234A
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- Japan
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- ultrasonic
- transducer
- frequencies
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、アレイ型超音波プローブ、及び超音波ビーム
を被検体にスキャンしてＭモード像（モーション像）、
Ｂモード像（Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ） ＊Ｄモード像（
血流速像）、ＤＦモード像（ＣＦＭ像： Ｃｏ１ｏｒ
Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｌｎｇ像）等の超音波画像情報を得
て診断のための表示に供する超音波診断装置に関する。 （従来の技術） 超音波診断装置の典型例として、アレイ型超音波プロー
ブを用いて電子走査によりＢモード像を得るものがある
。 この種の装置では、浅部から深部まで鮮明な画像を得ら
れれば好ましいが、振動子を一次元配列したアレイ型超
音波プローブを用いるものにあっては、振動子並設方向
に直交する方向（以下「レンズ方向」と称する。）の口
径は一定であり、従ってフォーカス点以外ではレンズ方
向の超音波ビームは絞られない、つまり、フォーカス点
以外での画質は悪いものとなっていた。 これを解決するために従来は、次のような手段を採用し
ている。すなわち、焦点の近い音響レンズを装着した近
距離用超音波プローブと焦点の遠い音響レンズを装着し
た遠距離用超音波プローブとを別々に用意して、浅部診
断のときには近距離用超音波プローブを装置に取付けて
診断し、深部診断のときには遠距離用超音波プローブを
装置に取付けて診断する。 この他、一つのプローブにおいて振動子をレンズ方向に
分割し、浅部診断のときには口径が小さくてフォーカス
点が浅部に形成されるように中央部の振動子のみを送受
信駆動し、深部診断のときには口径が大きくてフォーカ
ス点が深部に形成されるように全幅の振動子を送受信駆
動してそれぞれ超音波画像情報を得る。 （発明が解決しようとする：ＳＳ＞ 前者の方法では、プローブの切替えに手間を要すると共
に同時に浅部、深部の画像を診断できない、という問題
がある。また、後者の方法にあっては、プローブ又は装
置内に、遠距離送受信用の切換スイッチを内蔵する必要
があり、送受信回路の複雑化を招くことになった。また
、使用するスイッチは高電圧スイッチであるので、コス
ト上昇を招くことにもなった。 そこで本発明の目的は、近距離から遠距離までシャープ
なレンズ方向フォーカスが得られ、鮮明な超音波画像を
得ることを可能とした超音波プローブおよび超音波診断
装置を提供することにある。 ［発明の目的］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。 すなわち、本発明による超音波プローブは、振動子それ
ぞれを、振動子並設方向に直交する方向について、単一
の振動子周波数を有する単一周波数振動子部を縁部に配
置し、この振動子部の振動子周波数を含む複数の振動子
周波数を有する複数周波数振動子部を中央部に配置した
構成としたことを特徴とする。 また、本発明にかかる超音波診断装置は、超音波プロー
ブとして前述のものを用いると共に、送受信系として前
記複数の振動子周波数に対応する周波数を有する励振信
号を発生する励振手段及び前記複数の振動子周波数に対
応する周波数の受信信号を帯域通過させるフィルタ手段
を具備し、該フィルタ手段により得られる前記複数の振
動子周波数に対応する周波数の受信７３号に基づき超音
波画像情報を生成することを特徴とする。 （作用〉 以上の構成の超音波プローブおよび超音波診断装置によ
れば、中心部及び縁部は同時に駆動されるが、ここで、
例えば、中心部及び縁部における周波数を【ｌとし、中
心部における周波数をｆｌ、ｆ２とすると、周波数ｆｌ
にて大口径駆動がなされ、同時に周波数ｆ２にて小口径
駆動がなされ、近距離から遠距離までシャープなレンズ
方向フォーカスが得られ、しかもフィルタ手段によりフ
ォーカス深さが異なり且つ周波数の異なる２つ信号が得
れ、これらを合成することにより、近距離から遠距離ま
で鮮明な超音波画像が得られる。 （実施例） 以下本発明にかかる超音波プローブおよび超音波診断装
置の一実施例を図面を参照して説明する。 第１図は本実施例の超音波プローブのケースを取除いた
プローブ本体１０を示す斜視図であり、バッキング材１
．圧電素子部２．第１整合層３゜第２整合層４．音響レ
ンズ５．信号フレキシブル基板６．共通フレキシブル基
板７から構成されている。 ここに、圧電素子部２はセラミックス等の圧電材料をそ
の一面側のレンズ方向については断面凹状に形成し、他
面側のレンズ方向については平坦状に形成している。そ
して、圧電素子部２の一面側の印部及びこれの両縁側で
ある両平坦部内にはその形状に沿って振動子配列数（Ｎ
）に対応して複数の導電パターンを形成した信号フレキ
シブル基板６が配設され、且つ当該凹部に充填圧電材料
２Ａが埋め込まれ、他面側に共通フレキシブル基板７が
配設されている。ここで、圧電素子部２の全厚さが関与
することで共振周波数ｆｌであり、凹部による薄厚が関
与することで共振周波数１２（ｆ２＞ｆｌ）であるとす
る。従って、中心部の凹部にて共振周波数ｆｌ、ｆ２で
あり、両縁部の平坦部で共振周波数ｆｌである。 以上のように構成されたプローブ本体１０を用い、第２
図に示すように本実施例の超音波診断装置を構成する。 すなわち、プローブ本体１０は、Ｎ個の配列振動子を有
し、それぞれは両縁部の振動子部１１Ａ１．１１Ａ２と
中央部の振動子部１１Ｂとからなり、全体で走査方向に
Ｎ個、レンズ方向に３個の２次元振動子配列となってい
る。 このプローブ本体１０の振動子部１１ＡＩ。 １１Ａ２．ＩＩＢの並列回路である走査方向にＮ個の振
動子それぞれは送受信回路１２により電子走査され、そ
の受信信号は第１のＢＰＦ （バンド・バス・フィルタ
）１３Ａと第２のＢＰＦ （バンド・バス・フィルタ）
１３Ｂを透過し、それぞれ透過した受信信号は信号処理
回路１４にて検波等の後に合成され、且つ画像化される
。ここで、振動子部１１ＡＩ、１１Ａ２．ＩＩＢと、第
１．第２のＢＰＦ （バンド・バス・フィルタ）１３Ａ
。 １３Ｂの周波数特性は第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
のようになっている。 この構成にて、プローブ本体１０の振動子部１１ＡＩ、
１１Ａ２．ＩＩＢの並列回路である走査方向にＮ個の振
動子それぞれが送受信回路１２により送受信駆動される
と、第１図に示すように、共振周波数ｆｌの超音波が、
振動子部１１ＡＩ。 １１Ａ２．ＩＩＢの全体から大口径にて送受信される。 また、共振周波数ｆｌ、ｆ２の超音波が、中央部の振動
子部１１Ｂから小口径にて送受信される。ここで、大口
径送受信にてフォーカス点Ｆ】であり、また小口径送受
信にてフォーカス点Ｆ２ （Ｆｌ＞Ｆ２）であり、従
って、大口径送受信にてはフォーカス点Ｆｌを中心とす
るエコー信号ＥＳＩが得られ、また、小口径送受信にて
はフォーカス点Ｆ２を中心とするエコー信号ＥＳ２が得
られる。 そして、エコー信号ＥＳ１．ＥＳ２は、第１゜第２のＢ
ＰＦ１３Ａ、１３Ｂを透過することにより、大口径送受
信にかかる視野深度の深い中心周波数ｆ１のエコー信号
と、小口径送受信にかかる視野深度の浅い中心周波数１
２のエコー信号とが得られ、これらをそれぞれ検波して
合成することにより、−回の超音波走査にてフォーカス
点Ｆｌ〜Ｆ２にかけて視野深度の広いＢモード像を得る
ことができる。 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもの
である。 ［発明の効果］ 以上のように本発明では、レンズ方向に同時駆動される
１１１−周波数の振動子部と複数周波数の振動子部とを
持つ超音波プローブを用い、送受信系として前記複数の
振動子周波数に対応する周波数を有する励振信号を発生
する励振手段及び前記複数の振動子周波数に対応する周
波数の受信信号を帯域通過させるフィルタ手段を具備し
た超音波診断装置を構成することにより、中心部及び縁
部は同時に駆動されるが、ここで、例えば、中心部及び
縁部における周波数をｆｌとし、中心部における周波数
をｆｌ、ｆ２とすると、周波数ｆｌにて大口径駆動がな
され、同時に周波数ｆ２にて小口径駆動がなされ、近距
離から遠距離までシャープなレンズ方向フォーカスが得
られ、しかもフィルタ手段によりフォーカス深さが異な
り且つ周波数の異な−る２つ信号が得れ、これらを合成
することにより、近距離から遠距離まで鮮明な超音波画
像が得られる。 よって本発明によれば、近距離から遠距離までシャープ
なレンズ方向フォーカスが得られ、鮮明な超音波画像を
得ることを可能とした超音波ブロ−ブおよび超音波診断
装置を提供することができる。
を被検体にスキャンしてＭモード像（モーション像）、
Ｂモード像（Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ） ＊Ｄモード像（
血流速像）、ＤＦモード像（ＣＦＭ像： Ｃｏ１ｏｒ
Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｌｎｇ像）等の超音波画像情報を得
て診断のための表示に供する超音波診断装置に関する。 （従来の技術） 超音波診断装置の典型例として、アレイ型超音波プロー
ブを用いて電子走査によりＢモード像を得るものがある
。 この種の装置では、浅部から深部まで鮮明な画像を得ら
れれば好ましいが、振動子を一次元配列したアレイ型超
音波プローブを用いるものにあっては、振動子並設方向
に直交する方向（以下「レンズ方向」と称する。）の口
径は一定であり、従ってフォーカス点以外ではレンズ方
向の超音波ビームは絞られない、つまり、フォーカス点
以外での画質は悪いものとなっていた。 これを解決するために従来は、次のような手段を採用し
ている。すなわち、焦点の近い音響レンズを装着した近
距離用超音波プローブと焦点の遠い音響レンズを装着し
た遠距離用超音波プローブとを別々に用意して、浅部診
断のときには近距離用超音波プローブを装置に取付けて
診断し、深部診断のときには遠距離用超音波プローブを
装置に取付けて診断する。 この他、一つのプローブにおいて振動子をレンズ方向に
分割し、浅部診断のときには口径が小さくてフォーカス
点が浅部に形成されるように中央部の振動子のみを送受
信駆動し、深部診断のときには口径が大きくてフォーカ
ス点が深部に形成されるように全幅の振動子を送受信駆
動してそれぞれ超音波画像情報を得る。 （発明が解決しようとする：ＳＳ＞ 前者の方法では、プローブの切替えに手間を要すると共
に同時に浅部、深部の画像を診断できない、という問題
がある。また、後者の方法にあっては、プローブ又は装
置内に、遠距離送受信用の切換スイッチを内蔵する必要
があり、送受信回路の複雑化を招くことになった。また
、使用するスイッチは高電圧スイッチであるので、コス
ト上昇を招くことにもなった。 そこで本発明の目的は、近距離から遠距離までシャープ
なレンズ方向フォーカスが得られ、鮮明な超音波画像を
得ることを可能とした超音波プローブおよび超音波診断
装置を提供することにある。 ［発明の目的］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。 すなわち、本発明による超音波プローブは、振動子それ
ぞれを、振動子並設方向に直交する方向について、単一
の振動子周波数を有する単一周波数振動子部を縁部に配
置し、この振動子部の振動子周波数を含む複数の振動子
周波数を有する複数周波数振動子部を中央部に配置した
構成としたことを特徴とする。 また、本発明にかかる超音波診断装置は、超音波プロー
ブとして前述のものを用いると共に、送受信系として前
記複数の振動子周波数に対応する周波数を有する励振信
号を発生する励振手段及び前記複数の振動子周波数に対
応する周波数の受信信号を帯域通過させるフィルタ手段
を具備し、該フィルタ手段により得られる前記複数の振
動子周波数に対応する周波数の受信７３号に基づき超音
波画像情報を生成することを特徴とする。 （作用〉 以上の構成の超音波プローブおよび超音波診断装置によ
れば、中心部及び縁部は同時に駆動されるが、ここで、
例えば、中心部及び縁部における周波数を【ｌとし、中
心部における周波数をｆｌ、ｆ２とすると、周波数ｆｌ
にて大口径駆動がなされ、同時に周波数ｆ２にて小口径
駆動がなされ、近距離から遠距離までシャープなレンズ
方向フォーカスが得られ、しかもフィルタ手段によりフ
ォーカス深さが異なり且つ周波数の異なる２つ信号が得
れ、これらを合成することにより、近距離から遠距離ま
で鮮明な超音波画像が得られる。 （実施例） 以下本発明にかかる超音波プローブおよび超音波診断装
置の一実施例を図面を参照して説明する。 第１図は本実施例の超音波プローブのケースを取除いた
プローブ本体１０を示す斜視図であり、バッキング材１
．圧電素子部２．第１整合層３゜第２整合層４．音響レ
ンズ５．信号フレキシブル基板６．共通フレキシブル基
板７から構成されている。 ここに、圧電素子部２はセラミックス等の圧電材料をそ
の一面側のレンズ方向については断面凹状に形成し、他
面側のレンズ方向については平坦状に形成している。そ
して、圧電素子部２の一面側の印部及びこれの両縁側で
ある両平坦部内にはその形状に沿って振動子配列数（Ｎ
）に対応して複数の導電パターンを形成した信号フレキ
シブル基板６が配設され、且つ当該凹部に充填圧電材料
２Ａが埋め込まれ、他面側に共通フレキシブル基板７が
配設されている。ここで、圧電素子部２の全厚さが関与
することで共振周波数ｆｌであり、凹部による薄厚が関
与することで共振周波数１２（ｆ２＞ｆｌ）であるとす
る。従って、中心部の凹部にて共振周波数ｆｌ、ｆ２で
あり、両縁部の平坦部で共振周波数ｆｌである。 以上のように構成されたプローブ本体１０を用い、第２
図に示すように本実施例の超音波診断装置を構成する。 すなわち、プローブ本体１０は、Ｎ個の配列振動子を有
し、それぞれは両縁部の振動子部１１Ａ１．１１Ａ２と
中央部の振動子部１１Ｂとからなり、全体で走査方向に
Ｎ個、レンズ方向に３個の２次元振動子配列となってい
る。 このプローブ本体１０の振動子部１１ＡＩ。 １１Ａ２．ＩＩＢの並列回路である走査方向にＮ個の振
動子それぞれは送受信回路１２により電子走査され、そ
の受信信号は第１のＢＰＦ （バンド・バス・フィルタ
）１３Ａと第２のＢＰＦ （バンド・バス・フィルタ）
１３Ｂを透過し、それぞれ透過した受信信号は信号処理
回路１４にて検波等の後に合成され、且つ画像化される
。ここで、振動子部１１ＡＩ、１１Ａ２．ＩＩＢと、第
１．第２のＢＰＦ （バンド・バス・フィルタ）１３Ａ
。 １３Ｂの周波数特性は第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
のようになっている。 この構成にて、プローブ本体１０の振動子部１１ＡＩ、
１１Ａ２．ＩＩＢの並列回路である走査方向にＮ個の振
動子それぞれが送受信回路１２により送受信駆動される
と、第１図に示すように、共振周波数ｆｌの超音波が、
振動子部１１ＡＩ。 １１Ａ２．ＩＩＢの全体から大口径にて送受信される。 また、共振周波数ｆｌ、ｆ２の超音波が、中央部の振動
子部１１Ｂから小口径にて送受信される。ここで、大口
径送受信にてフォーカス点Ｆ】であり、また小口径送受
信にてフォーカス点Ｆ２ （Ｆｌ＞Ｆ２）であり、従
って、大口径送受信にてはフォーカス点Ｆｌを中心とす
るエコー信号ＥＳＩが得られ、また、小口径送受信にて
はフォーカス点Ｆ２を中心とするエコー信号ＥＳ２が得
られる。 そして、エコー信号ＥＳ１．ＥＳ２は、第１゜第２のＢ
ＰＦ１３Ａ、１３Ｂを透過することにより、大口径送受
信にかかる視野深度の深い中心周波数ｆ１のエコー信号
と、小口径送受信にかかる視野深度の浅い中心周波数１
２のエコー信号とが得られ、これらをそれぞれ検波して
合成することにより、−回の超音波走査にてフォーカス
点Ｆｌ〜Ｆ２にかけて視野深度の広いＢモード像を得る
ことができる。 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもの
である。 ［発明の効果］ 以上のように本発明では、レンズ方向に同時駆動される
１１１−周波数の振動子部と複数周波数の振動子部とを
持つ超音波プローブを用い、送受信系として前記複数の
振動子周波数に対応する周波数を有する励振信号を発生
する励振手段及び前記複数の振動子周波数に対応する周
波数の受信信号を帯域通過させるフィルタ手段を具備し
た超音波診断装置を構成することにより、中心部及び縁
部は同時に駆動されるが、ここで、例えば、中心部及び
縁部における周波数をｆｌとし、中心部における周波数
をｆｌ、ｆ２とすると、周波数ｆｌにて大口径駆動がな
され、同時に周波数ｆ２にて小口径駆動がなされ、近距
離から遠距離までシャープなレンズ方向フォーカスが得
られ、しかもフィルタ手段によりフォーカス深さが異な
り且つ周波数の異な−る２つ信号が得れ、これらを合成
することにより、近距離から遠距離まで鮮明な超音波画
像が得られる。 よって本発明によれば、近距離から遠距離までシャープ
なレンズ方向フォーカスが得られ、鮮明な超音波画像を
得ることを可能とした超音波ブロ−ブおよび超音波診断
装置を提供することができる。
第１図は本発明にかかる超音波プローブの一実施例の要
部を示す斜視図、ｔＪ２図は本発明にかかる超音波診断
装置の一実施例の構成を示すブロック図、第３図は同実
施例の周波数特性図である。 １・・・バッキング材、２・・・圧電素子部、３・・・
第１整合層、４・・・第２整合層、５・・・音響レンズ
、６・・・信号フレキシブル基板、７・・・共通フレキ
シブル基板、１０・・・プローブ本体、ｌｌＡ１．１１
Ａ２・・・両縁部の振動子部、ＩＩＢ・・・中央部の振
動子部、１２・・・送受信回路、１３Ａ・・・第１のＢ
ＰＦ （バンド・パス・フィルタ）、１３Ｂ・・・第２
のＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）、１４・・・信号
処理回路。
部を示す斜視図、ｔＪ２図は本発明にかかる超音波診断
装置の一実施例の構成を示すブロック図、第３図は同実
施例の周波数特性図である。 １・・・バッキング材、２・・・圧電素子部、３・・・
第１整合層、４・・・第２整合層、５・・・音響レンズ
、６・・・信号フレキシブル基板、７・・・共通フレキ
シブル基板、１０・・・プローブ本体、ｌｌＡ１．１１
Ａ２・・・両縁部の振動子部、ＩＩＢ・・・中央部の振
動子部、１２・・・送受信回路、１３Ａ・・・第１のＢ
ＰＦ （バンド・パス・フィルタ）、１３Ｂ・・・第２
のＢＰＦ（バンド・パス・フィルタ）、１４・・・信号
処理回路。
Claims (2)
- （１）超音波振動子を多数並設してなるアレイ型超音波
プローブにおいて、前記振動子それぞれを、前記並設方
向に直交する方向について、単一の振動子周波数を有す
る単一周波数振動子部を縁部に配置し、この振動子部の
振動子周波数を含む複数の振動子周波数を有する複数周
波数振動子部を中央部に配置した構成としたことを特徴
とする超音波プローブ。 - （２）超音波プローブから被検体に対して超音波を送受
波することにより得られるエコー信号を受信し、信号処
理して前記被検体の診断情報を得る超音波診断装置にお
いて、前記超音波プローブとして請求項１に記載のもの
を用いると共に、送受信系として前記複数の振動子周波
数に対応する周波数を有する励振信号を発生する励振手
段及び前記複数の振動子周波数に対応する周波数の受信
信号を帯域通過させるフィルタ手段を具備し、該フィル
タ手段により得られる前記複数の振動子周波数に対応す
る周波数の受信信号に基づき超音波画像情報を生成する
ことを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321293A JPH03182234A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321293A JPH03182234A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03182234A true JPH03182234A (ja) | 1991-08-08 |
Family
ID=18130954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1321293A Pending JPH03182234A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03182234A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013057518A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Port & Airport Research Institute | 超音波格子化３次元電子化撮像装置 |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1321293A patent/JPH03182234A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013057518A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Port & Airport Research Institute | 超音波格子化３次元電子化撮像装置 |
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