JPH0419857B2 - - Google Patents
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- JPH0419857B2 JPH0419857B2 JP57113856A JP11385682A JPH0419857B2 JP H0419857 B2 JPH0419857 B2 JP H0419857B2 JP 57113856 A JP57113856 A JP 57113856A JP 11385682 A JP11385682 A JP 11385682A JP H0419857 B2 JPH0419857 B2 JP H0419857B2
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- ultrasonic
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- acoustic reflector
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/35—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams
- G10K11/357—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams by moving a reflector
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、超音波診断装置の技術分野に属
し、メカニカルセクタスキヤンが可能な超音波走
査装置に関する。
し、メカニカルセクタスキヤンが可能な超音波走
査装置に関する。
超音波診断装置を用いて心臓や肝臓の超音波断
層像を得る場合、肋骨の間から心臓または肝臓に
向けて超音波ビームを走査させるには、肋骨間が
狭いため、超音波ビームの進行方向を機械的手段
により高速でセクタ状（扇状）に偏向させて走査
（セクタスキヤン）する装置が用いられている。
特に、前記セクタスキヤンを行なう超音波走査装
置（以下メカニカルセクタスキヤンとも言う。）
は、小型軽量であることが要求される。
層像を得る場合、肋骨の間から心臓または肝臓に
向けて超音波ビームを走査させるには、肋骨間が
狭いため、超音波ビームの進行方向を機械的手段
により高速でセクタ状（扇状）に偏向させて走査
（セクタスキヤン）する装置が用いられている。
特に、前記セクタスキヤンを行なう超音波走査装
置（以下メカニカルセクタスキヤンとも言う。）
は、小型軽量であることが要求される。
従来、使用されているメカニカルセクタスキヤ
ナについて、第１図および第２図を参照しながら
説明する。
ナについて、第１図および第２図を参照しながら
説明する。
第１図に示すメカニカルセクタスキヤンにおい
て、１０で示すのは略円筒形をなすスキヤナケー
スであり、その先端部に断面（第１図におけるＡ
−Ａ矢視断面）が扇状となるようにスキヤナケー
ス１０の外周上に突出する超音波発射部２０を有
しており、超音波発射部２０内には超音波透過媒
体５を密封する超音波室２０Ａが設けられてい
る。１で示すのは超音波振動子であり、その超音
波振動子面３が、前記超音波室２０Ａに面するよ
うに、前記円筒形のスキヤナケース１０の中心軸
に直交して、スキヤナケース１０の先端部内に配
置されたパツキング材２上に配置されている。４
で示すのは音響反射体であり、前記超音波振動子
面３より発射された超音波ビーム１１が前記超音
波発射部２０の弧状外周面に配設されたウインド
ウ６より出射するように、超音波振動子面３の前
方に、超音波振動子面３に対して所定の角度（た
とえば45゜で傾斜して超音波室２０Ａ内に配置さ
れると共に、スキヤナケース１０内に装備された
モータ８の回転軸に結合され、第２図中の矢印Ａ
方向に回動可能に構成されている。７で示すのは
シール部材であり、超音波室２０Ａ内に突き出た
回転軸の挿入により超音波室２０Ａ外に超音波透
過媒体５が漏出するのを防止するものである。９
で示すのは角度検出機構であり、音響反射体の角
度を検出する。以上構成のメカニカルセクタスキ
ヤナは、超音波発射部２０のウインドウ６を体表
２１たとえば肋間に当接し、音響反射体４の回動
により超音波発射面３より発する超音波ビーム１
１を、体表２１へ向つて進行させ、セクタスキヤ
ンするようにして操作する。
て、１０で示すのは略円筒形をなすスキヤナケー
スであり、その先端部に断面（第１図におけるＡ
−Ａ矢視断面）が扇状となるようにスキヤナケー
ス１０の外周上に突出する超音波発射部２０を有
しており、超音波発射部２０内には超音波透過媒
体５を密封する超音波室２０Ａが設けられてい
る。１で示すのは超音波振動子であり、その超音
波振動子面３が、前記超音波室２０Ａに面するよ
うに、前記円筒形のスキヤナケース１０の中心軸
に直交して、スキヤナケース１０の先端部内に配
置されたパツキング材２上に配置されている。４
で示すのは音響反射体であり、前記超音波振動子
面３より発射された超音波ビーム１１が前記超音
波発射部２０の弧状外周面に配設されたウインド
ウ６より出射するように、超音波振動子面３の前
方に、超音波振動子面３に対して所定の角度（た
とえば45゜で傾斜して超音波室２０Ａ内に配置さ
れると共に、スキヤナケース１０内に装備された
モータ８の回転軸に結合され、第２図中の矢印Ａ
方向に回動可能に構成されている。７で示すのは
シール部材であり、超音波室２０Ａ内に突き出た
回転軸の挿入により超音波室２０Ａ外に超音波透
過媒体５が漏出するのを防止するものである。９
で示すのは角度検出機構であり、音響反射体の角
度を検出する。以上構成のメカニカルセクタスキ
ヤナは、超音波発射部２０のウインドウ６を体表
２１たとえば肋間に当接し、音響反射体４の回動
により超音波発射面３より発する超音波ビーム１
１を、体表２１へ向つて進行させ、セクタスキヤ
ンするようにして操作する。
ところで、臨床の実際場面においては、超音波
断層像の表示により患部を発見しようとするに
は、超音波走査装置で、患者の体表に対して様々
の方向から超音波ビームを送波したり、あるいは
肋間から心臓等をセクタスキヤンしたりする必要
がある。その必要上、超音波走査装置の超音波送
受波面が体表面に対して様々な角度で傾斜可能と
なるようにするために、前記メカニカルセクタス
キヤナには、スキヤナ本体１０の先端部に断面扇
状の超音波発射部２０が設けられているのであ
る。
断層像の表示により患部を発見しようとするに
は、超音波走査装置で、患者の体表に対して様々
の方向から超音波ビームを送波したり、あるいは
肋間から心臓等をセクタスキヤンしたりする必要
がある。その必要上、超音波走査装置の超音波送
受波面が体表面に対して様々な角度で傾斜可能と
なるようにするために、前記メカニカルセクタス
キヤナには、スキヤナ本体１０の先端部に断面扇
状の超音波発射部２０が設けられているのであ
る。
しかしながら、超音波発射部２０を設けると、
超音波ビームのセクタスキヤンにおけるセクタ中
心が体表面よりも離れてまうので、第２図に示す
ように、肋間等の狭い間口から内部を走査する場
合、体表面には所定幅W1で超音波ビームのセク
タスキヤンがなされているが、体内には幅W2の
有効視野でしかセクタスキヤンをすることができ
なくなり、超音波診断上大きな欠点となつてい
る。このことは、超音波送受波面の傾斜を様々に
することができることと有効視野を拡大すること
とが、スキヤナの構造上矛盾する要求であること
を示す。また、音響反射体４はモータ８の回転軸
により回転しているので、超音波断層像の表示に
必要なスキヤン開口角が通常90゜程度であること
から、前記メカニカルセクタスキヤナでは発射す
る超音波ビームのうち音響反射体４の回転につき
１／４程度しか有効利用されていない。このこと
は、超音波の走査上無駄な時間が多く、リアルタ
イム性の要求される診断分野（特に心臓等）にお
いて重大な欠陥となるのである。
超音波ビームのセクタスキヤンにおけるセクタ中
心が体表面よりも離れてまうので、第２図に示す
ように、肋間等の狭い間口から内部を走査する場
合、体表面には所定幅W1で超音波ビームのセク
タスキヤンがなされているが、体内には幅W2の
有効視野でしかセクタスキヤンをすることができ
なくなり、超音波診断上大きな欠点となつてい
る。このことは、超音波送受波面の傾斜を様々に
することができることと有効視野を拡大すること
とが、スキヤナの構造上矛盾する要求であること
を示す。また、音響反射体４はモータ８の回転軸
により回転しているので、超音波断層像の表示に
必要なスキヤン開口角が通常90゜程度であること
から、前記メカニカルセクタスキヤナでは発射す
る超音波ビームのうち音響反射体４の回転につき
１／４程度しか有効利用されていない。このこと
は、超音波の走査上無駄な時間が多く、リアルタ
イム性の要求される診断分野（特に心臓等）にお
いて重大な欠陥となるのである。
〔発明の目的〕
この発明は前記事情に鑑みてなされたものであ
り、操作性に優れると共に超音波ビームによるセ
クタスキヤンにおける有効視野の大きな超音波走
査装置を提供することを目的とするものである。
り、操作性に優れると共に超音波ビームによるセ
クタスキヤンにおける有効視野の大きな超音波走
査装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
超音波振動子と、超音波振動子面に垂直の方向に
平行に配置された回動自在の支持軸の先端に設け
た、超音波振動子面に対して所定角度をもつて傾
斜する音響反射体とを、超音波透過媒体を密封す
るスキヤナケース内に配置して、超音波振動子よ
り発する超音波ビームを前記音響反射体に反射さ
せることにより、被検体内をセクタスキヤンする
超音波走査装置において、前記支持軸に直交して
配置された回転軸に装着されると共に前記回転軸
を中心として回転軸に直交する面内を回転運動す
る回転体と、一端を前記回転体に、また、他端を
前記支持軸における前記回転体の中心軸延長線上
で前記支持軸にそれぞれ回動自在に枢支する連結
体とを具備し、セクタスキヤンの有効視野を増大
したことを特徴とするものである。
超音波振動子と、超音波振動子面に垂直の方向に
平行に配置された回動自在の支持軸の先端に設け
た、超音波振動子面に対して所定角度をもつて傾
斜する音響反射体とを、超音波透過媒体を密封す
るスキヤナケース内に配置して、超音波振動子よ
り発する超音波ビームを前記音響反射体に反射さ
せることにより、被検体内をセクタスキヤンする
超音波走査装置において、前記支持軸に直交して
配置された回転軸に装着されると共に前記回転軸
を中心として回転軸に直交する面内を回転運動す
る回転体と、一端を前記回転体に、また、他端を
前記支持軸における前記回転体の中心軸延長線上
で前記支持軸にそれぞれ回動自在に枢支する連結
体とを具備し、セクタスキヤンの有効視野を増大
したことを特徴とするものである。
第３図はこの発明の一実施例を示す概略断面図
および第４図は第３図における回転体１４を90゜
回転させた時のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
および第４図は第３図における回転体１４を90゜
回転させた時のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
同図において、超音波走査装置は、略円筒形の
スキヤナケース１０の先端に、ウインドウ１２で
超音波透過媒体５を密封した超音波発射室２０Ａ
を有し、その超音波発射室２０Ａには、超音波振
動子面３から超音波ビーム１１がスキヤナケース
１０の半径方向（第３図中の矢印Ｃ方向）に向つ
て発射されるようにパツキング材２上に配置した
超音波振動子１と、超音波振動子面３からの超音
波ビーム１１の進行方向に超音波振動子面３に対
して所定角度をもつて傾斜する音響反射面を有す
ると共に、超音波振動子面３に垂直の方向に沿つ
て（超音波ビーム１１の進行方向に沿つて）配置
された図中の矢印方向に回動自在の支持軸１５の
一端に結合された音響反射体４とを具備する。な
お、１５Ａで示すのは支持軸１５を回動自在に支
持する支持部材である。そして、スキヤナケース
１０内で超音波発射部２０Ａ外に配置されたモー
タ８の、スキヤナケース１０の中心軸に沿つて延
在する回転軸に沿つて延在する回転軸８Ａの先端
に装着されると共に、超音波室２０Ａ内で回転軸
８Ａを中心として回転軸８Ａに直交する面内を回
転運動する回転体１４と、一端を回転体１４の先
端部に図示矢印方向に回動自在に枢支すると共に
他端を前記回転軸８Ａの中線軸延長線上にある前
記支持軸１５に回動自在に枢支する連結体１３と
からなる歳差運動機構が、超音波発射室２０Ａに
配置されている。
スキヤナケース１０の先端に、ウインドウ１２で
超音波透過媒体５を密封した超音波発射室２０Ａ
を有し、その超音波発射室２０Ａには、超音波振
動子面３から超音波ビーム１１がスキヤナケース
１０の半径方向（第３図中の矢印Ｃ方向）に向つ
て発射されるようにパツキング材２上に配置した
超音波振動子１と、超音波振動子面３からの超音
波ビーム１１の進行方向に超音波振動子面３に対
して所定角度をもつて傾斜する音響反射面を有す
ると共に、超音波振動子面３に垂直の方向に沿つ
て（超音波ビーム１１の進行方向に沿つて）配置
された図中の矢印方向に回動自在の支持軸１５の
一端に結合された音響反射体４とを具備する。な
お、１５Ａで示すのは支持軸１５を回動自在に支
持する支持部材である。そして、スキヤナケース
１０内で超音波発射部２０Ａ外に配置されたモー
タ８の、スキヤナケース１０の中心軸に沿つて延
在する回転軸に沿つて延在する回転軸８Ａの先端
に装着されると共に、超音波室２０Ａ内で回転軸
８Ａを中心として回転軸８Ａに直交する面内を回
転運動する回転体１４と、一端を回転体１４の先
端部に図示矢印方向に回動自在に枢支すると共に
他端を前記回転軸８Ａの中線軸延長線上にある前
記支持軸１５に回動自在に枢支する連結体１３と
からなる歳差運動機構が、超音波発射室２０Ａに
配置されている。
なお、第３図および第４図において、第１図お
よび第２図におけると同一部材については同一の
符号を付し、その説明を省略する。
よび第２図におけると同一部材については同一の
符号を付し、その説明を省略する。
以上のように、超音波走査装置を構成している
ので、たとえば、モータ８により回転軸８Ａが時
計方向に回転すると、回転体１４も時計方向に回
転する。連結体１３それ自体は、支持軸１５に枢
支されているので自転運動をすることができない
が、一端を回転軸１４に回転可能に枢支すると共
に支持軸１５が回転可能であるから、回転体１４
の時計方向の回転に従つて、連結体１３は、その
他端が支持軸１５に支されている部位を中心とす
る歳差運動を行なうことになる。この連結体１３
の歳差運動を第３図中Ｂ−Ｂ矢視の方向に見る
と、連結体１３は、支持軸１５を中心として左右
に揺動していることになる。連結体１３の左右揺
動により、音響反射体４の音響反射面自体も左右
の揺動運動をすることになる。このとき、超音波
振動子１の超音波発射面３から超音波ビーム１１
を第３図中の矢印Ｃ方向に発射すると、超音波ビ
ーム１１は揺動する音響反射体４の音響反射面で
反射することにより、第３図に示すように、扇状
に広がる範囲でセクタスキヤンをすることとな
る。
ので、たとえば、モータ８により回転軸８Ａが時
計方向に回転すると、回転体１４も時計方向に回
転する。連結体１３それ自体は、支持軸１５に枢
支されているので自転運動をすることができない
が、一端を回転軸１４に回転可能に枢支すると共
に支持軸１５が回転可能であるから、回転体１４
の時計方向の回転に従つて、連結体１３は、その
他端が支持軸１５に支されている部位を中心とす
る歳差運動を行なうことになる。この連結体１３
の歳差運動を第３図中Ｂ−Ｂ矢視の方向に見る
と、連結体１３は、支持軸１５を中心として左右
に揺動していることになる。連結体１３の左右揺
動により、音響反射体４の音響反射面自体も左右
の揺動運動をすることになる。このとき、超音波
振動子１の超音波発射面３から超音波ビーム１１
を第３図中の矢印Ｃ方向に発射すると、超音波ビ
ーム１１は揺動する音響反射体４の音響反射面で
反射することにより、第３図に示すように、扇状
に広がる範囲でセクタスキヤンをすることとな
る。
以上詳述のように、この発明による超音波走査
装置においては、音響反射体４の揺動運動機構
が、超音波発射面より発射される超音波ビームの
方向に対して上方に配置された、モータ８、回転
軸８Ａ、回転体１４および連結体１３により構成
されているので、音響反射体４の音響反射面をウ
インドウ１２の被検体当接面近くにまで配設する
ことができる。したがつて、ウインドウ１２の被
検体当接面近くに音響反射体４を配置する超音波
走査装置を用い、肋間にウインドウ１２を当接し
てセクタスキヤンすると、第４図に示すように、
体表面２１とセクタ中心との距離が短かくなるこ
とにより、肋骨に遮ぎられることなく広い有効視
野幅W2をもつて体内を超音波走査することがで
きる。しかも、スキヤナケースは円筒状であるか
ら、超音波ビームのセクタスキヤン平面と体表面
２１との角度をどのようにでも変化させることが
でき、超音波走査装置の操作はきわめて容易であ
る。なお、第４図において２２で示すのはたとえ
ば肋骨である。
装置においては、音響反射体４の揺動運動機構
が、超音波発射面より発射される超音波ビームの
方向に対して上方に配置された、モータ８、回転
軸８Ａ、回転体１４および連結体１３により構成
されているので、音響反射体４の音響反射面をウ
インドウ１２の被検体当接面近くにまで配設する
ことができる。したがつて、ウインドウ１２の被
検体当接面近くに音響反射体４を配置する超音波
走査装置を用い、肋間にウインドウ１２を当接し
てセクタスキヤンすると、第４図に示すように、
体表面２１とセクタ中心との距離が短かくなるこ
とにより、肋骨に遮ぎられることなく広い有効視
野幅W2をもつて体内を超音波走査することがで
きる。しかも、スキヤナケースは円筒状であるか
ら、超音波ビームのセクタスキヤン平面と体表面
２１との角度をどのようにでも変化させることが
でき、超音波走査装置の操作はきわめて容易であ
る。なお、第４図において２２で示すのはたとえ
ば肋骨である。
以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲内で適宜
に変形して実施することができる。
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲内で適宜
に変形して実施することができる。
この発明によると次のような効果を奏すること
ができる。すなわち、音響反射体がウインドウの
身体当接面に近接して配置されているので、被検
体表面とセクタ中心との距離が小さくなり、狭い
間隙から内部を広く走査する場合有効視野幅を広
くとることができる。また、音響反射体は、回転
運動ではなく揺動運動をするので、超音波発射面
より発射される超音波ビームは、すべて有効にセ
クタスキヤンに供されることとなり、リアルタイ
ム性の優れた超音波画像を得ることができる。さ
らに、スキヤナケースは略円筒形のシンプルな形
状に構成することができるので、操作性に優れ、
超音波ビームによるスキヤン面が被検体の体表面
に対し様々な角度で交差することができる。
ができる。すなわち、音響反射体がウインドウの
身体当接面に近接して配置されているので、被検
体表面とセクタ中心との距離が小さくなり、狭い
間隙から内部を広く走査する場合有効視野幅を広
くとることができる。また、音響反射体は、回転
運動ではなく揺動運動をするので、超音波発射面
より発射される超音波ビームは、すべて有効にセ
クタスキヤンに供されることとなり、リアルタイ
ム性の優れた超音波画像を得ることができる。さ
らに、スキヤナケースは略円筒形のシンプルな形
状に構成することができるので、操作性に優れ、
超音波ビームによるスキヤン面が被検体の体表面
に対し様々な角度で交差することができる。
第１図は従来の超音波走査装置を示す概略断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線矢視断面
図、第３図はこの発明の一実施例を示す概略断面
図および第４図は第３図において、回転体８Ａを
90゜回転させた時のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 １……超音波振動子、３……超音波振動子面、
４……音響反射体、５……超音波透過媒体、８Ａ
……回転軸、１０……スキヤナケース、１１……
超音波ビーム、１３……連結体、１４……回転
体、１５Ａ……支持軸。
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線矢視断面
図、第３図はこの発明の一実施例を示す概略断面
図および第４図は第３図において、回転体８Ａを
90゜回転させた時のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 １……超音波振動子、３……超音波振動子面、
４……音響反射体、５……超音波透過媒体、８Ａ
……回転軸、１０……スキヤナケース、１１……
超音波ビーム、１３……連結体、１４……回転
体、１５Ａ……支持軸。
Claims (1)
- １ 先端部に超音波を透過させるウインドウを有
し内部に超音波透過媒体を密封する筒状のケース
と、このケース内であつて前記ウインドウに近接
して設けられた超音波振動子と、この超音波振動
子に対し所定の角度をもつて傾斜された反射面が
対向配置され且つこの反射面が前記ウインドウに
近接した位置に設けられさらに前記超音波振動子
からの超音波ビームを前記ウインドウを透過して
前記ケース外の方へ反射させる音響反射体と、こ
の音響反射体から反射される超音波ビームを扇状
スキヤンする方向に回動自在に軸支する支持手段
と、前記音響反射体に隣接し前記支持手段の回動
軸の軸線とは交差する軸線上に延在させ、連続回
転する駆動力を前記音響反射体の扇状スキヤン方
向の回動力に変換する歳差運動機構とを具備した
ことを特徴とする超音波走査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57113856A JPS595947A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 超音波走査装置 |
| AU16341/83A AU546571B2 (en) | 1982-07-02 | 1983-06-28 | Ultrasonic scanning apparatus |
| KR1019830002973A KR860001203B1 (ko) | 1982-07-02 | 1983-06-30 | 초음파 주사장치 |
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