JPH0419860B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0419860B2 JPH0419860B2 JP58189694A JP18969483A JPH0419860B2 JP H0419860 B2 JPH0419860 B2 JP H0419860B2 JP 58189694 A JP58189694 A JP 58189694A JP 18969483 A JP18969483 A JP 18969483A JP H0419860 B2 JPH0419860 B2 JP H0419860B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- vibrator
- resolution
- axis
- rotation axis
- 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 - Lifetime
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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
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
- A61B8/4461—Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
- A61B8/445—Details of catheter construction
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は体腔内走査用超音波診断装置の探触子
に関し、特に被検体の体腔内に挿入されるプロー
ブ内で回転して上記被検体の超音波断層撮像を行
う体腔内走査用超音波探触子に関する。
に関し、特に被検体の体腔内に挿入されるプロー
ブ内で回転して上記被検体の超音波断層撮像を行
う体腔内走査用超音波探触子に関する。
従来、超音波診断装置の多くは、体表から体内
に超音波パルスを照射し、その反射波を受信して
生体内情報を得るものであつた。これに対して、
近年、体腔内に超音波探触子を挿入し生体臓器近
くから超音波パルスを送受波する体腔内超音波診
断法が注目されている。体腔内超音波診断法の特
徴は、対象物との間に介在する皮下脂肪層等によ
る音波減衰が少ないため、高周波による高分解能
化が可能となる点にある。
に超音波パルスを照射し、その反射波を受信して
生体内情報を得るものであつた。これに対して、
近年、体腔内に超音波探触子を挿入し生体臓器近
くから超音波パルスを送受波する体腔内超音波診
断法が注目されている。体腔内超音波診断法の特
徴は、対象物との間に介在する皮下脂肪層等によ
る音波減衰が少ないため、高周波による高分解能
化が可能となる点にある。
第１図は、上記体腔内超音波診断法の１つであ
り、前立腺の検査等に使用されるPPI（Plan
Position Indication）法による診断装置の要部
である探触子を示すものである。図において、１
は保護ケース、２は支持棒５の先端に固定された
振動子、４は上記振動子２と検査対象との音響結
合のための水またはオリーブ油３の入つた音響ケ
ースを示している。また、６は上記支持棒５を回
転させるためのモータ、７は上記振動子の回転角
度を検出するためのポテンシヨメータ、８は信号
取出し用のスリツプリング、９は信号線を示して
いる。
り、前立腺の検査等に使用されるPPI（Plan
Position Indication）法による診断装置の要部
である探触子を示すものである。図において、１
は保護ケース、２は支持棒５の先端に固定された
振動子、４は上記振動子２と検査対象との音響結
合のための水またはオリーブ油３の入つた音響ケ
ースを示している。また、６は上記支持棒５を回
転させるためのモータ、７は上記振動子の回転角
度を検出するためのポテンシヨメータ、８は信号
取出し用のスリツプリング、９は信号線を示して
いる。
上述の如く構成された探触子の動作は、支持棒
５の速端に固定された振動子２を、例えば、直腸
内に挿入し、振動子２から超音波パルスを照射し
て同じ振動子２により前立腺組織等からの反射波
を検出するものである。この際、振動子２は支持
棒５とともにモータ６により矢印方向に回転し、
ポテンシヨメータ７により検出されるその回転角
に応じて、スリツプリング８と信号線９とを介し
て伝達される信号を表示することにより、Ｚ軸に
垂直な面上の断面像を得ることができる。
５の速端に固定された振動子２を、例えば、直腸
内に挿入し、振動子２から超音波パルスを照射し
て同じ振動子２により前立腺組織等からの反射波
を検出するものである。この際、振動子２は支持
棒５とともにモータ６により矢印方向に回転し、
ポテンシヨメータ７により検出されるその回転角
に応じて、スリツプリング８と信号線９とを介し
て伝達される信号を表示することにより、Ｚ軸に
垂直な面上の断面像を得ることができる。
また、第２図は内視鏡とともに胃壁や膵臓等の
診断に用いられる、いわゆる、超音波内視鏡の要
部を示すものである。図において、１１は側視型
の超音波内視鏡の先端部で、１２は照明光を導び
くライドガイド、１３は直角プリズム、１４は結
像レンズ、１５はイメージガイドを示している。
上記光学系はライトガイド１２の出射端１２Ａに
隣接して配置された直角プリズム１３と結像レン
ズ１４の結像系によりイメージガイド１５の端面
に結像させた像を、外部の観測用光学系により観
察するものである。
診断に用いられる、いわゆる、超音波内視鏡の要
部を示すものである。図において、１１は側視型
の超音波内視鏡の先端部で、１２は照明光を導び
くライドガイド、１３は直角プリズム、１４は結
像レンズ、１５はイメージガイドを示している。
上記光学系はライトガイド１２の出射端１２Ａに
隣接して配置された直角プリズム１３と結像レン
ズ１４の結像系によりイメージガイド１５の端面
に結像させた像を、外部の観測用光学系により観
察するものである。
記号１６〜２５は超音波内視鏡の要部を示すも
のであり、超音波振動子２は音波吸収用ダンパ材
１７とともに回転軸２０に固定されており、フレ
キシブルシヤフト１６を介して外部のモータに接
続されている。１８はオリーブ油等の超音波伝達
媒体１９と生体との音響結合用音響ケース、２１
は支持部、２２は軸受、２３は回転側信号線、２
４は固定側信号線、そして２５はスリツプリング
を示している。
のであり、超音波振動子２は音波吸収用ダンパ材
１７とともに回転軸２０に固定されており、フレ
キシブルシヤフト１６を介して外部のモータに接
続されている。１８はオリーブ油等の超音波伝達
媒体１９と生体との音響結合用音響ケース、２１
は支持部、２２は軸受、２３は回転側信号線、２
４は固定側信号線、そして２５はスリツプリング
を示している。
第２図に示した超音波内視鏡の動作は、先に第
１図に示した探触子と同様にＺ軸に垂直な面上の
断面像を得るものである。
１図に示した探触子と同様にＺ軸に垂直な面上の
断面像を得るものである。
上述の如く構成された体腔内走査用超音波探触
子（以下、単に「探触子」という）は、その先端
部を被検体の体内に挿入することにより診を行う
ものである。ここで、探触子を被検体の体内に挿
入するの際の苦痛を減少させるためには、探触子
を細径にすることが望ましい。
子（以下、単に「探触子」という）は、その先端
部を被検体の体内に挿入することにより診を行う
ものである。ここで、探触子を被検体の体内に挿
入するの際の苦痛を減少させるためには、探触子
を細径にすることが望ましい。
従来の探触子においては振動子２として円形の
平面または凹面振動子が用いられていた。従つて
探触子を細径にするためには、振動子の径を小さ
くすることが必要である。ここで問題となるの
は、超音波撮像における方位分解能は振動子の径
に反比例するため、上述の如き円形振動子の径を
小さくするとそれに応じて分解能が劣化すること
である。
平面または凹面振動子が用いられていた。従つて
探触子を細径にするためには、振動子の径を小さ
くすることが必要である。ここで問題となるの
は、超音波撮像における方位分解能は振動子の径
に反比例するため、上述の如き円形振動子の径を
小さくするとそれに応じて分解能が劣化すること
である。
また、探触子の感度は振動子の音波送受波面積
に略比例するため、円形振動子の径を小さくする
と感度が低下し、観察深度が浅くなつてしまうと
いう問題もある。なお、上記問題は、振動子の回
転軸に平行な方向、回転軸に垂直な方向の両方に
同じ程度に影響するものであるため、その影響が
無視できないものである。
に略比例するため、円形振動子の径を小さくする
と感度が低下し、観察深度が浅くなつてしまうと
いう問題もある。なお、上記問題は、振動子の回
転軸に平行な方向、回転軸に垂直な方向の両方に
同じ程度に影響するものであるため、その影響が
無視できないものである。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、従来の探触子における上
述の如き問題を解消し、断層面の厚さ方向すなわ
ち、回転軸と平行な方向の分解能を向上させると
ともに感度をも上昇させることが可能な探触子を
提供することにある。
の目的とするところは、従来の探触子における上
述の如き問題を解消し、断層面の厚さ方向すなわ
ち、回転軸と平行な方向の分解能を向上させると
ともに感度をも上昇させることが可能な探触子を
提供することにある。
本発明の上記目的は、被検体の体腔内挿入用の
プローブ内で機械的に回転する如く構成された探
触子において、回転軸と平行な方向の振動子面の
長さを前記回転軸に垂直な方向の長さより長くし
て、前記回転軸と平行な方向の分解能を向上させ
るとともに、面積増加により感度をも上昇させた
ことを特徴とする探触子によつて達成される。
プローブ内で機械的に回転する如く構成された探
触子において、回転軸と平行な方向の振動子面の
長さを前記回転軸に垂直な方向の長さより長くし
て、前記回転軸と平行な方向の分解能を向上させ
るとともに、面積増加により感度をも上昇させた
ことを特徴とする探触子によつて達成される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第３図は本発明の一実施例である探触子の要部
を示すもので、ａは側面図、ｂはａのＸ−Ｘ断面
図である。図において、２Ａは本発明による振動
子を示している。
を示すもので、ａは側面図、ｂはａのＸ−Ｘ断面
図である。図において、２Ａは本発明による振動
子を示している。
本発明による振動子２Ａは楕円形をなしてお
り、このため、参考のために示した従来の振動子
２に比較した場合、回転軸（Ｚ軸）に垂直な方向
の寸法D1は同じであるが、Ｚ軸に平行な方向の
寸法D2は著しく大きくなつている点に特徴を有
するものである。
り、このため、参考のために示した従来の振動子
２に比較した場合、回転軸（Ｚ軸）に垂直な方向
の寸法D1は同じであるが、Ｚ軸に平行な方向の
寸法D2は著しく大きくなつている点に特徴を有
するものである。
振動子２Ａは音響ケース１８内でＺ軸を中心と
して回転し、Ｚ軸に垂直なＸ方向の断面図を得る
ものである。
して回転し、Ｚ軸に垂直なＸ方向の断面図を得る
ものである。
Rayleighによれば、距離ｙにおけるＸ軸方向
の方位分解能（以下、単に「分解能」という）と
Ｚ軸方向の分解能とは、どちらも Δ＝1.22（λ／Ｄ）ｙ で与えられる。ここで、Ｄは振動子の径を示して
いる。本実施例においては、 Ｘ軸方向ではＤ＝D1 Ｚ軸方向ではＤ＝D2 であり、かつ、D1＜D2であるから、Ｘ軸方向の
分解能をΔ1，Ｚ軸方向の分解能をΔ2とすると、 Δ1＝1.22（λ／D1）ｙ Δ2＝1.22（λ／D2）ｙ となり、Δ1＞Δ2となる。
の方位分解能（以下、単に「分解能」という）と
Ｚ軸方向の分解能とは、どちらも Δ＝1.22（λ／Ｄ）ｙ で与えられる。ここで、Ｄは振動子の径を示して
いる。本実施例においては、 Ｘ軸方向ではＤ＝D1 Ｚ軸方向ではＤ＝D2 であり、かつ、D1＜D2であるから、Ｘ軸方向の
分解能をΔ1，Ｚ軸方向の分解能をΔ2とすると、 Δ1＝1.22（λ／D1）ｙ Δ2＝1.22（λ／D2）ｙ となり、Δ1＞Δ2となる。
これを従来の探触子の場合と比較すると、従来
の探触子においてはＸ軸方向、Ｚ軸方向とも Ｄ＝D1 であるから分解能は両方向ともΔ1となり、Ｘ軸
方向の分解能については変らないが、Ｚ軸方向の
分解能については、第４図に示す如く、本実施例
の方が向上している。
の探触子においてはＸ軸方向、Ｚ軸方向とも Ｄ＝D1 であるから分解能は両方向ともΔ1となり、Ｘ軸
方向の分解能については変らないが、Ｚ軸方向の
分解能については、第４図に示す如く、本実施例
の方が向上している。
第４図において、ｆ第３図ｂに示した凹面振動
子の焦点距離である。第４図から明らかな如く、
焦点の近傍では、本実施例による楕円形振動子を
用いる方が、従来の円形振動子を用いる場合に比
して、Ｚ軸方向の分解能が向上する。
子の焦点距離である。第４図から明らかな如く、
焦点の近傍では、本実施例による楕円形振動子を
用いる方が、従来の円形振動子を用いる場合に比
して、Ｚ軸方向の分解能が向上する。
また、Rayeighによれば、音圧Ｐは振動子の面
積Ｓに略比例する。そこで、送受波を同一振動子
で行えば、振動子の受ける音響エネルギーは振動
子の面積Ｓの２乗に比例して増加することにな
る。従つて、先に第３図ａに示した本実施例の楕
円形の振動子は、従来の円形の振動子に比して面
積が約（D2／D1）倍に増加するため、感度が
（D2／D1）2倍に向上する。
積Ｓに略比例する。そこで、送受波を同一振動子
で行えば、振動子の受ける音響エネルギーは振動
子の面積Ｓの２乗に比例して増加することにな
る。従つて、先に第３図ａに示した本実施例の楕
円形の振動子は、従来の円形の振動子に比して面
積が約（D2／D1）倍に増加するため、感度が
（D2／D1）2倍に向上する。
なお、上述の如く、楕円形の振動子を用いる場
合、その寸法を以下に説明する如き関係に決定す
ると最良の結果を得ることができる。すなわち、
凹面振動子の焦点距離をｆ、音響ケースの内径を
2R、振動子が音響ケース内でスムーズに回転す
るためのクリアランスをδrとしてｒ＝Ｒ−δrとし
たとき、楕円の長径D2を D2＝２√2−（−）2 とするものである。但し、 である。なお、上式は半径ｆの球と半径ｒの円筒
との共有部分を求めるものであり、ａは凹面振動
子の短径D1に対する回転軸と焦点との間の距離
に相当するものである。
合、その寸法を以下に説明する如き関係に決定す
ると最良の結果を得ることができる。すなわち、
凹面振動子の焦点距離をｆ、音響ケースの内径を
2R、振動子が音響ケース内でスムーズに回転す
るためのクリアランスをδrとしてｒ＝Ｒ−δrとし
たとき、楕円の長径D2を D2＝２√2−（−）2 とするものである。但し、 である。なお、上式は半径ｆの球と半径ｒの円筒
との共有部分を求めるものであり、ａは凹面振動
子の短径D1に対する回転軸と焦点との間の距離
に相当するものである。
上記実施例においては探触子を楕円形の振動子
で構成する例を示したが、振動子の形状はこれに
限られるものではなく、例えば、回転軸方向が長
い矩形振動子を用いても同様の結果を得ることが
可能である。また、凹面振動子の代りに、平面振
動子と音響レンズとを組合わせて用いても良いこ
とは言うまでもない。更に、リング状に分割した
複数の振動子に位相差を与えて超音波ビームを合
成し焦点を形成するような多重リング振動子を用
いても良いことも言うまでもない。
で構成する例を示したが、振動子の形状はこれに
限られるものではなく、例えば、回転軸方向が長
い矩形振動子を用いても同様の結果を得ることが
可能である。また、凹面振動子の代りに、平面振
動子と音響レンズとを組合わせて用いても良いこ
とは言うまでもない。更に、リング状に分割した
複数の振動子に位相差を与えて超音波ビームを合
成し焦点を形成するような多重リング振動子を用
いても良いことも言うまでもない。
多重リング振動子を用いる場合、楕円振動子の
分割は第５図に示す如く、各分割素子２−１〜２
−４，２−２〜２−４が同心円となるようにする
ことが望ましい。そして、上下で対応する素子、
例えば、２−２と２−２が同位相となるように送
受波信号を制御することによつて、第４図にΔ′2
で示す如く、全領域にわつてＺ軸方向の分解能が
向上するように、複数の焦点切換え（多段焦点）
を実現することができる。
分割は第５図に示す如く、各分割素子２−１〜２
−４，２−２〜２−４が同心円となるようにする
ことが望ましい。そして、上下で対応する素子、
例えば、２−２と２−２が同位相となるように送
受波信号を制御することによつて、第４図にΔ′2
で示す如く、全領域にわつてＺ軸方向の分解能が
向上するように、複数の焦点切換え（多段焦点）
を実現することができる。
以上述べた如く、本発明によれば、被検体の体
腔内挿入用のプローブ内で機械的に回転する如く
構成された探触子において、振動子面の回転軸に
平行な方向の長さを前記回転軸に垂直な方向の長
さより長くしたことにより、探触子の外径を増す
ことなしに、前記回転軸に平行な方向の分解能を
向上させるとともに感度をも上昇させることが可
能な探触子を実現できるという顕著な効果を奏す
るものである。
腔内挿入用のプローブ内で機械的に回転する如く
構成された探触子において、振動子面の回転軸に
平行な方向の長さを前記回転軸に垂直な方向の長
さより長くしたことにより、探触子の外径を増す
ことなしに、前記回転軸に平行な方向の分解能を
向上させるとともに感度をも上昇させることが可
能な探触子を実現できるという顕著な効果を奏す
るものである。
第１図は従来の体腔内超音波診断装置の要部を
示す構成図、第２図は超音波内視鏡の構成を示す
断面図、第３図ａは本発明の一実施例である探触
子の要部を示す側面図、同ｂはａのＸ−Ｘ断面
図、第４図は分解能のグラフ、第５図は多重リン
グ振動子の構成例を示す図である。 ２Ａ：振動子、１６：フレキシブルシヤフト、
１７：音波吸収用ダンパ材、１８：音響ケース、
１９：超音波伝達媒体、２７：回転軸、D1，
D2：振動子の短径、長径。
示す構成図、第２図は超音波内視鏡の構成を示す
断面図、第３図ａは本発明の一実施例である探触
子の要部を示す側面図、同ｂはａのＸ−Ｘ断面
図、第４図は分解能のグラフ、第５図は多重リン
グ振動子の構成例を示す図である。 ２Ａ：振動子、１６：フレキシブルシヤフト、
１７：音波吸収用ダンパ材、１８：音響ケース、
１９：超音波伝達媒体、２７：回転軸、D1，
D2：振動子の短径、長径。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検体の体腔内挿入用のプローブ内で機械的
に回転する如く構成された体腔内走査用超音波探
触子において、振動子面の回転軸に平行な方向の
長さを前記回転軸に垂直な方向の長さより長くし
て、前記回転軸に平行な方向の分解能を向上させ
るとともに感度をも上昇させたことを特徴とする
体腔内走査用超音波探触子。 ２ 前記振動子面の形状が楕円形であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の体腔内走査
用超音波探触子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189694A JPS6080441A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 体腔内走査用超音波探触子 |
| US06/659,672 US4572201A (en) | 1983-10-11 | 1984-10-11 | Probe for intraluminal ultrasonic scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189694A JPS6080441A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 体腔内走査用超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080441A JPS6080441A (ja) | 1985-05-08 |
| JPH0419860B2 true JPH0419860B2 (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16245619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189694A Granted JPS6080441A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | 体腔内走査用超音波探触子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4572201A (ja) |
| JP (1) | JPS6080441A (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61293439A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-24 | オリンパス光学工業株式会社 | 超音波内視鏡 |
| US5000185A (en) | 1986-02-28 | 1991-03-19 | Cardiovascular Imaging Systems, Inc. | Method for intravascular two-dimensional ultrasonography and recanalization |
| US5582178A (en) * | 1986-02-28 | 1996-12-10 | Cardiovascular Imaging Systems, Inc. | Method and apparatus for intravascular ultrasonography |
| US4928699A (en) * | 1987-05-18 | 1990-05-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic diagnosis device |
| US4955235A (en) * | 1987-07-30 | 1990-09-11 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and method for providing a combined ultrasonic and eddy current inspection of a metallic body |
| US4856337A (en) * | 1987-07-30 | 1989-08-15 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and method for providing a combined ultrasonic and eddy current inspection of a tube |
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| US4951677A (en) * | 1988-03-21 | 1990-08-28 | Prutech Research And Development Partnership Ii | Acoustic imaging catheter and the like |
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| US5201731A (en) * | 1988-03-30 | 1993-04-13 | Hakky Said I | Laser resectoscope with ultransonic imaging means |
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| US5115814A (en) * | 1989-08-18 | 1992-05-26 | Intertherapy, Inc. | Intravascular ultrasonic imaging probe and methods of using same |
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