JPH04332546A - 超音波走査ヘッド - Google Patents

超音波走査ヘッド

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JPH04332546A
JPH04332546A JP3298678A JP29867891A JPH04332546A JP H04332546 A JPH04332546 A JP H04332546A JP 3298678 A JP3298678 A JP 3298678A JP 29867891 A JP29867891 A JP 29867891A JP H04332546 A JPH04332546 A JP H04332546A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、患者の診断情報を提供
する超音波変換走査ヘッドを利用する超音波診断システ
ム、及び特に体内から超音波走査を行うために体内へ挿
入される走査ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断画像システムは、超音波画像
の作成及び、皮膚に接して設置される走査ヘッドを使用
した測定のために広く用いられている。そのような走査
ヘッドは通常、放射線医学、心臓学及び産科学により心
臓、胎児の成長もしくは腹部の様子を診察するために用
いられる。これらのシステムは、皮膚及び体内を通る超
音波エネルギーを伝え、体の内部組織から反射される超
音波のエコーを受信する走査ヘッドを制御することによ
って使用される。そのようなシステムは、体内のあらゆ
る健康状態及び疾患の迅速かつ正確な非侵襲性診断を提
供することができる。
【０００３】しかし、心臓は通常、超音波診断が困難で
あるとされる内蔵である。何故ならば、心臓は胸腔に位
置し、肋骨によって囲まれているからである。肋骨を介
しての超音波走査は、骨の構造の吸収及び反射特性のた
め実行することができない。従って、一般的に受けいら
れている臨床検査は、肋間から心臓を走査することであ
る。しかし、骨を連結する軟骨のような通常の人体構造
からの音の反射のため、肋間を通る超音波の伝送及び受
信は、時には臨床検査として用いることができない場合
がある。
【０００４】内視鏡技術の出現により、医療機器は体内
に入り込み、体外で操作することが可能となり、心臓を
超音波で走査するための新しい技術を発達させた。これ
を超音波心臓検査学（Ｔｒａｎｓｅｓｏｐｈａｇｅａｌ
　Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ）という。この技術に
よって超音波変換素子は、延長された探針の終端に配置
され、患者の口を通り食道もしくは腹部にまで達する。 胸腔内の上記位置からは、骨はもはや超音波の伝送及び
受信の自由を妨げることはない。典型的な走査ヘッドは
、体外に制御装置を備えており、臨床家は探針の終端を
操作することができ、探針終端上の変換素子を所望する
心臓の方向に操作することができる。超音波変換素子を
心臓自身に極めて接近させるこの技術は、心臓の疾患状
態の診断において最も効果をもたらす。
【０００５】越食道超音波心臓検査学の発達は、越食道
診断中の２つの型の画像、即ち縦方向及び横方向の画像
により医者が望む結果を生じた。縦方向の画像とは、心
臓の縦方向に沿って得られる断面画像であり、又横方向
の画像とは、心臓の横方向に沿って得られる断面画像を
いう。これら２つの型の画像を得るための技術は、所望
する画像を形成するように電気的に選択された変換部品
の２次元アレーを用いるか、または独立した変換素子、
即ち一つは縦方向の画像を、もう一方は横方向の画像を
調べるものを用いることである。探針の接続された超音
波画像システムの制御を通じて臨床家は、上記縦方向も
しくは横方向の２つの画像の状態を選択することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、医者は
、しばしばある方向の画像からもう一方の方向の画像に
素早く切り替えていることに気付く。更には通常の診断
を行っている医者は、越食道探針を制御するのに両腕を
必要とする。即ち、一方の腕で延長された部材を保持及
び誘導し、もう一方の腕で探針の駆動可能な端子の方向
を定める制御を操作する。従って、医者にとって越食道
診断中に、画像システムの制御を切り替えることは、し
ばしば不便なこととなる。
【０００７】
【目的】本発明は医者が、走査ヘッドの制御を中断する
ことなく走査中に画像面の方向を容易かつ迅速に切り替
えることを可能にする走査ヘッドを提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、体内からの超
音波診断情報を提供するための超音波診断走査ヘッドで
あって、超音波走査のための第１及び第２の実施モード
を備える変換手段を備え、体内に差し込むための探針手
段と、走査ヘッド使用中の体から外に配設され、上記探
針手段を操作するための操作手段と、上記走査ヘッドに
より作成された電気情報信号を処理するための器械手段
に上記走査ヘッドを接続する接続手段と、上記操作手段
の上に位置し、上記超音波走査の実施モードの選択を制
御するスイッチ手段とを備える超音波診断走査ヘッドを
提供する。
【０００９】上記課題を解決するための手段は、画像面
を確実に選択するために走査ヘッドの外部制御装置の表
面に備えられる。本発明のより好ましい実施例において
は、ロッカースイッチが制御装置の底面に設けられ、発
光インジケータが、制御装置の上面に設けられる。医者
が画像面の方向を切り替えたいと欲した場合には、ロッ
カースイッチは探針の先端上の変換素子の順方向及び逆
方向の位置に該当する横方向の画像面を選択するために
順方向に、及び縦方向の画像面を選択するために逆方向
に回転される。ロッカースイッチを回転したとき、制御
装置上の発光インジケータは、探針の軸に関して縦方向
もしくは横方向のいずれにおいても一直線のパターンを
表示する。
【００１０】
【作用】このようにして、医者は、制御装置から自分の
腕を動かさずに走査画面を切り替えることが可能となり
、また上記制御装置は常に走査画面の方向を表示する。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明に係る走査ヘッド１０の概略
斜視図である。走査ヘッドは、延長された管状探針部１
２を備える。探針部１２は、おおよそ１００ｃｍであり
、一対の超音波変換素子アレーが設置された終端部１４
で終る。探針部１２は、走査ヘッドのもう一方の終端部
でコネクタ２０と変換素子アレーを接続する電線、及び
探針の終端部１４まで延びて終端部の方向を制御するの
に用いられるステンレススチールを有する。
【００１２】探針部１２は、端子の終端部を操作するた
めの２つのコントロールノブが設けられている操作装置
１６に接続されている。コントロールノブは、探針部を
介して延びるケーブルに接続されている。ノブ３２が回
されたときには探針部の終端部１４が左右に動き、ノブ
３４が回転されたときには探針部の終端部１４が上下に
動く。操作装置１６は、電気配線を覆っているケーブル
１８により走査ヘッドを超音波診断システムに接続する
コネクタ２０へ接続されている。
【００１３】走査ヘッドの終端部１４は、図２の（ａ）
及び（ｂ）に示すように使用中に周囲の体を走査する２
つの変換素子アレー２２及び２６を備える。最も終端部
に位置する変換素子アレー２２は、図２ａに示されるよ
うに探針部の縦軸３０に対して横方向の画像面２４を走
査する。図２ｂに示されるように上記変換素子アレー２
２の後ろにある変換素子アレー２６が選択された場合に
は、探針部の縦軸３０に沿った方向の画像面２８を走査
する。２つの変換素子アレーを選択することで、臨床家
は、走査ヘッドの使用中に心臓の縦もしくは横方向の断
面領域を走査することが可能となる。
【００１４】図３は、操作装置１６の底面図である。操
作装置１６の底面には、ロッカースイッチ３６がある。 走査ヘッドの使用中、走査ヘッドの終端が操作される時
以外は、臨床家は操作装置の底面を受ける手の指を用い
て操作装置を保持する。このため、人差し指は、ある設
定を他の設定に切り替えるロッカースイッチ３６を押下
する位置にある。以下に説明されるように、走査ヘッド
は、ロッカースイッチ３６を押下することにより、横も
しくは縦方向の画像面に切り替えられる。
【００１５】図４には、操作装置１６の上面図が示され
ている。図４に示されるように数個のライト、好ましく
は発光ダイオード（ＬＥＤ）が、操作装置１６の上の面
に設置されている。３個のＬＥＤ４０ａ及び４０ｂは、
走査ヘッドの縦軸対して横直線方向に並び、ＬＥＤ４０
ｂ及び４０ｃは縦軸に対して平行に並んでいる。操作装
置が上記のように臨床家によって保持されている場合に
は、適当なＬＥＤが上記臨床家に選択した画像面の方向
を一見して知らせるように発光する。
【００１６】図５は、本発明の走査ヘッドを適用した超
音波診断システム５０を示す斜視図である。上記診断シ
ステム５０は、走査ヘッドにより提供されるエコー情報
を処理することにより形成される超音波データ及び画像
を見るため上部にモニターを備える。走査ヘッドのコネ
クタ２０は、上記システムの正面にあるジャック５２の
一方に差し込まれる。これによりシステムは、走査ヘッ
ドの為の電気的なタイミング信号及び制御信号を提供し
、モニターの下にあるシステムの正面の制御の調整を介
して返送されてくるエコー情報を処理及び表示する。
【００１７】図６は、システムジャック５２の一方への
走査ヘッドコネクタ２０の接続の詳細を示す図である。 コネクタはジャックに、即ちコネクタ内のピン（矢印Ｐ
Ｃによって示される）を、ジャック内のピン（矢印ＰＪ
によって示される）に一致させて差し込まれる。コネク
タ上のキー５４が切り替えられた時には、ジャック及び
コネクタ内のピンはジャック内の位置に固定される。
【００１８】図７及び図８は、コネクタピンＰＣを通り
超音波診断システムに作用する走査ヘッド１０の電気回
路の構成該略図である。コネクタピンＰＣは、図７の左
の垂直列及び図８のように示され、信号が各々のピンの
方式により接続される。図７の該略図の右に”Ｔｒａｎ
ｓ”と付された列は、横方向画像変換素子アレー２２の
特定端子ｅ１Ｔ，ｅ２Ｔ，〜，ｅ４７Ｔ，ｅ４８Ｔを示
している。変換素子構成要素の上記列の隣りは、”Ｌｏ
ｎｇ”と付された２番目の列が在り、縦方向画像変換素
子アレー２６の特定端子ｅ１Ｌ，ｅ２Ｌ，〜，ｅ４７Ｌ
，ｅ４８Ｌを示している。 各変換素子アレー及び走査ヘッドの終端部での上記各変
換素子アレーの接続面には、サーミスタＴＨＬ及びＴＨ
Ｔがあり、それぞれが操作中のアレーの温度を感知する
。 アレーの素子及びサーミスタは、探針部１２、操作装置
１６及びケーブル１８を通る同軸ケーブルにより図７の
該略図に示される残りの電気部品に接続されており、こ
れらはコネクタ２０内部に配設されている。
【００１９】コネクタ２０は、診断システム５０により
制御される幾つかのリレーが取り付けられている２つの
プリント基板を物理的に配設する。より好ましい実施例
のプリント基板には、横方向アレーの４８個の素子もし
くは縦方向アレーの４８個の素子のいずれかを診断シス
テム５０に接続するのに用いられる２４個のパルスリレ
ー６１，６３，…６５，６７が取り付けられている。も
う一つのパルスリレー６９は、アレーのサーミスタＴＨ
Ｌ及びＴＨＴ間を切り替える。図７に示されるように、
各パルスリレーは２つの単極、即ちリレーコイルＣ１及
びＣ２の制御により切り替えられる双投スイッチを備え
る。各リレーコイルの片方の端子全ては、電線６２に接
続され、信号ＶＣによって制御される。リレーコイルＣ
１のもう一端は、電線６４が接続されており、信号ＶＡ
によって制御される。リレーコイルＣ２のもう一端は、
電線６６が接続されており、信号ＶＢによって制御され
る。
【００２０】図８は、ロッカースイッチ３６及び操作装
置のＬＥＤの電気的接続概略図を示す。上記ロッカース
イッチ３６は、二極、即ち３６ａ及び３６ｂで示される
双投スイッチを備える。３６ａに接続されるスイッチが
、図に示されるように切り替えられた場合には、ＬＥＤ
４０ａが、ロッカースイッチにより点灯される。３６ａ
に接続されるスイッチが、もう一方の位置に切り替えら
れた場合には、ＬＥＤ４０ｃが、発光する。ＬＥＤ４０
ｂは走査ヘッドが診断システム５０により使用される場
合には常に発光される。上記スイッチ機構のもう一方の
接点３６ｂが、図示された位置に在る場合には、正の信
号Ｔ／Ｌが診断システム５０に入力され、もう一方の位
置に在る場合には、負の接地レベル信号Ｔ／Ｌが診断シ
ステム５０に入力される。
【００２１】図９は、図７及び図８に示される信号に作
用する超音波診断システム５０の各部分のブロック図で
ある。図の左側には、システムジャック５２のピンＰＪ
が示される。Ｔ／Ｌ変換素子アレーの選択信号及びサー
ミスタ信号ＴＨＥＲＭは、処理／制御部７０に入力され
る。これらの信号は、上記処理／制御部７０により標本
化されて走査ヘッドの要求画像面の方向の表示及び変換
素子アレーの過熱状態の表示を行なう。処理／制御部７
０は、ビーム形成装置７２を制御して励起パルスを送信
し、選択された変換素子アレーの各々の独立した変換素
子構成要素からエコー情報を受信する。受信されたエコ
ー情報はビーム形成装置７２から更に処理そて最終的に
画像ディスプレイ７４上に表示する為に処理／制御装置
７０に伝送される。更に処理／制御部７０は、Ｔ／Ｌ変
換素子アレー選択信号の状態を切り替えに対応して走査
ヘッドに適当な電圧信号ＶＡ、ＶＢ及び／もしくはＶＣ
を送信する電圧発生器７６を制御する。
【００２２】超音波診断システム５０もしくは本発明に
係る走査ヘッドの操作は、図７、図８及び図９を同時に
参照することにより理解される。走査ヘッドがシステム
ジャックに接続され、走査ヘッドが選択された時には、
システムは変換素子アレー選択信号Ｔ／Ｌの状態を調べ
る。もしロッカースイッチ３６が、その順方向にセット
されたなら、先端に在る変換素子アレーは、横方向の画
像が選択される。スイッチの３６ａ及び３６ｂへの接続
は、図に示すようにセットさる。接点３６ａはＬＥＤ４
０ａを発光して、ＬＥＤ４０ｂと共に操作装置を横切る
横方向の模様を表示する。処理／制御装置７０による接
点３６ｂからの正のＴ／Ｌ信号の検出は、結果的にパル
ス信号ＶＡ及びＶＣを発生させる。これらのパルス信号
はパルスリレーコイルＣ１に入力され、図７に示される
スイッチ位置にリレーをセットする。パルスリレーはこ
れににより横方向の画像アレーの４８個の素子ｅ１Ｔ〜
ｅ４８Ｔ及びそのサーミスタＴＨＴをシステムビーム形
成装置へ接続する。超音波診断システムはこの時、横方
向の走査ヘッド変換素子２２を構成し、ディスプレイ７
４上の受信されたエコー情報を表示する。
【００２３】もし臨床家が、診断中に縦方向の走査モー
ドに切り替えたいと望んだ場合には、彼はロッカースイ
ッチを単に手前に引ばよい。その時にスイッチ接点３６
ａ及び３６ｂが、切り替えられる。接点３６ａは、制御
装置の上にＬＥＤ４０ｃを発光し、ＬＥＤ４０ｂと共に
操作装置に沿った縦方向の模様を表示する。ここで接点
３６ｂは、接地レベルのＴ／Ｌ信号を診断システムに入
力する。
【００２４】処理／制御装置は、約５０ミリセカンド毎
にビームを形成することによりＴ／Ｌ信号の新しい状態
に応ずる。これは、リレーをリセットする期間中パルス
リレーへの励起信号の伝搬を防ぐ。処理／制御装置７０
は、パルスリレーコイルＣ２に入力されるパルス信号Ｖ
Ｂ及びＶＣを発生する。これらのパルス信号はリレーを
逆位置に設定し、これにより素子ｅ１Ｌ〜ｅ４８Ｌ及び
横方向のアレーのサーミスタＴＨＬをビーム形成器に接
続する。ここでシステムと、走査ヘッドは、変換素子ア
レー２６を用いて横方向の画面を走査し表示する。
【００２５】臨床家をより一層助けるため、走査画面が
切り替えられた時に、処理／制御装置がイメージディス
プレイ７４上にテキストメッセージも表示する。例えば
、一度画像面が横方向から縦方向の画像面に切り替えら
れた場合には、システムは数秒間”横方向画像モード”
といったメッセージを表示する。このようにして選択さ
れた画像面は、臨床家に対して２つの方法で、即ちイメ
ージ画像上では周期的に、また走査ヘッド自体のＬＥＤ
の表示により視覚的に確認される。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、医者は、超音波診断を行
なう際に制御装置から手を放さずに走査画面を切り替え
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　本発明による２つの直交画面を走査する走
査ヘッドを示す図である。
【図２】　　図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示さ
れる走査ヘッドにより走査される画面を示す図である。
【図３】　　図１に示される走査ヘッドの制御装置の底
面図である。
【図４】　　図１に示される走査ヘッドの制御装置の上
面図である。
【図５】　　図１乃至図４に示される走査ヘッドを備え
る超音波診断システムの実施様態を示す図である。
【図６】　　図１乃至図４に示される走査ヘッドを備え
る超音波診断システムの実施様態を示す図である。
【図７】　　図１乃至図４に示される走査ヘッドの電気
回路の概略図である。
【図８】　　図１乃至図４に示される走査ヘッドの電気
回路の概略図である。
【図９】　　図５及び図６の超音波診断システムの一部
のブロック図であり、図７及び図８の電気回路を備える
インターフェースである。
【符号の説明】
１０…走査ヘッド １２…探針 １６…操作装置 １８…ケーブル ２０…コネクタ ３２，３４…コントロールノブ ３６…ロッカースイッチ ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…ＬＥＤ ５０…超音波診断システム ５２…システムジャック。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　体内からの超音波診断情報を提供する
    ための超音波診断走査ヘッドであって、超音波走査のた
    めの第１及び第２の実施モードを備える変換手段を備え
    、体内に差し込むための探針手段と、走査ヘッド使用中
    の体から外に配設され、上記探針手段を操作するための
    操作手段と、上記走査ヘッドにより作成された電気情報
    信号を処理するための器械手段に上記走査ヘッドを接続
    する接続手段と、上記操作手段の上に位置し、上記超音
    波走査の実施モードの選択を制御するスイッチ手段とを
    備える超音波診断走査ヘッド。
  2. 【請求項２】　　請求項１記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記実施モードが、上記探針手段に関して第
    １及び第２の走査画面の方向を備え、上記スイッチ手段
    が、上記走査画面の方向の選択を制御する手段を備える
    超音波診断走査ヘッド。
  3. 【請求項３】　　請求項２記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記接続手段が、上記器械手段のために提供
    された走査画面に関する超音波情報の出力を備え、上記
    スイッチ手段が、使用者が制御するスイッチ及び上記ス
    イッチの設定に応答して上記変換手段と上記接続手段間
    の選択走査画面に関する超音波情報を選択的に接続する
    ための電子スイッチ手段とを備える超音波走査ヘッド。
  4. 【請求項４】　　請求項３記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記電子スイッチ手段が、上記接続手段の一
    部として構成され、上記接続手段の出力と接続されてい
    る超音波診断走査ヘッド。
  5. 【請求項５】　　請求項４記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記探針手段が、上記第１及び第２の走査画
    面方向内を操作するための複数の変換素子を備え、上記
    電子スイッチ手段が、上記変換素子及び上記接続手段の
    出力と接続された複数のリレーを備える超音波診断走査
    ヘッド。
  6. 【請求項６】　　体内からの超音波診断情報を提供する
    ための超音波診断走査ヘッドであって、２つの選択可能
    な走査画面方向の一方で走査するための変換手段を備え
    、体内に差し込むための探針手段と、走査ヘッド使用中
    の体から外に位置され、上記探針手段を操作するための
    操作手段と、上記変換手段により生成された電気情報信
    号を処理するための器械手段に上記走査ヘッドを接続す
    る手段と、上記器械手段の上に位置して上記走査画面方
    向の選択を制御するためのスイッチ手段とを備える超音
    波診断走査ヘッド。
  7. 【請求項７】　　請求項６記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記スイッチ手段に接続され、上記操作手段
    上に位置し、選択走査画面方向を表示する画像表示手段
    をさらに備える超音波診断走査ヘッド。
  8. 【請求項８】　　請求項７記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記接続手段が、上記器械手段のために提供
    された走査画面に関する超音波情報の出力を備え、上記
    スイッチ手段が、使用者が制御するスイッチ及び上記ス
    イッチの設定に応答して上記変換手段と上記接続手段間
    の選択走査画面に関する超音波情報を選択的に接続する
    ための電子スイッチ手段とを備える超音波走査ヘッド。
  9. 【請求項９】　　請求項８記載の超音波診断走査ヘッド
    であって、上記電子スイッチ手段が、上記接続手段の一
    部として構成され、上記接続手段の出力と接続されてい
    る超音波診断走査ヘッド。
  10. 【請求項１０】　　体内からの超音波診断情報を提供す
    るための超音波診断システムであって、走査ヘッドは、
    ２つの選択可能な走査画面方向の一方で走査するために
    体内に差し込む探針手段と、上記探針手段を操作するた
    めに走査ヘッドの使用中の体外に位置された操作手段と
    、上記走査ヘッドと制御システムとを接続するための接
    続手段と、上記操作手段の上に位置して上記走査画面方
    向の選択を制御するためのスイッチ手段とを備え、上記
    走査ヘッド接続手段と接続するための手段を備え、上記
    走査ヘッドの実施を制御し、選択走査画面方向の画像を
    生成する処理及び制御システムを備える超音波診断シス
    テム。
  11. 【請求項１１】　　請求項１０記載の超音波診断システ
    ムであって、上記実施及び制御システムが、予め定めた
    時間だけ上記走査ヘッドの作動を禁止するための上記ス
    イッチ手段の状態の切換に応答する超音波診断システム
    。
  12. 【請求項１２】　　請求項１０記載の超音波診断システ
    ムであって、上記探針手段が、超音波エネルギーを伝送
    及び／もしくは受信するための変換手段を備え、上記走
    査ヘッドがさらに、上記変換手段を上記走査ヘッド接続
    手段に選択的に接続するリレー手段を備え、上記超音波
    診断システムが、上記スイッチ手段の状態に応じて上記
    リレー手段を励起する手段を備える超音波診断システム
    。
  13. 【請求項１３】　　請求項１０記載の超音波診断システ
    ムであって、上記処理及び制御システムがさらに、上記
    スイッチ手段の状態に応じて上記画像の選択走査画像方
    向を表示する表示手段を備える超音波診断システム。
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