JPH0467854A - 超音波撮像装置 - Google Patents

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】

本発明は、電子走査方式の超音波診断装置並びに超音波
撮像装置に関し、特にその電子走査方式

【従来の技術】

従来、超音波探触子の電気音響変換部を構成する超音波
振動子を２次元に分割し、３次元の撮像を行う手法にお
いては、多数２次元配列したそれぞれの超音波振動子に
対して独立した電極を形成し配線する方法が取られてい
た。しかし、この方法は振動子数が増すにつれ実裟が困
難になる問題がある。この問題を解決するため、電歪材
料板の両主面に互いに交差する短冊状の電極配列を設け
て超音波探触子の振動子とする方法が特開昭６２〜８４
６９７号に開示されている。従来、振動子材料として広
く用いられている圧電材料は、超音波受波による機械的
変位により電圧を発生する性質を利用して超音波探触子
の電気音響変換部に用いられている。これに対し、電歪
材料はバイアス電界下でのみ機械的変位により電圧の変
動が生じる性質を有する。また、バイアス電界の強度に
より電気機械結合係数が大きく変化するため、電歪材料
はバイアス電界により電気音響変換効率が制御できる圧
電材料とみなすこともできる。この電歪材料の平板の主
面に第５図（ａ）のように、互いに直交ないしある角度
で交差する短冊状の電極配列Ａ、Ｂを設は振動子を構成
した場合には、各主面より選択した電極間にバイアス電
界を加えることにより、（ｂ）のように電極交差部分の
電歪材料が振動素子として選択され、電極間の電圧変動
として超音波受信時の電気音響変換を行うことができる
。しかし、この手法では電極配列Ａ、Ｈのどちらか一方
を用いて電子的フォーカシングを行いながら超音波ビー
ムの収束を行い、電子走査をリアルタイムで行うことは
可能であるが、面電極配列方向同時に電子的フォーカシ
ングを行った電子走査を行うことは困難である。

【発明が解決しようとする課題１ 上記従来技術は、交差型の電極配列を備えた電歪材料振
動子を電気音響変換部に用いた超音波探触子の動作原理
あるいは探触子の基本的構成についてのみ開示されてお
り、両主面の電極配列の両方を同時に電子的フォーカシ
ングに用いてリアルタイムで撮像することが困難である
事情を踏まえた３次元超音波撮像方式については配慮が
されておらず、該超音波探触子を備える３次元撮像が可
能な超音波診断装置あるいは超音波撮像装置は実現出来
なかった。 本発明の目的は交差型の電極を設けた電歪材料を電気音
響変換部に用いた超音波探触子を用いて、３次元の立体
撮像が可能な超音波診断装置あるいは超音波撮像装置の
撮像方式を提供することにある。 本発明の他の目的は、上記診断装置あるいは撮像装置の
電子走査方式を提供することにある。 本発明の他の目的は、上記撮像方式の診断装置あるいは
撮像装置を提供することにある。 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために本発明では、交差型の電極配
列を備えた電歪材料の板の両主面の互いに交差する電極
配列Ａ、Ｂのうちの一方の電極配列Ａには各電極にバイ
アス電圧を選択的に印加する走査手段を接続し、他方の
電極配列Ｂには超音波ビームの電子的収束機能およ走査
機能を有する超音波送受信手段を接続し、上記超音波送
受信手段では電極配列Ｂのうちの複数電極を用いた送受
信を、いわゆる電子リニア走査もしくは電子セクタ走査
を行いながら繰り返し実施し、上記走査手段では上記超
音波送受信手段による電極選択の数より少ない数の電極
へのバイアス電圧印加により振動子の圧電性誘起部分を
小口径に絞ってこれを電極配列Ａの配列方向で順次走査
する構成とし、さらに上記電子リニア走査もしくは電子
セクタ走査の走査位置ごとに上記走査手段の複数回分の
走査位置での超音波受波信号を記憶手段に加算しながら
記憶することにより電極配列Ａの配列方向での開口合成
を行って３次元撮像を行う構成とした点に特徴がある。 更に具体的には、上記超音波送受信手段は電極配列Ａの
全てもしくは一部の電極を用いて各回の送信および受信
を行い、その送信および受信信号に所定の遅延時間分布
を施して送波および受波ビームを収束させるものであり
、かつ１回の送信後の受信期間中に受信信号の遅延時間
分布を順次変更して受波ビームの収束点をビーム深さ方
向に移動する手段を含む。

【作用】

上記の構成によれば、電極配列Ｂのうちのある部分が超
音波送受信手段により選択されても、電極配列Ａのうち
走査手段により選択されてバイアス電圧が印加された部
分と対向する領域のみ電歪材料に圧電活性が生じる。こ
のため、電極配列Ａの配列方向には指向性が弱い、つま
りこの方向に扇形に拡がった超音波ビームの送受波が行
われる。 したがって、ある時点で得られるエコー信号強度は、超
音波送受信手段により選択される断面上にあり、かつバ
イアス電圧が印加された電極の中央を中心点とする円弧
上にある点からの反射に対応する。そこで、この断層面
に対応付けられた記憶エリアの円弧上の各点に受信信号
の各時点でのエコー信号強度を記憶し、さらに上記走査
手段による複数回分の走査位置での受信信号を加算しな
がら記憶するという開口合成処理を行うことにより１枚
の断層像が得られる。この動作が、超音波送受信手段に
よる電極配列Ｂの配列方向の電子リニアもしくは電子セ
クタ走査の走査位置ごとに行われるため、複数断層面の
撮像、つまり３次元撮像が行われる。 電極配列Ａの配列方向の走査を優先して行えば、つまり
電極配列Ｂの配列方向のビーム走査を固定したまま走査
手段により圧電活性発生領域を走査して送受信を繰り返
し、これを電極配列Ｂの配列方向のビーム走査位置ごと
に繰り返せば、一つの断層像がまず完成し、他の断層像
はこれに引き続き順次完成する。一方、電極配列Ｂの配
列方向の走査を優先して行えば、つまり走査手段による
圧電活性発生領域の走査を固定したまま電極配列Ｂの配
列方向のビーム走査を行って送受信を繰り返し、これを
圧電活性発生領域の走査位置ごとに繰り返せば、全ての
断層像が並行して徐々に完成する。 さらに、上記した受波ビームの収束点の移動手段を含む
構成によれば、常に焦域近傍の反射点からの受信信号を
開口合成することができる。よって、各断層像の断層面
と垂直方向の分解能が向上し、各像の画質が向上すると
共に、像完成後にこの垂直方向の断層像を抽出しても十
分な画質の像が得られる。これに替えて、送波ビーム、
受波ビームともに収束点を変更して送受信を深度ゾーン
ごとに繰り返す方式も考えられるが、上記した垂直方向
分解能と撮像時間とがトレード・オフの関係になる。し
たがって、実用的な撮像時間により十分な画質の像を得
ると言う点で上記した収束点の移動手段を採用するのが
好ましい。

【実施例】

次に本発明の詳細な説明する。 第５図（ａ）に示すように、電歪磁器組成物（例えばＰ
ｂ（Ｍｇよ、、Ｎｂ２．、）Ｏ，−ＰｂＴｉＯ，系固溶
体セラミクスなどの緩和型強誘電体において、強誘電体
への相転移温度が比較的室温の付近にある組成物など）
の矩形板あるいは、その矩形板を縦横に多数に分割して
間を樹脂などで充填した複合材料を厚み方向の共振周波
数が放射あるいは受波する超音波の周波数に相当するよ
うに加工して電歪振動子１とする。この矩形板の各主面
にそれぞれ複数の短冊状に分割された電極配列Ａ、Ｂを
形成する。電極は例えば銀の焼き付けや銅、ニッケルな
どの無電解鍍金により形成しても良い。 両主面に形成された電極配列Ａ、Ｂは、互いの面上の電
極分割方向が直交するように形成されている。このよう
な振動子において、電極配列Ａと直流バイアス電圧発生
回路をスイッチ走査回路で接続し、電極配列Ｂと送信及
び受信回路を他のスイッチ走査回路で接続する。各スイ
ッチ走査回路で、それぞれが接続されている電極配列か
ら第５図（ｂ）に示すように、電極Ａ　ｘ　ｇ　Ｂ　、
）を選択してそれぞれ直流バイアス電圧発生回路または
送受信回路と接続状態にすれば、電極交差部分は圧電性
を誘起する直流バイアス電界が加えられしかも送受信回
路と接続されるので、選択的に超音波の送受信が可能に
なる。 第６図（ａ）は、本発明における超音波探触子の外観を
表している。超音波の送受信を行う頭部は保護膜１２で
覆われ、筐体１４には手で取り扱いやすいように凹凸が
設けである。また、背面は撮像装置本体と接続するため
の信号線ケーブルが出ている。第６図（ｂ）は、超音波
探触子頭部の解剖図である。互いに交差する短冊型の電
極配列Ａ、Ｂを設けた電歪材料振動子１は、背面制動材
１３の上に接着され、側面に電極端子配列ＡＬ。 ＢＬが設けられている。これらは、それぞれのスイッチ
走査回路とフレキシブルプリント配線板等により接続さ
れる。 第１図は、本発明における超音波探触子の動作について
の概念図である。電歪振動子１の一方の主面に設けられ
た短冊状電極配列Ａはスイッチ走査回路２により直流バ
イアス回路３と接続されるか、あるいは接地される。ま
た、他の主面の短冊状電極配列Ｂの各電極は別のマトリ
クス状のスイッチ走査回路４に接続されており、４にて
選択された所定の数の一連の電極は遅延回路５を通して
、送信回路６および受信回路７に接続される。二二で遅
延回路５は選択される各電極に連なる信号線毎（ただし
図示の例では選択される電極群の中央のものを中心に対
称位置の電極に共通接続される信号線毎）に挿入された
可変遅延素子５１と、記憶された遅延時間分布データを
読み出して各可変遅延素子の遅延時間を制御するフォー
カス制御器５２を含む、この構成により、超音波パルス
の送波の際には送信回路６の発生する送波パルスに対し
て遅延時間分布を与えて各電極に分配し、超音波パルス
を放射した空間内の所望の領域に収束させる。また超音
波エコーの受信時には各電極からの受信信号に遅延時間
分布を与えて加え合わせ、受信回路７に伝達することに
より受信信号を空間内の所望の領域からのエコーの受信
信号となるようにする。つまり遅延回路５はｙ方向の電
子的フォーカシングを行う、さらに図示の例では受信時
に遅延時間分布を変更してダイナミックフォーカシング
が行えるようにされている。送信回路、受信回路、遅延
回路の接続は、図示しである構成に限らず、例えば受信
回路７を複数にして、スイッチ走査回路４の各端子と遅
延回路５の各端子の接続点のそれぞれに接続した構成に
してもよい。また、例えば送信回路６を複数にして直接
スイッチ走査回路４の各端子に接続し、各送信回路がト
リガ入力により送波パルスを出力するようにして、各送
信回路へのトリガー信号に遅延時間分布をつけた構成で
もよい。 このような構成のもと、超音波ビームの走査開始時点で
は、直流バイアス回路３が接続されたスイッチ走査回路
２により電極配列Ａの中から最端部の電極Ａ１が選択さ
れ、バイアス電圧が印加される。また、同時にスイッチ
走査回路４のマトリクスのうち丸印で示した一連の交点
が接続される。 この状態において、スイッチ走査回路２で選択された電
極Ａ工とスイッチ走査回路４で選択された電極配列Ｂの
一連の電極との交差部分がバイアス電界により誘起され
て圧電性を持つようになり電気−超音波変換器として機
能するようになる。送波パルス信号を送信回路６より出
力したのち、遅延回路５により遅延時間分布をつけ、ス
イッチ走査回路４を経て電極配列Ｂのうちの一連の電極
に対して出力する。このとき遅延回路５では、スイッチ
走査回路４が電極配列Ｂから部分的に選択する一連の電
極の配列に対して、その中心にある電極に出力される信
号には最も長い遅延時間で、両端に近い電極はど短い遅
延時間のある遅延時間分布が選ばれる。振動子として電
極配列Ａ、Ｂより選択した交差部分が励振され、超音波
パルスが放射される瞬間の波面を第１図のＸ方向から見
た形状は、送波パルスの遅延時間分布によって決められ
た。ある焦点距離を半径とする円弧になる。これにより
、超音波ビームをＸ方向から見た形状は、振動子の励振
部分の中心から、ある焦点距離に対して収束するものと
なる。また、電極配列Ａの各電極は配列方向の幅が十分
狭いので、Ｘ方向からみた超音波ビームの形状は、振動
子の指向性が小さいために扇形になる。したがって、Ｘ
方向から見た超音波ビームの収束点は第１図にａｌに示
したようにＸ方向から見ると遅延回路５で決められた焦
点距離を半径とする円弧上に存在する。この送波に引き
続くエコーの受信期間中に同じ遅延時間分布が各電極の
受信信号にかけられれば、受信回路７に入力する受信信
号は第１図に円弧ａ１と破線とで示される扇形の受信ビ
ームパターン内の反射点からのエコーを示す。そこで記
憶回路上に一つの断層面の全信号値を保持するのに十分
な２次元の記憶空間を設け、選択された電極配列Ｂの中
央の電極を通る断面にこれを対応させ、受信回路７から
得る受信データの各時点の値をそれぞれ電極Ａ１に対応
する位置を中心とする同心円の円弧上に展開して保持す
る。ただし、送波繰返しの回数増加を避けて断面と垂直
の方向（Ｘ方向）の分解能を高めるため１回の送波後の
受信期間中に遅延時間分布を複数段階に順次変更して受
波ビームの収束点の位置をビーム深さ方向に移動させ、
もって受信データの各時点の値は常にＸ方向収束の焦域
内もしくはその近傍からのエコーを示すようにする。 こうした一連の超音波送受信の動作はスイッチ走査回路
２で電極配列Ａ内の電極選択を順次切り替えるごとに繰
り返し行われる。受信回路７からの受信データの上述の
ような記憶空間への保持は常に選択された電極に対応す
る位置を中心とする同心円の円弧上に展開して行われ、
かつ記憶空間の各アドレスにそれ迄保持されていた値に
新たなデータを加算しながら保持する。つまりＸ方向へ
の圧電活性領域すなわち送受波開口がシフトする毎に開
口合成法により受信データが加算保持される１例えば被
検体内に第１図のＣに示す位置に反射源があると、電極
Ａ工の選択による送受波では記憶空間上で円弧ａ工に相
当する位置に大きな値が加算保持され、電極ＡＪの選択
による送受波では記憶空間上で円弧ａＪに相当する位置
に大きな値が加算保持される。このような加算保持の繰
返しにより記憶空間内において反射源Ｃに対応する点の
データの値が大きく成る。このようにして電極配列Ａの
全ての電極の順次選択による送受波およびデータ加算保
持の繰返しが終了すると、断層面の撮像領域内の全ての
反射源の位置にて記憶空間上でデータは強め合い、一つ
の断層像情報が得られる。 さらに、このような開口合成法によって一つの断層像を
得る走査を、スイッチ走査回路４を切り替えて繰り返す
。すなわちスイッチ走査回路４の交点のうち三角形で示
した一連の交点を接続し、その他は開放することにより
、電極配列Ｂのうちの選択部分は走査方向に一つ移動し
て接続される。 記憶装置の別の記憶空間を用いて上述の開口合成法の動
作を繰返し、これをスイッチ走査回路４の切り換え毎に
繰り返せば連続した複数の断層面の撮像、つまり３次元
撮像が行われる。 第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の振動子を。 それぞれＸ方向およびＸ方向から見た側面図である。（
ｂ）に示す電極配列ＡのうちＡ、に直流バイアス電圧を
加え、その他のバイアス電極は接地されている。また、
（ａ）では電極配列Ｂの一部の電極Ｂ工〜Ｂ７に対し送
信回路、受信回路、遅延回路がスイッチ走査回路により
接続されている。 被検体内のある部分に対して超音波パルスが収束するよ
うに、Ｂ工〜Ｂ７に対し遅延時間分布を持たせて励振パ
ルスを加えて超音波パルスを送信する。 その後、遅延回路および受信回路でエコー信号の整相お
よび加算すなわち電子フォーカスを行う。 破線は受信時において電子フォーカスにより、焦点が振
動子の振動面に対して被検体内の遠い所の焦点Ｒ１から
近い所の焦点Ｒ１八と変化する様子を振動子の主面に垂
直で電極Ａ１の長さ方向に沿った平面内で見たものであ
る。この様子を、電極配列Ｂの配列方向から見たものを
（ｂ）に示す。電子フォーカスの焦点は電極配列Ａの電
極の幅が小さいために（ｂ）では無指向性になり、Ｒ１
，Ｒ，。 Ｒ１は電極Ａ１を中心とした円弧になる。バイアス電圧
を印加する電極をＡ１、Ａ、、Ａ、、　　・・、Ａ□。 ・・、Ａイと順次移動しながら受信信号強度を記憶空間
上に開口合成することにより一つの断層像が得られ、（
、）に示すように電極配列Ｂの中から同時に選択する電
極をＢｉ〜Ｂ、÷７ｔ　Ｂｉヤ、〜Ｂｉａｓｓ　・・と
じて順次移動すれば複数の断層像が走査されて３次元撮
像が行われる。（ｂ）において、電極Ａ１の幅が小さい
場合には、指向性が無指向性に近づくために超音波パル
スの収束域は円弧状になるが、実際には電極の幅が小さ
い場合には超音波の放射強度が減少し、減衰の大きな被
検体の撮像では不都合が生じる。そのため、バイアス電
圧を電極配列Ａのうちの複数の電極に同時に印加し、超
音波の放射強度を増す方法が考えられる。このような場
合においては、（ｂ）における超音波パルスの収束域の
形状は、指向性が顕著になるためもはや円弧状ではなく
なるが、この場合には指向性関数を考慮して受信信号を
記憶空間上に展開して加算保持することにより、同様に
断層像の開口合成ができる。このような走査により得ら
れる被検体内の撮像領域は、（ａ）の方向より見ると矩
形であるが、（ｂ）の方向から見た領域は開口合成でど
のような領域まで受信信号を展開するかに依存する。従
って、その領域を矩形の領域にすることも、また扇型の
領域にすることも可能である。なお、送信時あるいは受
信を同時に行う信号電極の数及び、同時に直流バイアス
電圧を加えるバイアス電極の数は本実施例に限らない。 ただし、断層像の厚さ方向（第１図、Ｘ方向）にある程
度の分解能を得、断層像内の関口合成を有効に行うため
には同時に送信あるいは受信を行う信号電極の選択数を
バイアス電極の選択数より多くし、長方形の送受開口に
て送受波を行う必要がある。 また、同時に電極配列Ｂから選択する電極の数を超音波
の受信時に順次変更して、第１図のＸ方向で見た振動部
分の口径を変化させ、焦点が振動子の面より遠い部分の
受信には大きな口径を、また近い部分からの受信には小
さな口径を設定し、分解能を改善することも可能である
。また、探触子と被検体内の深さに関係させて、超音波
の送信および受信を複数回に分けて行い、それぞれの送
信時あるいは受信時の信号電極数（口径の大きさ）を固
定あるいは動的に変化させて分解能を改善することも可
能である。 一方、一つの断層像を開口合成するのにバイアス電圧を
加える電極をスイッチ走査回路で選択する順序および断
層像を複数走査する場合に電極配列Ｂをスイッチ走査す
る順序は如何なるものであっても良いことは自明である
。 上述の例において電極配列Ｂの配列方向の超音波の走査
手段は、従来の一次元配列の短冊型振動子を用いた超音
波探触子におけるリニア型電子走査に相当する。一方、
上述の例において、電極配列Ｂの配列方向の超音波の走
査手段を従来の一次元配列の短冊型振動子を用いた超音
波探触子におけるセクター型電子走査に相当させて行う
ことも可能である。 第３図（、）、（ｂ）は第１図の振動子を、セクター型
電子走査に相当させて行う場合に、それぞれＸ方向およ
びＸ方向から見た側面図である。 第２図のリニア型の場合と同様に、（ｂ）に示す電極配
列ＡのうちＡ、に直流バイアス電圧を加え、その他のバ
イアス電極は接地される。また、（ａ）では電極配列Ｂ
の全ての電極Ｂ□〜Ｂ１に対し送信回路、受信回路、遅
延回路が接続される。探触子の振動子面から被検体内の
扇状走査領域のある部分に対して超音波パルスが収束す
るように、Ｂｉ〜Ｂ、に対し遅延時間分布を持たせて励
振パルスを加える。その後、遅延回路および受信回路で
エコー信号の整相および加算すなわち電子フォーカスを
行う、破線は受信時において電子フォーカスにより、焦
点が振動子の振動面に対して被検体内の遠い所の焦点Ｓ
工から近い所の焦点Ｓ□へと変化する様子を振動子の主
面に垂直で電極Ａｉの長さ方向に沿った平面内で見たも
のである。（ｂ）はこの様子を、電極配列Ｂの配列方向
から見たものである。第２図のリニア型の場合と同じよ
うに、電子フォーカスの焦点は電極配列Ａの電極の幅が
小さい場合は（ｂ）のように無指向性になり、Ｓ工、Ｓ
よ、Ｓ□は電極Ａ、を中心とした円弧になり。 開口合成により一つの断層像が得られる。また、バイア
ス電圧を電極配列Ａのうちの複数の電極に同時に印加し
、超音波の放射強度を増す方法でも、指向性関数を考慮
して受信信号を記憶空間上に展開して加算保持すること
により、同様の断層像の開口合成ができる事は言うまで
もない。バイアス電圧を印加する電極をＡｉ、Ａ２、Ａ
１．・・ＩＡ＋。 ・・ＨＡｎと順次移動しながら受信信号強度を記憶空間
上に開口合成することにより、電極配列Ｂの各電極の長
手方向に広がり、振動子の音波放射面とある角度を成し
た一つの断層面の像が得られ、（、）に示すように遅延
時間分布を変えることにより順次その角度を変化させれ
ば、複数の断層像が走査されて３次元撮像が行われる。 この場合に撮像される被検体内の領域は、（ａ）の方向
から見ると扇型であるが、（ｂ）の方向から見た領域は
、リニア型に相当する走査の場合と同様に、矩形にも扇
型にもできる。なお、このセクター型の走査においても
、送信時あるいは受信を同時に行う信号電極の数及び、
同時に直流バイアス電圧を加えるバイアス電極の数は本
実施例の場合に限らず任意であることは言うまでもない
。また、一つの断層像を開口合成するのにバイアス電圧
を加える電極をスイッチ走査回路で選択する順序および
断層像を複数走査する場合に与える遅延時間分布の順序
は如何なるものであっても良い。 第４図は本発明の超音波撮像装置の実施例の全体構成を
示すブロック図である。互いに交差する電極配列Ａ工〜
Ａｎ、Ｂ工〜Ｂ、を備えた電歪振動子１には、スイッチ
走査回路２を介してバイアス回路３が、マトリクス型の
スイッチ走査回路４を介して遅延回路５およびそれに接
続される送信回路６および受信回路７が接続される。基
準信号発生器９１に従い、制御回路９２は、スイッチ走
査回路２によりバイアス電圧を印加する電極を電極配列
Ｂ□〜Ｂ、から選択し、バイアス電圧により電歪振動子
１の圧電性を誘起する部分を充電する。そのあと、送信
回路６は励振パルス電圧を発生し、制御回路９２により
設定された遅延回路５及びスイッチ走査回路４を介して
電極配列Ｂ工〜Ｂ、のうち選択された一連の電極に印加
する。これにより送信された超音波パルスのエコーは再
び同じ電歪振動子の圧電性誘起部分で受信され、受信信
号としてスイッチ走査回路４を介して遅延回路５の入力
となり、電子フォーカスによる整相加算を受けて受信回
路７の入力となる。受信回路７で増幅された出力は信号
処理回路８１によりその値を記憶回路８２上の記憶空間
に順次加算保持しながら展開する。制御回路９２はバイ
アス電圧印加側のスイッチ走査回路２の電極を切り替え
とその後の超音波の送受信動作、記憶回路８２への受信
信号値の展開を繰返し、電極配列Ａ工〜Ａｎの全てにつ
いて走査を終了し、一つの断層像を得るための開口合成
を完了する。さらに、制御回路９２はスイッチ走査回路
４を切り替えて、電極配列Ｂ工〜Ｂ、のうちから前の走
査時点より一つ移動した一連の電極を選択し、再び一〇
の断層像を得るための開口合成を繰り返す。これにより
、記憶回路８２の記憶空間上には一連の断層面が保持さ
れ、モニター表示回路８３により、任意断層面や再合成
した３次元立体像が表示される。 第４図のブロック図は上述のリニア型の走査に対するも
のであるが、セクター型の走査の場合にはスイッチ走査
回路４は無く、遅延回路５がセクター走査を実現するよ
うな遅延時間分布を電極配列Ｂ工〜Ｂ、に対して与える
機能を有するものでなければならない。 本構成の医用超音波診断装置において、第６図のような
探触子を用いて肋骨間から行う心臓の３次元撮像や、内
視鏡型に構成した探触子を用いて体腔内から心臓や前立
腺を３次元撮像する診断法は既にその高い有用性が知ら
れている。特に内視鏡型の探触子では、非常に小型化が
要求され、振動子への配線数の問題等の実装上の問題点
は、本発明のような構成をとることにより飛躍的に改善
される。 以上の実施例における３次元撮像の手法では、超音波送
受信を行う側のスイッチ走査回路４を固定している間に
バイアス電圧印加側のスイッチ走査回路２を走査して一
つの断層像を開口合成する走査を繰り返しているが、逆
にバイアス電圧印加側のスイッチ走査回路２を固定して
いる間に超音波送受信を行う側のスイッチ走査回路４を
電子走査して、複数の断層面の開口合成を同時に行う方
法も可能である。被検体が静物である場合、バイアス電
圧の印加を切り替えるのに要する時間が長く、全体の撮
像時間が長くなる場合には、後者の撮像方式が有利にな
る。また、撮像装置が医用超音波診断装置である場合等
では、被検体と探触子の相対的運動により開口合成時に
要求される等時性が低下するので、本実施例に記載した
ような前者の方法が望ましい。

【発明の効果】

本発明によれば、被検体内部の断層像あるいは３次元像
情報を超音波エコーグラフィーにより得られる超音波撮
像装置、すなわち医用超音波診断装置あるいは超音波探
傷装置が提供される。この装置の実現により、検査者が
容易かつ迅速に被検体内部の３次元的構造および組織を
推定でき、同じ部位の断層像を再現性よく得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は撮像方法と振動子に接続される回路手段の構成
及び機能を説明する図、第２図はリニア型の電子走査の
場合の開口合成法を説明する図。 第３図はセクター型の電子走査の場合の開口合成法を説
明する図、第４図は本発明の撮像装置の一実施例を説明
するブロック図、第５図は振動子の電極構成を説明する
図、第６図は超音波探触子の外観図および部分分解図で
ある。 １・・・電歪振動子、１１・・・音響整合層、１２・・
・保護膜、１３・・・背面制動材、１４・・・筐体、２
，４・・・スイッチ走査回路、３・・・直流バイアス回
路、５・・・遅延回路、６・・・送信回路、７・・・受
信回路、８１・・・信号処理回路、８２・・・記憶回路
、８３・・・モニター回路、９１・・・基準信号発生器
、９２・・・制御回路、Ａ・・・バイアス回路側電極配
列、Ｂ・・・信号回路側電極配列、　ＡＬ、ＢＬ・・・
電極端子、　　　　　　　　　　　　　　、−不　１　
　固 Ｖ　９招回路 冨 ＜ｂ） 図 第 図 （（Ｌ） （交り Ｃｂ） Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バイアス電界により圧電性が誘起される電歪材料の
   板の第１の主面には第１の方向に配列する短冊状の第１
   の電極配列が、これと対向する第２の主面には前記第１
   の方向と交差する第２の方向に配列する短冊状の第２の
   電極配列が設けられた電気音響変換部を含んで成る超音
   波探触子と、前記第１の電極配列の各々の電極に選択的
   にバイアス電圧を印加する第１の走査手段と、前記第２
   の電極配列の少なくとも一部の電極に送信信号を印加し
   かつこれら電極に生じる受信信号を受信処理する超音波
   送受信手段と、受信処理された受信信号を記憶する記憶
   手段を備えた超音波撮像装置において、前記超音波送受
   信手段は各電極の送信もしくは受信信号に所定の遅延時
   間分布を施して送波もしくは受波ビームを収束させると
   ともに使用する電極群の位置もしくは遅延時間分布の選
   択によりビーム位置を前記第２の方向に順次走査する第
   ２の走査手段を備え、前記第１の走査手段は前記第２の
   走査手段による１回の電極選択の数より少ない数の電極
   選択により振動子の圧電性誘起部分の前記第１の方向の
   走査を行うものであり、前記記憶手段には前記第２の走
   査手段のビーム走査位置ごとに前記第１の走査手段の複
   数回分の走査位置での受信信号が加算されながら記憶さ
   れ、もって開口合成により３次元撮像が行なわれること
   を特徴とする超音波撮像装置。 ２、前記第２の走査手段による第２の方向のビーム走査
   が固定されている間に前記第１の走査手段による第１の
   方向の振動子の圧電性誘起部分の走査を順次行いながら
   複数回の送受信を行い、前記記憶手段上で第１の方向で
   の開口合成を行って一つの断層像を得るとともに、この
   動作を前記第２の走査手段による走査を行いながら繰り
   返すことにより３次元撮像を行うことを特徴とする請求
   項１に記載の超音波撮像装置。 ３、前記第１の走査手段による第１の方向の振動子の圧
   電性誘起部分の走査が固定されている間に前記第２の走
   査手段による第２の方向のビーム走査を順次行いながら
   複数回の送受信を行い、この動作を前記第１の走査手段
   による走査を行いながら繰り返して複数断層面の断層像
   を開口合成により徐々に得ることを特徴とする請求項１
   に記載の超音波撮像装置。 ４、前記超音波送受信手段はさらに１回の送信後の受信
   期間中に受信ビームの焦点距離をビーム深さ方向に順次
   移動する遅延時間分布変更手段を有することを特徴とす
   る請求項１に記載の超音波撮像装置。 ５、前記記憶手段には前記電気音響変換部の前記第１の
   走査手段により選択された圧電性誘起部分に対応する位
   置を中心とす扇形形状の位置にのみ受信信号が加算され
   ることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装置。