JPH0523332A - Probe and ultrasonic diagnosing apparatus using the same - Google Patents
Probe and ultrasonic diagnosing apparatus using the sameInfo
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、手動操作により被検体
表面に沿って移動させた際の移動角度及び移動距離を検
出する手段を内蔵し被検体に向けて送受信した超音波ビ
ームの位置及び方向を計測しうる探触子及びこの探触子
を用い広視野の超音波断層像或いは複合走査断層像を形
成可能とした超音波診断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a built-in means for detecting a moving angle and a moving distance when the object is moved along the surface of a subject by a manual operation, and the position and position of an ultrasonic beam transmitted and received toward the subject. The present invention relates to a probe capable of measuring a direction and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of forming a wide-field ultrasonic tomographic image or a composite scanning tomographic image using the probe.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の超音波診断装置、例えばBモード
手動コンパウンド走査超音波診断装置は、図10に示す
ように、探触子2は送信回路3で励振されて被検体1に
超音波を送信し、上記被検体1の体内からの反射エコー
を該探触子2で受信すると共に受信回路4で増幅、検波
し、輝度変調信号として表示部5へ送りCRTのZ軸に
印加され、これにより1本の輝点列が表示されて、順次
探触子2の位置を移動させることで、Bモード像を上記
表示部5のCRTに表示するようになっている。そし
て、このようなBモード手動コンパウンド走査超音波診
断装置では、探触子2を手で直接持ち、被検体1の体表
面に沿って上記探触子2を走査させることで、自由な断
面のBモード像を表示するものである。従って、上記探
触子2の被検体1に対する位置及び超音波ビームの方向
を正確に検出しなければならない。2. Description of the Related Art In a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, for example, a B-mode manual compound scanning ultrasonic diagnostic apparatus, as shown in FIG. 10, a probe 2 is excited by a transmitting circuit 3 to emit ultrasonic waves to a subject 1. The reflected echoes from the inside of the body of the subject 1 are transmitted, received by the probe 2, amplified and detected by the receiving circuit 4, sent to the display unit 5 as a brightness modulation signal, and applied to the Z axis of the CRT. Thus, one bright spot row is displayed, and the B-mode image is displayed on the CRT of the display unit 5 by sequentially moving the position of the probe 2. In such a B-mode manual compound scanning ultrasonic diagnostic apparatus, the probe 2 is directly held by hand, and the probe 2 is scanned along the body surface of the subject 1, so that a free cross section is obtained. A B-mode image is displayed. Therefore, it is necessary to accurately detect the position of the probe 2 with respect to the subject 1 and the direction of the ultrasonic beam.
【0003】このため、図10に示す従来例において
は、探触子2を、その探触子2の位置座標X,Y並びに
超音波ビームの方向θを検出するためのスキャナ6で支
持している。このスキャナ6は、図11に示すように、
限られた二次元平面内で探触子2の任意の位置と超音波
ビームの方向を設定できる複数のアーム7a,7b,7
cと、これらのアーム7a〜7cのそれぞれの回転角を
検出する例えばポテンショメータから成る回転角センサ
8a,8b,8cとから成り、第三のアーム7cの先端
に探触子2が固定されている。このようなスキャナ6に
より、上記探触子2を手で直接持って被検体1の体表面
上で移動させたときの位置は、上記3本のアーム7a,
7b,7cの結合点に取り付けられた回転角センサ8
a,8b,8cにより電気信号として検出される。この
検出した電気信号に対応して、X,Y軸用の掃引波が発
生される。この掃引波によって、図10に示す表示部5
のCRT上に探触子2からの超音波ビームの送波位置と
方向が表示される。Therefore, in the conventional example shown in FIG. 10, the probe 2 is supported by a scanner 6 for detecting the position coordinates X, Y of the probe 2 and the direction θ of the ultrasonic beam. There is. This scanner 6, as shown in FIG.
A plurality of arms 7a, 7b, 7 that can set the arbitrary position of the probe 2 and the direction of the ultrasonic beam within a limited two-dimensional plane.
c and rotation angle sensors 8a, 8b, 8c that detect the rotation angles of the arms 7a to 7c, for example, potentiometers, and the probe 2 is fixed to the tip of the third arm 7c. . With such a scanner 6, the position when the probe 2 is directly held by hand and moved on the body surface of the subject 1 is the three arms 7a,
Rotation angle sensor 8 attached to the connecting point of 7b and 7c
It is detected as an electric signal by a, 8b, and 8c. Sweep waves for the X and Y axes are generated corresponding to the detected electric signal. This sweep wave causes the display unit 5 shown in FIG.
The transmission position and direction of the ultrasonic beam from the probe 2 are displayed on the CRT.
【0004】以上のようなBモード手動コンパウンド走
査超音波診断装置によれば、探触子2から打ち出す超音
波ビームの位置及び方向を変えて多方向から診断部位を
走査し、表示部5の画像メモリ上で合成画像を得ること
が可能であり、一方向からの超音波ビームだけでは描出
できない部分も表示することができると共に、方位分解
能のよい画像を得ることができる。しかし、上記探触子
2には、被検体1の体表面上で移動する探触子2の位置
及び超音波ビームの方向を検出するためのスキャナ6が
機械的に連結されているので、上記探触子2を被検体1
の体表面に沿って移動させる際は、常に上記スキャナ6
が探触子2の移動方向に追従するように操作してやらな
ければならないと共に、超音波診断装置の本体部と探触
子2との間に例えば三つの結節点を有するリンク機構の
ようなものが常に介在することとなり、上記探触子2の
操作性が低下するものであった。According to the B-mode manual compound scanning ultrasonic diagnostic apparatus as described above, the position and direction of the ultrasonic beam emitted from the probe 2 is changed to scan the diagnostic region from multiple directions, and the image on the display unit 5 is scanned. It is possible to obtain a composite image on the memory, it is possible to display a portion that cannot be visualized only by an ultrasonic beam from one direction, and an image with good lateral resolution can be obtained. However, since the probe 2 is mechanically connected to the scanner 6 for detecting the position of the probe 2 moving on the body surface of the subject 1 and the direction of the ultrasonic beam, The probe 2 is the subject 1
When moving along the body surface of the
Must be operated so as to follow the moving direction of the probe 2, and a link mechanism having, for example, three nodes between the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus and the probe 2 is required. Since it always intervenes, the operability of the probe 2 is deteriorated.
【0005】これに対して、次のように電子走査方式と
手動コンパウンド走査方式とを組み合わせた超音波診断
装置が提案されている。一つは、電子セクタ走査と手動
コンパウンド走査とを組み合わせたもので、例えば特開
昭55-101251号公報に記載されている。他の一つは、上
記電子セクタ走査と手動コンパウンド走査との組み合わ
せから得られるエコー信号の記憶保持及び信号変換を任
意に制御することによって任意の表示モードで表示する
もので、例えば特開昭57-52446号公報に記載されてい
る。そして、これらの装置においては、それぞれ電子走
査と手動コンパウンド走査の特徴を兼ね備えており、リ
アルタイムで且つ広視野の超音波断層像が得られるとい
う利点を有する。On the other hand, an ultrasonic diagnostic apparatus combining the electronic scanning method and the manual compound scanning method has been proposed as follows. One is a combination of electronic sector scanning and manual compound scanning, which is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-101251. The other is to display in an arbitrary display mode by arbitrarily controlling memory retention and signal conversion of an echo signal obtained from a combination of the above electronic sector scanning and manual compound scanning. -52446. In addition, these devices have the features of electronic scanning and manual compound scanning, respectively, and have the advantage of being able to obtain ultrasonic tomographic images in real time and in a wide field of view.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の電子走
査方式と手動コンパウンド走査方式とを組み合わせた超
音波診断装置においても、図10に示す従来例と同様
に、その探触子には、被検体の体表面上で移動する探触
子の位置及び超音波ビームの方向を検出するためのスキ
ャナが機械的に連結されており、やはり探触子の操作性
が低下すると共に、装置全体が大形化するものであっ
た。However, in the ultrasonic diagnostic apparatus in which the electronic scanning method and the manual compound scanning method are combined, as in the conventional example shown in FIG. A scanner for detecting the position of the probe moving on the body surface of the specimen and the direction of the ultrasonic beam is mechanically connected, which also reduces the operability of the probe and increases the overall size of the device. It was a form.
【0007】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、手動操作により被検体表面に沿って移動させた際
の移動角度及び移動距離を検出する手段を内蔵し被検体
に向けて送受信した超音波ビームの位置及び方向を計測
しうる探触子及びこの探触子を用い広視野の超音波断層
像或いは複合走査断層像を形成可能とした超音波診断装
置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention addresses such a problem and incorporates a means for detecting a movement angle and a movement distance when the object is moved along the surface of the subject by a manual operation, and transmits / receives to / from the subject. It is an object of the present invention to provide a probe capable of measuring the position and direction of a generated ultrasonic beam, and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of forming a wide-field ultrasonic tomographic image or a composite scanning tomographic image using the probe. To do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による探触子は、圧電材料から成り被検体に
対し超音波を送信及び受信する超音波振動子と、この超
音波振動子の背面側に設けられ該背面側に放出される超
音波を吸収する吸音材と、上記超音波振動子の前面側に
設けられ超音波ビームを集束させる音響レンズと、上記
超音波振動子の被検体表面に対する移動角度を検出する
角度センサと、該超音波振動子の被検体表面に対する移
動距離を検出する距離センサとを備えて成るものであ
る。In order to achieve the above object, a probe according to the present invention comprises an ultrasonic transducer which is made of a piezoelectric material and which transmits and receives ultrasonic waves to and from an object, and the ultrasonic vibration. A sound absorbing material that is provided on the back side of the child and absorbs the ultrasonic waves emitted to the back side; an acoustic lens that is provided on the front side of the ultrasonic transducer and focuses the ultrasonic beam; and It is provided with an angle sensor for detecting a moving angle with respect to the surface of the subject and a distance sensor for detecting a moving distance of the ultrasonic transducer with respect to the surface of the subject.
【0009】また、上記角度センサは、圧電振動子を駆
動用圧電磁器によって振動させ、この圧電振動子の中心
軸に回転角速度が加わった際にもとの振動軸に対して直
角方向の軸に生じるコリオリ力を検出用圧電磁器によっ
て検出することにより、上記回転角速度を検出する圧電
ジャイロを用いたものとするとよい。Further, the angle sensor vibrates the piezoelectric vibrator by the driving piezoelectric ceramic, and when the rotational angular velocity is applied to the central axis of the piezoelectric vibrator, the angle sensor moves the axis perpendicular to the original vibration axis. It is preferable to use a piezoelectric gyro that detects the rotational angular velocity by detecting the generated Coriolis force with a detecting piezoelectric ceramic.
【0010】さらに、上記距離センサは、前面が上記音
響レンズの前側面の延長面上に位置すると共に被検体の
音響インピーダンスと異なる音響インピーダンスを有す
る音響媒体と、この音響媒体の後面において被検体表面
に超音波を打ち出すと共にその反射波を受信する超音波
振動子とから成り、この超音波振動子から被検体表面に
送受信した超音波のエコー信号のドプラ偏移周波数を計
測しうるものとするとよい。Further, in the distance sensor, the front surface is located on the extension surface of the front side surface of the acoustic lens, and the acoustic medium has an acoustic impedance different from the acoustic impedance of the subject, and the subject surface is on the rear surface of the acoustic medium. It is preferable that the Doppler shift frequency of the echo signal of the ultrasonic wave transmitted and received from the ultrasonic transducer to the surface of the subject is measured, which is composed of an ultrasonic transducer that emits an ultrasonic wave to and receives the reflected wave. .
【0011】さらにまた、上記距離センサは、被検体に
対し超音波を送信及び受信する超音波振動子の一部を用
い、被検体にある角度をもって超音波を打ち出すと共に
その反射波を受信し、上記超音波振動子の一部から被検
体に打ち出した超音波のエコー信号のドプラ偏移周波数
を計測しうるものとしてもよい。Furthermore, the distance sensor uses a part of an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, emits ultrasonic waves at a certain angle to the subject, and receives the reflected waves thereof. It may be possible to measure the Doppler shift frequency of the echo signal of the ultrasonic wave that is emitted from the part of the ultrasonic transducer to the subject.
【0012】また、上記探触子の関連発明としての超音
波診断装置は、被検体に向けて超音波を送受信する探触
子と、この探触子を駆動して超音波を送信及び受信させ
る超音波送受信部と、上記探触子からの受信信号を検波
する検波器と、この検波器からの出力信号を画像として
表示する表示装置とを有する超音波診断装置において、
上記探触子として請求項1〜4のいずれかに記載の探触
子を用いると共に、この探触子内の角度センサからの検
出信号を入力し被検体表面に対する移動角度を演算する
角度演算回路を設け、かつ該探触子内の距離センサから
の検出信号を入力し被検体表面に対する移動距離を演算
する距離演算回路を設け、これら両演算回路からの出力
信号と上記探触子における超音波ビームの送受信位置及
び方向のデータとに基づいて断層像を形成するための超
音波エコー信号を表示する位置を演算するようにしたも
のである。An ultrasonic diagnostic apparatus as a related invention of the above-mentioned probe is a probe which transmits and receives ultrasonic waves toward a subject and a probe which is driven to transmit and receive ultrasonic waves. In an ultrasonic diagnostic apparatus having an ultrasonic transmitter / receiver unit, a detector for detecting a received signal from the probe, and a display device for displaying an output signal from the detector as an image,
An angle calculation circuit which uses the probe according to any one of claims 1 to 4 as the probe and inputs a detection signal from an angle sensor in the probe to calculate a movement angle with respect to a surface of a subject. And a distance calculation circuit for inputting a detection signal from a distance sensor in the probe to calculate a moving distance with respect to the surface of the subject, and output signals from both calculation circuits and ultrasonic waves in the probe. The position for displaying the ultrasonic echo signal for forming the tomographic image is calculated based on the data of the transmission / reception position and the direction of the beam.
【0013】[0013]
【作用】上記のように構成された探触子は、内蔵された
角度センサにより被検体に対し超音波を送受信する超音
波振動子の被検体表面に対する移動角度を検出すると共
に、同じく内蔵された距離センサで上記超音波振動子の
被検体表面に対する移動距離を検出するように動作す
る。これにより、探触子を手動操作により被検体表面に
沿って移動させつつ送受信した際の超音波ビームの位置
及び方向をその探触子自体で計測することができる。The probe configured as described above detects the moving angle of the ultrasonic transducer, which transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, with respect to the subject surface by the built-in angle sensor, and is also incorporated. The distance sensor operates to detect the moving distance of the ultrasonic transducer with respect to the surface of the subject. This allows the probe itself to measure the position and direction of the ultrasonic beam when transmitting and receiving while moving the probe along the surface of the subject by manual operation.
【0014】また、上記のように構成された超音波診断
装置は、角度センサと距離センサとを内蔵して成る探触
子を用いることにより、被検体に対し超音波を送受信す
る探触子の被検体表面に対する移動角度及び移動距離を
検出し、角度演算回路で上記角度センサからの検出信号
を入力して被検体表面に対する移動角度を演算すると共
に、距離演算回路で上記距離センサからの検出信号を入
力して被検体表面に対する移動距離を演算するように動
作する。そして、上記両演算回路からの出力信号と上記
探触子における超音波ビームの送受信位置及び方向のデ
ータとに基づいて、断層像を形成するための超音波エコ
ー信号を表示する位置を演算する。これにより、広視野
の超音波断層像或いは複合走査断層像を形成可能とする
ことができる。Further, the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above uses a probe having an angle sensor and a distance sensor built-in, so that it can be used as a probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from an object. The movement angle and the movement distance with respect to the surface of the subject are detected, the detection signal from the angle sensor is input to the angle calculation circuit to calculate the movement angle with respect to the surface of the subject, and the detection signal from the distance sensor is detected with the distance calculation circuit. Is input and the moving distance with respect to the surface of the subject is calculated. Then, the position for displaying the ultrasonic echo signal for forming the tomographic image is calculated based on the output signals from both of the arithmetic circuits and the data of the transmission / reception position and direction of the ultrasonic beam in the probe. This makes it possible to form a wide-field ultrasonic tomographic image or a composite scanning tomographic image.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明による探触子の実施例を
示す内部構造の断面説明図である。図に示す探触子10
は、リニア電子走査方式のものであり、ケース11は、
本発明の探触子10を構成する部品を内部に収容するも
ので適宜の大きさの細長い箱状に形成されている。そし
て、このケース11の内部には、構成部品として、超音
波振動子12と、吸音材13と、音響レンズ14と、角
度センサ15と、距離センサ16とが配置されている。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional explanatory view of the internal structure showing an embodiment of a probe according to the present invention. Probe 10 shown in the figure
Is a linear electronic scanning system, and the case 11 is
The components of the probe 10 of the present invention are housed inside, and are formed in an elongated box shape of an appropriate size. An ultrasonic transducer 12, a sound absorbing material 13, an acoustic lens 14, an angle sensor 15, and a distance sensor 16 are arranged inside the case 11 as components.
【0016】上記超音波振動子12は、被検体に向けて
超音波ビームを送信すると共に該被検体の目的部位から
の反射波を受信するもので、水晶、チタン酸バリウムあ
るいはチタン酸ジルコン酸鉛などの誘電体から成る圧電
材料を所定のピッチで切断した振動子素子を一列状に多
数配列してアレー形に形成されている。なお、この超音
波振動子12は、図1に示すアレー形のものに限らず、
1枚の円板状振動子から成るものとしてもよい。The ultrasonic oscillator 12 transmits an ultrasonic beam toward the subject and receives a reflected wave from a target portion of the subject, and is made of quartz, barium titanate or lead zirconate titanate. A plurality of transducer elements obtained by cutting a piezoelectric material made of a dielectric material such as, for example, at a predetermined pitch are arranged in a line to form an array shape. The ultrasonic vibrator 12 is not limited to the array type shown in FIG.
It may be composed of one disk-shaped vibrator.
【0017】上記超音波振動子12の背面側には、吸音
材13が設けられている。この吸音材13は、超音波振
動子12の背面側に放出される超音波を吸収するもの
で、超音波の減衰の大きい材料を用いている。また、上
記超音波振動子12の前面側には、音響レンズ14が設
けられている。この音響レンズ14は、上記超音波振動
子12の振動子素子の配列方向と直交する面内で超音波
ビームを集束させると共に、超音波発生源と被検体との
間に超音波ビームを減衰させる空気層の介入を防止する
もので、超音波伝播速度が生体中の伝播速度より遅い組
成の物質からなり、その外表面が上記振動子素子の配列
方向と直交する断面で外方に膨出するようにほぼ円弧状
に形成されている。A sound absorbing material 13 is provided on the back side of the ultrasonic transducer 12. The sound absorbing material 13 absorbs the ultrasonic waves emitted to the back surface side of the ultrasonic vibrator 12, and is made of a material having a large attenuation of the ultrasonic waves. An acoustic lens 14 is provided on the front side of the ultrasonic transducer 12. The acoustic lens 14 focuses the ultrasonic beam in a plane orthogonal to the array direction of the transducer elements of the ultrasonic transducer 12 and attenuates the ultrasonic beam between the ultrasonic source and the subject. It prevents the intervention of the air layer and consists of a substance whose ultrasonic wave propagation velocity is slower than that in the living body, and its outer surface bulges outward in a cross section orthogonal to the array direction of the transducer elements. Is formed in a substantially arc shape.
【0018】上記音響レンズ14の前端部に隣接したと
ころには、距離センサ16が設けられている。この距離
センサ16は、上記超音波振動子12の被検体表面に対
する移動距離を検出するもので、前面が上記音響レンズ
14の前側面の延長面上に位置すると共に被検体の音響
インピーダンスと異なる音響インピーダンスを有する音
響媒体17と、この音響媒体17の後面において被検体
表面に超音波を打ち出すと共にその反射波を受信する超
音波振動子18a,18bとから成り、この超音波振動
子18a,18bから被検体表面に送受信した超音波の
エコー信号のドプラ偏移周波数を計測しうるものとされ
ている。上記一方の超音波振動子18aからは、例えば
ある周波数の連続波超音波が打ち出され、その超音波ビ
ームが音響媒体17中を体表面に対して例えば角度αで
伝播し、該音響媒体17と被検体体表面とが接する部分
で反射され、その超音波ビームが上記音響媒体17中を
体表面に対して例えば角度βで伝播し、他方の超音波振
動子18bで受波するようになっている。この場合、上
記音響媒体17の音響インピーダンスを被検体の音響イ
ンピーダンスと大きく異なるものとすることにより、大
部分の超音波は、上記被検体の体表面で反射されて該被
検体内にほとんど入射しないこととなるので、超音波断
層像を得るための前述の超音波振動子12から送信され
る超音波と干渉しないようにすることができる。A distance sensor 16 is provided adjacent to the front end of the acoustic lens 14. The distance sensor 16 detects a moving distance of the ultrasonic transducer 12 with respect to the surface of the subject. The distance sensor 16 has a front surface located on an extension surface of the front side surface of the acoustic lens 14 and has an acoustic impedance different from the acoustic impedance of the subject. The acoustic medium 17 having impedance and the ultrasonic transducers 18a and 18b for ejecting ultrasonic waves to the surface of the subject and receiving the reflected waves on the rear surface of the acoustic medium 17 are provided from the ultrasonic transducers 18a and 18b. It is supposed that the Doppler shift frequency of the echo signal of the ultrasonic wave transmitted and received on the surface of the subject can be measured. For example, a continuous wave ultrasonic wave having a certain frequency is launched from the one ultrasonic transducer 18a, and the ultrasonic beam propagates through the acoustic medium 17 at an angle α with respect to the body surface, and the ultrasonic medium 17 The ultrasonic beam reflected by the portion in contact with the body surface of the subject propagates through the acoustic medium 17 at an angle β with respect to the body surface, and is received by the other ultrasonic transducer 18b. There is. In this case, by setting the acoustic impedance of the acoustic medium 17 to be significantly different from the acoustic impedance of the subject, most of the ultrasonic waves are reflected by the body surface of the subject and hardly enter the subject. Therefore, it is possible to prevent interference with the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer 12 for obtaining the ultrasonic tomographic image.
【0019】このような距離センサ16において、一方
の超音波振動子18aから超音波を打ち出しつつ探触子
10を被検体の体表面に沿って移動させて行くと、その
体表面からの超音波の反射波は、その移動速度に比例し
たドプラ偏移を受けて返ってくる。いま、図1に示す一
方の超音波振動子18aから打ち出される超音波の周波
数をf0とし、探触子10の移動速度をvとし、送受信
の超音波ビームと体表面とのなす角をそれぞれα,βと
し、音響媒体17中を伝播する超音波の音速をcとすれ
ば、他方の超音波振動子18bで受信する反射波の超音
波の周波数fは、ドプラ効果により次式で表わされる。
また、超音波の送信周波数からのずれをドプラ偏移周波
数fdとすれば、
と表される。そして、一般にはv≪cであり、上記二つ
の超音波振動子18a,18bが近接して配置されてい
る場合はα=β=θとおいて、上記第(1)式と第
(2)式から、ドプラ偏移周波数fdは、
となる。In such a distance sensor 16, when the probe 10 is moved along the body surface of the subject while ejecting an ultrasonic wave from one of the ultrasonic transducers 18a, the ultrasonic wave from the body surface is emitted. The reflected wave of is returned with a Doppler shift proportional to its moving speed. Now, let us say that the frequency of the ultrasonic wave emitted from one ultrasonic transducer 18a shown in FIG. 1 is f 0 , the moving speed of the probe 10 is v, and the angle formed between the ultrasonic beam for transmission and reception and the body surface is respectively. Letting α and β be the sound velocity of the ultrasonic wave propagating in the acoustic medium 17, the frequency f of the ultrasonic wave of the reflected wave received by the other ultrasonic transducer 18b is expressed by the following equation by the Doppler effect. . Also, if the deviation from the transmission frequency of ultrasonic waves is the Doppler shift frequency fd, Is expressed as In general, v << c, and when the two ultrasonic transducers 18a and 18b are arranged close to each other, α = β = θ is set, and the equations (1) and (2) are set. Therefore, the Doppler shift frequency fd is Becomes
【0020】上記第(2)式あるいは第(3)式で表さ
れたドプラ偏移周波数fdは、探触子10を被検体の体
表面に沿って移動する速さに応じて変化する。従って、
他方の超音波振動子18bで受信したドプラ信号を、例
えば超音波診断装置の本体内に設けられた周波数弁別器
を用いてドプラ偏移周波数fdに比例する電圧を得て、
これを積分することにより上記探触子10の移動距離を
計測することができる。ここで、信号が正側から負側
へ、また負側から正側へ移るとき零点を通過する回数
(これを零交差数という)は、正弦波ではその周波数の
2倍となるため、この零交差数を計数すれば周波数を知
ることができる。従って、上記のドプラ信号は、零交差
数を計数する周波数計(ゼロクロスカウンタ)により求
めることができ、この求めたドプラ信号の零交差数を積
算することにより、探触子10の移動距離を知ることが
できる。なお、前記音響媒体17としては、その中を伝
播する超音波の音速cが小さく、音響インピーダンスが
被検体と大きく異なる例えばテフロンのようなフッ素系
樹脂を用いると、ドプラ偏移周波数fdが大きくなり、
移動距離の計測が容易となる。The Doppler shift frequency fd expressed by the above equation (2) or equation (3) changes according to the speed at which the probe 10 moves along the body surface of the subject. Therefore,
The Doppler signal received by the other ultrasonic transducer 18b is obtained, for example, by using a frequency discriminator provided in the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus to obtain a voltage proportional to the Doppler shift frequency fd,
The moving distance of the probe 10 can be measured by integrating this. Here, the number of times the signal passes through the zero point when moving from the positive side to the negative side and from the negative side to the positive side (this is called the zero-crossing number) is twice the frequency of a sine wave, so this zero The frequency can be known by counting the number of intersections. Therefore, the above-mentioned Doppler signal can be obtained by a frequency meter (zero-cross counter) that counts the number of zero-crossings, and the moving distance of the probe 10 is known by accumulating the obtained number of zero-crossings of the Doppler signal. be able to. When the acoustic medium 17 has a small sound velocity c of ultrasonic waves propagating in the acoustic medium 17 and a fluorine resin such as Teflon whose acoustic impedance is largely different from that of the subject, the Doppler shift frequency fd becomes large. ,
The movement distance can be easily measured.
【0021】なお、図1に示す距離センサ16において
は、送信用と受信用の超音波振動子18a,18bをそ
れぞれ設けたものとしたが、本発明はこれに限らず、送
受信兼用の超音波振動子(18a,18bに相当するも
の)を1個だけ設け、送信波として一定の周期のバース
ト波を用い、被検体の体表面からの反射エコーを受信す
る際のドプラ偏移周波数を計測することにより、探触子
10を体表面上で移動する速度を求めることができる。
そして、このような高周波パルスを使用するいわゆるパ
ルスドプラ法により、受信した反射エコーのドプラ偏移
周波数fdは、前記の第(3)式の場合と同様に次式で
表される。
第(4)式でfrは参照周波数である。この場合は、符
号18a,18bに相当する超音波振動子と体表面との
間の距離により定まる時間で受信エコー信号にゲートを
かけることにより、上記体表面のみからの信号を取り出
すことができる。Although the distance sensor 16 shown in FIG. 1 is provided with the ultrasonic transducers 18a and 18b for transmission and reception, respectively, the present invention is not limited to this, and ultrasonic waves for both transmission and reception are provided. Only one oscillator (corresponding to 18a and 18b) is provided, a burst wave having a constant cycle is used as a transmission wave, and the Doppler shift frequency at the time of receiving a reflection echo from the body surface of the subject is measured. Thus, the speed at which the probe 10 moves on the body surface can be obtained.
Then, according to the so-called pulse Doppler method using such a high-frequency pulse, the Doppler shift frequency fd of the received reflection echo is expressed by the following equation as in the case of the above equation (3). In the equation (4), fr is a reference frequency. In this case, by gating the received echo signal at a time determined by the distance between the ultrasonic transducers corresponding to reference numerals 18a and 18b and the body surface, the signal from only the body surface can be taken out.
【0022】上記距離センサ16の上方近傍には、角度
センサ15が設けられている。この角度センサ15は、
前記超音波振動子12の被検体表面に対する移動角度を
検出するもので、圧電振動子を駆動用圧電磁器によって
振動させ、この圧電振動子の中心軸に回転角速度が加わ
った際にもとの振動軸に対して直角方向の軸に生じるコ
リオリ力を検出用圧電磁器によって検出することによ
り、上記回転角速度を検出する圧電ジャイロを用いたも
のである。この圧電ジャイロは、傾きの絶対値は得られ
ないが傾斜による角度の相対値が得られるもので、その
基本原理について図2を参照して説明する。An angle sensor 15 is provided near and above the distance sensor 16. This angle sensor 15
The moving angle of the ultrasonic oscillator 12 with respect to the surface of the subject is detected. The piezoelectric oscillator is vibrated by a driving piezoelectric ceramic, and the original vibration occurs when a rotational angular velocity is applied to the central axis of the piezoelectric oscillator. The piezoelectric gyro is used to detect the rotational angular velocity by detecting the Coriolis force generated on the axis perpendicular to the axis by the detecting piezoelectric ceramic. In this piezoelectric gyro, the absolute value of the inclination cannot be obtained, but the relative value of the angle due to the inclination can be obtained, and the basic principle thereof will be described with reference to FIG.
【0023】図2(a)は音片型振動ジャイロを示し、
同図(b)は音叉型振動ジャイロを示している。図2
(a),(b)において、音片型振動子21又は音叉型
振動子22から成る圧電振動子を、駆動用圧電磁器23
又は24によってx軸方向に振動させる。この状態で、
上記それぞれの振動子21又は22の中心軸(z軸)に
回転角速度Ω0が加わると、上記x軸方向の振動に対し
て直角のy軸方向にコリオリ力が生じる。このコリオリ
力を、y軸方向に直交して配置された検出用圧電磁器2
5又は26で検出することにより、上記回転角速度Ω0
を計測することができる。そして、上記圧電ジャイロ
は、回転角速度Ω0に対応した出力電圧が得られるよう
になっており、この信号電圧を時間に対して積分するこ
とにより、初期値に対する回転角を得ることができる。
これにより、図1に示す探触子10を被検体の体表面に
沿って移動させる動作において、その移動角度を検出す
ることができる。FIG. 2A shows a vibration piece type vibration gyro,
FIG. 3B shows a tuning fork type vibration gyro. Figure 2
In (a) and (b), a piezoelectric vibrator including a tuning piece vibrator 21 or a tuning fork vibrator 22 is replaced by a driving piezoelectric ceramic 23.
Alternatively, it is vibrated in the x-axis direction by 24. In this state,
When the rotational angular velocity Ω 0 is applied to the central axis (z axis) of each of the vibrators 21 or 22, a Coriolis force is generated in the y axis direction perpendicular to the vibration in the x axis direction. This Coriolis force is applied to the detection piezoelectric ceramic 2 arranged orthogonally to the y-axis direction.
5 or 26, the rotational angular velocity Ω 0
Can be measured. The piezoelectric gyro is adapted to obtain an output voltage corresponding to the rotation angular velocity Ω 0 , and the rotation angle with respect to the initial value can be obtained by integrating this signal voltage with respect to time.
Thereby, the movement angle can be detected in the operation of moving the probe 10 shown in FIG. 1 along the body surface of the subject.
【0024】なお、図2(a)に示す音片型振動ジャイ
ロに対して、音片型振動子21の断面形状を正三角形と
した圧電ジャイロが存在するが、回転角速度Ω0に対す
る出力電圧の感度及びリニアリティ特性が優れ、ドリフ
トが少ないと共に小形化を達成することができる。ま
た、図1において、符号19は信号線を示しており、符
号20は上記信号線19を束ねるケーブルを示してい
る。[0024] Incidentally, with respect to tuning-bar vibrating gyroscope shown in FIG. 2 (a), although a piezoelectric gyro in which the cross-sectional shape of the tuning-bar vibrator 21 and equilateral triangle are present, the output voltage with respect to the rotational angular velocity Omega 0 The sensitivity and linearity characteristics are excellent, drift is small, and miniaturization can be achieved. Further, in FIG. 1, reference numeral 19 indicates a signal line, and reference numeral 20 indicates a cable that bundles the signal lines 19.
【0025】図3は上記角度センサ15の他の実施例を
示す斜視図である。この実施例による角度センサ15
は、傾斜角に対応した電気信号が発生する振子機構を有
するサーボ傾斜角度計から成るもので、振子27がその
中心軸をトーションスプリング28によって支持され、
揺動可能とされている。この振子27の基端部はコイル
29に固定されており、このコイル29は永久磁石30
の磁界中に置かれている。一方、上記振子27の先端部
には、平板状のシャッタ部31が形成されており、この
シャッタ部31の両側方には、それぞれ光源32及び光
検出器33が配置されている。そして、上記振子27の
シャッタ部31が矢印の方向に傾斜する傾斜角に応じ
て、光源32から光検出器33に送られる光の量が変化
するようになっている。このとき、上記振子27が傾く
ことにより動いた変位角は、上記光検出器33で検出す
る光の量で計測され、該光検出器33からの出力信号は
サーボアンプ34により増幅され、このサーボアンプ3
4を介して上記コイル29に電流を流すことにより、振
子27を元の位置に戻すように動作する。このコイル2
9の駆動電流の大きさは上記振子27の傾斜角に比例す
るので、途中の抵抗Rにより電圧として取り出すことに
より、振子27の傾斜角を検出することができる。この
ようなサーボ傾斜角度計から成る角度センサ15を図1
に示す探触子10内に組み込むことにより、該探触子1
0の体表面上における移動角度の絶対値を検出すること
ができる。FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the angle sensor 15. Angle sensor 15 according to this embodiment
Is a servo tilt angle meter having a pendulum mechanism for generating an electric signal corresponding to the tilt angle, and the pendulum 27 has its central axis supported by a torsion spring 28.
It is possible to swing. The base end of this pendulum 27 is fixed to a coil 29, and this coil 29 is a permanent magnet 30.
Placed in the magnetic field of. On the other hand, a flat plate-shaped shutter portion 31 is formed at the tip of the pendulum 27, and a light source 32 and a photodetector 33 are arranged on both sides of the shutter portion 31, respectively. The amount of light sent from the light source 32 to the photodetector 33 changes according to the tilt angle at which the shutter portion 31 of the pendulum 27 tilts in the direction of the arrow. At this time, the displacement angle moved by the tilt of the pendulum 27 is measured by the amount of light detected by the photodetector 33, and the output signal from the photodetector 33 is amplified by the servo amplifier 34, and this servo Amplifier 3
By passing an electric current through the coil 29 via 4, the pendulum 27 operates so as to return to its original position. This coil 2
Since the magnitude of the drive current of 9 is proportional to the tilt angle of the pendulum 27, the tilt angle of the pendulum 27 can be detected by extracting the voltage as a voltage by the resistor R on the way. An angle sensor 15 including such a servo tilt angle meter is shown in FIG.
The probe 1 shown in FIG.
The absolute value of the movement angle of 0 on the body surface can be detected.
【0026】次に、図1に示すように構成された探触子
10において、その内部に設けられた角度センサ15及
び距離センサ16によって該探触子10の被検体表面上
での移動角度及び移動距離を検出し、上記探触子10の
位置及び超音波ビームの方向を計測して広視野の超音波
断層像を得る状態について、図4を用いて説明する。図
4(a)において、最初は探触子10の距離センサ16
の中心が被検体表面上の点A0(x0,y0)に置かれて
おり、次のタイミングでは探触子10がΔθ1だけ傾く
と共に微小距離ΔL1だけ移動して、点A1(x1,y1)
なる位置に来た場合の座標は次のように表される。
Next, in the probe 10 constructed as shown in FIG. 1, an angle sensor 15 and a distance sensor 16 provided inside the probe 10 are used to measure the movement angle of the probe 10 on the surface of the subject and A state in which the moving distance is detected and the position of the probe 10 and the direction of the ultrasonic beam are measured to obtain a wide-field ultrasonic tomographic image will be described with reference to FIG. In FIG. 4A, the distance sensor 16 of the probe 10 is first shown.
Is placed at a point A 0 (x 0 , y 0 ) on the surface of the subject, and at the next timing, the probe 10 tilts by Δθ 1 and moves by a minute distance ΔL 1 to obtain a point A 1 (X 1 , y 1 )
The coordinates when the position is reached are expressed as follows.
【0027】ここで、上記探触子10を被検体の曲面に
沿って移動させる場合を考える。この場合、上記と同じ
動作をn回繰り返し、点A0から点Anに到達するものと
すると、
となる。そして、探触子10を微小距離ΔL1,ΔL2,
…,ΔLnだけ移動させる毎に、角度センサ15と距離
センサ16の信号に基づき上記の第(6)式を計算する
ことにより、点A0(x0,y0)に対する点An(xn,
yn)の位置と探触子10の傾きθnが与えられる。従っ
て、図4(b)に示すように、x0=0,y0=0として
初期の位置点A0における断層像S0に対し、探触子10
を点Anまで移動させて生成した断層像Snの位置関係を
前記第(6)式により求めることができる。Here, consider a case where the probe 10 is moved along the curved surface of the subject. In this case, assuming that the same operation as described above is repeated n times to reach the point An from the point A 0 , Becomes Then, the probe 10 is moved to a minute distance ΔL 1 , ΔL 2 ,
..., in each movement by DerutaLn, by calculating the above equation (6) based on the signal of the angle sensor 15 and the distance sensor 16, the point A 0 (x 0, y 0 ) points for An (xn,
yn) and the inclination θn of the probe 10 are given. Therefore, as shown in FIG. 4B, the probe 10 is applied to the tomographic image S 0 at the initial position point A 0 with x 0 = 0 and y 0 = 0.
The positional relationship of the tomographic image Sn generated by moving the point A to the point An can be obtained by the equation (6).
【0028】そして、図4(b)において、断層像S0
と断層像Snとが順次重畳する部分の情報を適切な加算
演算を施すことにより、複合走査断層像を得ることがで
きる。或いは、断層像S0とSnとの重畳をいずれか一方
の画像情報で表示することにより、広視野の電子リニア
走査断層像が得られる。Then, in FIG. 4B, the tomographic image S 0 is obtained.
A composite scanning tomographic image can be obtained by performing an appropriate addition operation on the information of the portion where the and tomographic image Sn sequentially overlap. Alternatively, by displaying the superimposition of the tomographic images S 0 and Sn with one of the image information, a wide-field electron linear scanning tomographic image can be obtained.
【0029】図5は本発明による探触子10の他の実施
例を示す断面説明図である。この実施例は、距離センサ
16′を、被検体の体表面に接して回転するゴムローラ
35と、このゴムローラ35の回転軸に直結されて該ゴ
ムローラ35の回転角を読み取るエンコーダ36とを組
み合わせて構成したものである。この場合は、上記探触
子10を被検体の体表面に接して移動することにより、
上記ゴムローラ35が体表面との摩擦により回転し、こ
の回転がエンコーダ36に伝達されて上記ゴムローラ3
5の回転角を読み取り、電気信号として出力される。そ
して、この電気信号を処理することにより、上記探触子
10が被検体の体表面に沿って移動した距離を計測する
ことができる。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the probe 10 according to the present invention. In this embodiment, the distance sensor 16 'is configured by combining a rubber roller 35 that rotates in contact with the body surface of the subject and an encoder 36 that is directly connected to the rotation shaft of the rubber roller 35 and reads the rotation angle of the rubber roller 35. It was done. In this case, by moving the probe 10 in contact with the body surface of the subject,
The rubber roller 35 rotates due to friction with the body surface, and this rotation is transmitted to the encoder 36 to cause the rubber roller 3 to rotate.
The rotation angle of 5 is read and output as an electric signal. Then, by processing this electric signal, the distance that the probe 10 has moved along the body surface of the subject can be measured.
【0030】図6は本発明による探触子10の更に他の
実施例を示す断面説明図である。この実施例は、距離セ
ンサ16″として、断層像のエコー信号を得るために被
検体に対し超音波を送信及び受信する超音波振動子12
の一つの振動子素子を用いたものである。そして、上記
一つの振動子素子から成る距離センサ16″から被検体
にある角度をもって超音波を打ち出すと共にその反射波
を受信し、上記距離センサ16″から被検体に打ち出し
た超音波のエコー信号のドプラ偏移周波数を計測しうる
ようにされている。すなわち、距離センサ16″から一
定の方向θに向けて超音波ビームを打ち出すと共にその
反射エコーを受信し、体表面の一点P1或いは体内部の
ある一点P2などの超音波振動子12の面から一定距離
だけ離れた所からの反射波のみにレンジゲートをかけ、
この受信信号のドプラ偏移周波数fdを検出すれば、図
1に示す距離センサ16の場合と同様にして探触子10
の移動距離を計測することができる。この場合は、図1
のように移動距離の検出のための専用の超音波振動子1
8a,18bを設けることは要さず、構造を簡単とする
ことができる。FIG. 6 is a sectional view showing a further embodiment of the probe 10 according to the present invention. In this embodiment, as the distance sensor 16 ″, an ultrasonic transducer 12 that transmits and receives ultrasonic waves to and from an object to obtain an echo signal of a tomographic image.
One of the transducer elements is used. Then, the ultrasonic sensor emits an ultrasonic wave at an angle to the subject from the distance sensor 16 ″ composed of the one transducer element, receives a reflected wave thereof, and outputs the echo signal of the ultrasonic wave emitted to the subject from the distance sensor 16 ″. The Doppler shift frequency can be measured. That is, an ultrasonic beam is emitted from the distance sensor 16 ″ in a certain direction θ and the reflected echo is received, and the surface of the ultrasonic transducer 12 such as a point P 1 on the body surface or a point P 2 inside the body. The range gate is applied only to the reflected wave from the place separated by a certain distance from
If the Doppler shift frequency fd of the received signal is detected, the probe 10 is detected in the same manner as the distance sensor 16 shown in FIG.
It is possible to measure the moving distance of. In this case,
Ultrasonic transducer 1 for detecting moving distance like
It is not necessary to provide 8a and 18b, and the structure can be simplified.
【0031】以上説明したように、本発明による探触子
10によれば、角度センサ15及び距離センサ16,1
6′,16″を内蔵したことにより、探触子10に何も
付属物を接続することなくそれ自体で、手動操作により
被検体表面に沿って移動させた際の移動角度及び移動距
離を検出することができる。これにより、被検体に向け
て送受信した超音波ビームの位置及び方向を計測するこ
とができる。As described above, according to the probe 10 of the present invention, the angle sensor 15 and the distance sensors 16 and 1 are provided.
By incorporating 6 ′ and 16 ″, it is possible to detect the movement angle and the movement distance when the probe 10 is moved along the surface of the object by a manual operation without connecting any accessory to the probe 10. Thereby, the position and direction of the ultrasonic beam transmitted and received toward the subject can be measured.
【0032】なお、以上の説明では、リニア電子走査方
式の探触子について適用した例を述べたが、本発明はこ
れに限らず、セクタ電子走査方式又はセクタ機械走査方
式の探触子、或いは単板振動子型の探触子についても同
様に適用することができる。In the above description, an example in which the linear electronic scanning type probe is applied has been described, but the present invention is not limited to this, and the sector electronic scanning type or sector mechanical scanning type probe, or The same can be applied to a single plate transducer type probe.
【0033】図7は、図1及び図5並びに図6に示す探
触子10の関連発明としての超音波診断装置の実施例を
示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波
を利用して被検体の診断部位について断層像を得るもの
で、電子リニア走査形とされており、図7に示すよう
に、探触子10と、超音波送受信部37と、整相回路3
8と、検波器39と、ディジタルスキャンコンバータ
(以下「DSC」と略称する)40と、信号処理回路4
1と、テレビモニタ42と、制御部43とを有し、更に
角度演算回路44と、距離演算回路45とを備えて成
る。FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus as a related invention of the probe 10 shown in FIGS. 1, 5 and 6. This ultrasonic diagnostic apparatus obtains a tomographic image of a diagnostic region of a subject using ultrasonic waves and is of an electronic linear scanning type. As shown in FIG. Transmitter / receiver 37 and phasing circuit 3
8, a detector 39, a digital scan converter (hereinafter abbreviated as "DSC") 40, and a signal processing circuit 4
1, a television monitor 42, and a control unit 43, and further includes an angle calculation circuit 44 and a distance calculation circuit 45.
【0034】上記探触子10は、被検体に向けて超音波
を送受信するもので、本発明においては、図1又は図5
又は図6に示すように角度センサ15及び距離センサ1
6,16′,16″を内蔵したものとされ、被検体表面
に対する移動角度及び移動距離をそれ自体で検出できよ
うになっている。The probe 10 transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, and in the present invention, the probe shown in FIG.
Alternatively, as shown in FIG. 6, the angle sensor 15 and the distance sensor 1
6, 16 ', 16 "are built in so that the movement angle and the movement distance with respect to the surface of the subject can be detected by themselves.
【0035】超音波送受信部37は、上記探触子10を
駆動して超音波を送信及び受信させるもので、該探触子
10内で一列状に多数配列された振動子素子のうち一群
の振動子素子のみを順次選択して切り換える電子スイッ
チ46と、この電子スイッチ46で選択された振動子素
子に対し所定の遅延時間を与えて超音波の打ち出し駆動
パルスを印加するパルス発生器47と、上記電子スイッ
チ46を介して探触子10の各振動子素子のうちの一群
からの受波信号を入力し時間と共に利得を増加させ検診
深度に応じて信号強度を補正する可変利得増幅器48と
から成る。The ultrasonic wave transmitter / receiver 37 drives the probe 10 to transmit and receive ultrasonic waves. The ultrasonic wave transmitter / receiver 37 is a group of a plurality of transducer elements arranged in a row in the probe 10. An electronic switch 46 that sequentially selects and switches only the transducer elements, and a pulse generator 47 that applies a drive pulse for launching ultrasonic waves by giving a predetermined delay time to the transducer elements selected by the electronic switch 46. From the variable gain amplifier 48 that receives the received signal from one group of each transducer element of the probe 10 via the electronic switch 46, increases the gain with time, and corrects the signal strength according to the examination depth. Become.
【0036】整相回路38は、上記超音波送受信部37
の可変利得増幅器48からの出力信号に所定の遅延時間
を与えて位相を揃え、受信エコーの指向を鋭くするもの
である。そして、検波器39は、上記整相回路38から
出力されるエコー信号の大きさに対応した信号を検出す
るものである。The phasing circuit 38 includes the ultrasonic wave transmitting / receiving section 37.
The output signal from the variable gain amplifier 48 is provided with a predetermined delay time so that the phases thereof are aligned and the direction of the reception echo is sharpened. The detector 39 detects a signal corresponding to the magnitude of the echo signal output from the phasing circuit 38.
【0037】DSC40は、上記検波器39からの出力
信号を入力してディジタル信号に変換し、内部の記憶手
段に書き込むと共に読み出し、これを再びアナログ信号
に変換して標準テレビのタイミングで出力するもので、
その内部構成及び動作は後述する。また、信号処理回路
41は、上記DSC40から出力されたアナログビデオ
信号を入力して増幅及びγ補正などの信号処理を行うも
のである。さらに、テレビモニタ42は、上記信号処理
回路41で処理し出力されたビデオ信号を入力して画像
として表示するものである。The DSC 40 receives the output signal from the detector 39, converts it into a digital signal, writes it into the internal storage means and reads it out, converts it into an analog signal again, and outputs it at the standard TV timing. so,
The internal configuration and operation will be described later. The signal processing circuit 41 receives the analog video signal output from the DSC 40 and performs signal processing such as amplification and γ correction. Further, the television monitor 42 inputs the video signal processed and output by the signal processing circuit 41 and displays it as an image.
【0038】そして、制御部43は、上記の各構成要素
の動作を制御するもので、電子スイッチ46及び可変利
得増幅器48並びに整相回路38などの制御を、前記D
SC40からのタイミング信号に従って実行するように
なっている。The control section 43 controls the operation of each of the above-mentioned constituent elements, and controls the electronic switch 46, the variable gain amplifier 48, the phasing circuit 38, etc.
It is designed to be executed according to the timing signal from the SC 40.
【0039】さらに、角度演算回路44は、前記探触子
10内の角度センサ15(図1参照)からの検出信号を
入力し被検体表面に対する移動角度を演算するものであ
る。また、距離演算回路45は、上記探触子10内の距
離センサ16(図1参照)からの検出信号を入力し被検
体表面に対する移動距離を演算するものである。そし
て、上記両演算回路44,45で演算した結果の信号
は、前記DSC40へ送られるようになっている。Further, the angle calculation circuit 44 inputs a detection signal from the angle sensor 15 (see FIG. 1) in the probe 10 and calculates the movement angle with respect to the surface of the subject. Further, the distance calculation circuit 45 inputs a detection signal from the distance sensor 16 (see FIG. 1) in the probe 10 and calculates the moving distance with respect to the surface of the subject. The signals resulting from the arithmetic operations of the arithmetic circuits 44 and 45 are sent to the DSC 40.
【0040】図8は上記DSC40の内部構成を示すブ
ロック図である。このDSC40は、入力部に前記検波
器39からの信号をディジタル信号に変換するA/D変
換器49が設けられ、出力部にはディジタル信号をアナ
ログ信号に変換して前記信号処理回路41へ送出するD
/A変換器50が設けられ、このA/D変換器49とD
/A変換器50との間には受信したエコー信号の強さに
対応したデータが書き込まれるフレームメモリ51が設
けられている。そして、上記フレームメモリ51へのデ
ータの書き込みは、書込みバッファメモリ52を介して
行われ、該フレームメモリ51からのデータの読み出し
は、読出しバッファメモリ53を介して行われる。この
とき、データの書込み及び読出しの各アドレスは、それ
ぞれ独立に実行する書込みアドレス発生器54又は読出
しアドレス発生器55によって制御されるようになって
いる。これにより、テレビ同期信号のタイミングとも関
連するが、超音波の送受信のタイミングに従ってフレー
ムメモリ51の表示画面に対応するアドレスにエコー信
号のデータが書き込まれ、かつその内容は繰り返し標準
テレビのタイミングで読み出される。FIG. 8 is a block diagram showing the internal structure of the DSC 40. This DSC 40 is provided with an A / D converter 49 for converting the signal from the wave detector 39 into a digital signal in the input section, and converts the digital signal into an analog signal in the output section and sends it to the signal processing circuit 41. Do D
A / A converter 50 is provided, and this A / D converter 49 and D
A frame memory 51 in which data corresponding to the intensity of the received echo signal is written is provided between the A / A converter 50 and the A / A converter 50. The writing of data to the frame memory 51 is performed via the write buffer memory 52, and the reading of data from the frame memory 51 is performed via the read buffer memory 53. At this time, each address of writing and reading of data is controlled by the write address generator 54 or the read address generator 55 which is independently executed. As a result, although related to the timing of the television synchronizing signal, the echo signal data is written to the address corresponding to the display screen of the frame memory 51 according to the timing of transmitting and receiving the ultrasonic wave, and the content is repeatedly read at the timing of the standard television. Be done.
【0041】前記検波器39からの超音波画像信号は上
記A/D変換器49によりディジタル信号に変換され、
超音波の1回の送波で得られる超音波ビーム1本に相当
するデータを上記書込みバッファメモリ52に記憶させ
る。また、探触子10内の角度センサ15及び距離セン
サ16からの検出信号は、それぞれ図7に示す角度演算
回路44又は距離演算回路45へ入力して該探触子10
の移動角度及び移動距離の信号が得られ、これらの信号
は図8において書込みアドレス発生器54へ入力する。
そして、上記書込みバッファメモリ52は、通常ライン
メモリが用いられ、制御部43(図7参照)からの超音
波の送受信のタイミングにより読み出される。この書込
みバッファメモリ52から読み出されたデータは、テレ
ビ同期信号発生器56のタイミングで制御されるマルチ
プレクサ57によるフレームメモリ51の読出し期間を
避けたタイミングで、書込みアドレス発生器54のアド
レス信号に従ってフレームメモリ51に書き込まれる。The ultrasonic image signal from the detector 39 is converted into a digital signal by the A / D converter 49,
Data corresponding to one ultrasonic beam obtained by transmitting ultrasonic waves once is stored in the write buffer memory 52. Detection signals from the angle sensor 15 and the distance sensor 16 in the probe 10 are input to the angle calculation circuit 44 or the distance calculation circuit 45 shown in FIG.
Signals of the moving angle and the moving distance are obtained, and these signals are input to the write address generator 54 in FIG.
A normal line memory is used as the write buffer memory 52, and the write buffer memory 52 is read at the timing of ultrasonic wave transmission / reception from the control unit 43 (see FIG. 7). The data read from the write buffer memory 52 is framed according to the address signal of the write address generator 54 at a timing avoiding the read period of the frame memory 51 by the multiplexer 57 controlled at the timing of the television sync signal generator 56. It is written in the memory 51.
【0042】このとき、上記フレームメモリ51へのエ
コー信号の書込みアドレスは、探触子10において超音
波の送受信に携わる振動子素子群により決まる該探触子
10上での送受信の位置と、その探触子10の被検体表
面に対する接触位置とにより決まる。すなわち、上記書
込みアドレス発生器54は、図7に示す制御部43の電
子スイッチ46に対する制御信号と、角度演算回路44
及び距離演算回路45からの探触子10の移動角度及び
移動距離の計測信号とに基づいて、書込みアドレスのデ
ータを発生するようになっている。At this time, the write address of the echo signal to the frame memory 51 is determined by the transducer element group involved in transmitting and receiving ultrasonic waves in the probe 10, and the transmitting and receiving position on the probe 10, and its position. It is determined by the contact position of the probe 10 with respect to the surface of the subject. That is, the write address generator 54 has a control signal for the electronic switch 46 of the control unit 43 shown in FIG.
The write address data is generated based on the measurement signals of the movement angle and the movement distance of the probe 10 from the distance calculation circuit 45.
【0043】次に、図7に示す探触子10を手で保持し
て被検体の体表面上を適宜移動させ、上記被検体の検査
部位に超音波を送受信して広視野の超音波断層像を得る
状態について、図9を参照して説明する。まず、図9
(a)において、被検体1の体表面上に探触子10を符
号101で示す状態に置いたとする。このとき、上記探
触子10内の超音波振動子12の素子配列で最初に超音
波の送受信に携わる一方端の位置をAとし、リニア電子
走査を実行するに従って超音波の送受信位置は順次他方
端側へ移動してBの位置に達するとする。また、超音波
の送受信の深さ方向はACとする。このような状態で収
集した超音波画像のデータのDSC40内のフレームメ
モリ51におけるアドレスは、図9(b)において符号
Ad1で示したごとく定められる。そして、上記のリニア
電子走査の実行に対応して、図9(b)に示したフレー
ムメモリのアドレスAd1は、同図(a)における位置A
からBへの移動が同図(b)ではA′からB′へと方向
Nに沿って順次定められる。また、図9(a)における
深さ方向ACは同図(b)においてA′からC′へと方
向Mに沿って順次定められる。Next, the probe 10 shown in FIG. 7 is held by hand and appropriately moved on the body surface of the subject, and ultrasonic waves are transmitted / received to / from the examination site of the subject to wide-field ultrasonic tomography. The state of obtaining an image will be described with reference to FIG. First, FIG.
In (a), it is assumed that the probe 10 is placed on the body surface of the subject 1 in the state indicated by reference numeral 10 1 . At this time, the position of one end of the element array of the ultrasonic transducers 12 in the probe 10 that is first involved in transmission and reception of ultrasonic waves is set to A, and as the linear electronic scanning is performed, the ultrasonic transmission and reception positions are sequentially changed to the other. Suppose it moves to the end and reaches position B. Further, the depth direction of transmission and reception of ultrasonic waves is AC. The address of the ultrasonic image data collected in such a state in the frame memory 51 in the DSC 40 is determined as indicated by the reference symbol Ad 1 in FIG. 9B. Corresponding to the execution of the above-mentioned linear electronic scanning, the address Ad 1 of the frame memory shown in FIG. 9B is at position A in FIG. 9A.
The movement from B to B is sequentially determined along the direction N from A ′ to B ′ in FIG. Further, the depth direction AC in FIG. 9A is sequentially determined along the direction M from A ′ to C ′ in FIG. 9B.
【0044】次に、上記探触子10を手で保持して被検
体1の体表面上を移動させ、図9(a)において符号1
02で示す状態に位置させたとする。このとき、上記探
触子10内の超音波振動子12の素子配列で最初に超音
波の送受信に携わる一方端の位置をDとし、リニア電子
走査を実行するに従って超音波の送受信位置は順次他方
端側へ移動してEの位置に達するとする。また、超音波
の送受信の深さ方向はDFとする。さらに、上記探触子
10から打ち出される超音波ビームは、前回の状態に対
し角θだけ傾いたとする。この場合、図9(a)におい
て、位置Aから位置Dへの移動距離及びそのときの移動
角度θは、前述の角度センサ15と距離センサ16並び
に角度演算回路44と距離演算回路45によって計測す
ることができるので、既知の位置Aから位置Dを知るこ
とができる。また、リニア電子走査に伴って図9(a)
に示されたDEに沿う超音波ビームの送受信の位置を計
算することができるので、これらの位置に対応するフレ
ームメモリ51上のアドレスが同図(b)においてD′
からE′へと順次定められ、深さ方向にはD′からF′
へと順次定められる。すなわち、このような状態で収集
した超音波画像のデータのDSC40内のフレームメモ
リ51におけるアドレスは、図9(b)において符号A
d2で示したごとく定められる。Next, while holding the probe 10 by hand, the probe 10 is moved on the body surface of the subject 1, and in FIG.
0 and was positioned in the state shown by two. At this time, in the element array of the ultrasonic transducers 12 in the probe 10, the position of one end involved in transmitting and receiving ultrasonic waves first is set to D, and as the linear electronic scanning is performed, the transmitting and receiving positions of ultrasonic waves are sequentially changed to the other. Suppose that it moves to the end side and reaches position E. The depth direction of ultrasonic wave transmission / reception is DF. Further, it is assumed that the ultrasonic beam emitted from the probe 10 is inclined by an angle θ with respect to the previous state. In this case, in FIG. 9A, the moving distance from the position A to the position D and the moving angle θ at that time are measured by the angle sensor 15, the distance sensor 16, the angle calculating circuit 44, and the distance calculating circuit 45 described above. Therefore, the position D can be known from the known position A. In addition, as shown in FIG.
Since it is possible to calculate the transmission / reception positions of the ultrasonic beam along the DE shown in FIG. 3, the addresses on the frame memory 51 corresponding to these positions are D ′ in FIG.
To E ', and in the depth direction D'to F'
It is decided sequentially to. That is, the address of the ultrasonic image data collected in such a state in the frame memory 51 in the DSC 40 is indicated by the symbol A in FIG. 9B.
It is set as shown in d 2 .
【0045】このようにして、図8に示す書込みアドレ
ス発生器54により定められたアドレスに基づいて、書
込みバッファメモリ52からのデータがフレームメモリ
51に書き込まれる。また、テレビ同期信号発生器56
によりテレビモニタ42の表示アドレスに対応付けされ
た読出しアドレス発生器55からのアドレスに従って、
上記フレームメモリ51のデータが順次読み出されて読
出しバッファメモリ53に書き込まれる。その後、この
読出しバッファメモリ53から標準テレビのシーケンス
に従ってデータが読み出され、D/A変換器50でアナ
ログ信号に変換され、図7に示す信号処理回路41を介
してコンポジットビデオ信号としてテレビモニタ42に
送られ、画像として表示される。In this way, the data from the write buffer memory 52 is written in the frame memory 51 based on the address determined by the write address generator 54 shown in FIG. In addition, the television sync signal generator 56
According to the address from the read address generator 55 associated with the display address of the television monitor 42 by
The data in the frame memory 51 is sequentially read and written in the read buffer memory 53. After that, data is read from the read buffer memory 53 in accordance with the standard television sequence, converted into an analog signal by the D / A converter 50, and the television monitor 42 as a composite video signal via the signal processing circuit 41 shown in FIG. Sent to and displayed as an image.
【0046】このとき、図9(a)に示す探触子101
の位置で計測した画像データをフレームメモリ51に書
き込んで更新しない状態で、該探触子を102の位置に
移動させると、図9(b)に示す探触子101に対応す
る領域A1に、探触子102に対応する領域A2が重畳す
る部分が発生し、この重畳領域A12の画像データとし
て、領域A1のデータと領域A2のデータとの平均値、或
いはいずれか大きい方のデータを、上記探触子10をわ
ずかに移動する毎に順次書き込むようにすればよい。こ
のようにすると、複合走査の断層像となり、リニア電子
走査においては、超音波が被検体内に十分に入射されな
いため影となってしまう部分を少なくすることができ
る。At this time, the probe 10 1 shown in FIG.
When the probe is moved to the position 10 2 in a state where the image data measured at the position is written in the frame memory 51 and is not updated, the area A corresponding to the probe 10 1 shown in FIG. 1, probe 10 2 corresponding regions a portion 2 is superimposed on the generated, as the image data of the overlapping region a 12, the average value of the data of the data and the area a 2 regions a 1, or any The larger data may be sequentially written each time the probe 10 is slightly moved. By doing so, a tomographic image of the composite scanning is obtained, and in the linear electronic scanning, the portion that becomes a shadow because the ultrasonic waves are not sufficiently incident into the subject can be reduced.
【0047】一方、探触子101に対応する領域A1の画
像データを書込み完了した後、更新しない状態で逐次そ
の探触子を移動させる動作において、例えば探触子10
2の位置に対応して新しく生成される領域A2のみに画像
データを書き込み、領域A1とA2の重畳領域A12の画像
データとして、領域A1のデータか或いは領域A2のデー
タのいずれか一方のみを書き込むようにすると、従来の
超音波診断装置におけるリニア電子走査に比べ、広視野
の超音波断層像が得られる。On the other hand, after the image data of the area A 1 corresponding to the probe 10 1 has been written, the probe 10 is sequentially moved without being updated.
The image data is written only in the area A 2 newly generated corresponding to the position 2 and the image data of the area A 1 or the data of the area A 2 is used as the image data of the overlapping area A 12 of the areas A 1 and A 2 . When only one of them is written, an ultrasonic tomographic image with a wider field of view can be obtained as compared with the linear electronic scanning in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
【0048】なお、上記のような探触子10では、被検
体1の体表面に接する部分が小さいため、該探触子10
を手で体表面に沿って移動させる場合、図9(c)に示
すように、必ずしも上記探触子10の超音波振動子面の
方向に沿って移動することにはならない。すなわち、図
9(c)において、被検体1の傾斜した体表面に対して
探触子10を立てたまま斜め方向に移動させることがあ
る。このとき、例えばリニア電子走査方式の探触子10
においても、被検体1の体表面を強く圧して矢印方向に
斜め移動させることにより、上記探触子10の位置検出
に誤差が生じることがある。このような誤差を解消する
ために、上記探触子10内に水平方向或いは垂直方向の
加速度計を設け、いずれかの方向の移動距離を算出して
上記の位置検出誤差を補正すればよい。In the probe 10 as described above, since the portion in contact with the body surface of the subject 1 is small, the probe 10 is
When the hand is moved along the body surface by hand, it does not necessarily move along the direction of the ultrasonic transducer surface of the probe 10 as shown in FIG. 9C. That is, in FIG. 9C, the probe 10 may be moved diagonally while standing upright with respect to the inclined body surface of the subject 1. At this time, for example, the linear electronic scanning type probe 10
In the above, too, if the body surface of the subject 1 is strongly pressed and slanted in the arrow direction, an error may occur in the position detection of the probe 10. In order to eliminate such an error, a horizontal or vertical accelerometer may be provided in the probe 10 to calculate the moving distance in either direction to correct the position detection error.
【0049】以上、図7に示す実施例においては、被検
体内の反射エコー強度に応じて臓器の形状を断層像とし
て表示する場合を説明したが、反射エコーのドプラ偏移
周波数に対応して血流の速さを色相で表示するカラード
プラ断層像を広視野に表示する場合にも適用できる。ま
た、図7に示す実施例では、リニア電子走査方式の探触
子10を用いた場合を説明したが、これに限らず、フェ
ーズドアレー型探触子又はコンベックス型探触子或いは
機械走査型探触子、単板振動子型探触子などを用いる場
合にも適用できる。As described above, in the embodiment shown in FIG. 7, the case where the shape of the organ is displayed as a tomographic image according to the intensity of the reflected echo in the subject has been described, but it corresponds to the Doppler shift frequency of the reflected echo. The present invention can also be applied to a case where a color Doppler tomographic image displaying the blood flow speed in hue is displayed in a wide field of view. In the embodiment shown in FIG. 7, the case where the linear electronic scanning type probe 10 is used has been described, but the present invention is not limited to this, and the phased array type probe, the convex type probe or the mechanical scanning type probe is used. It can also be applied to the case of using a probe, a single plate transducer type probe, or the like.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明による探触子10(図1、図5、
図6参照)は以上のように構成されたので、内蔵された
角度センサ15により被検体に対し超音波を送受信する
超音波振動子12の被検体表面に対する移動角度を検出
すると共に、同じく内蔵された距離センサ16で上記超
音波振動子12の被検体表面に対する移動距離を検出す
ることができる。これにより、探触子10を手動操作に
より被検体表面に沿って移動させつつ送受信した際の超
音波ビームの位置及び方向をその探触子10自体で計測
することができる。The probe 10 according to the present invention (see FIG. 1, FIG. 5,
6) is configured as described above, the built-in angle sensor 15 detects the movement angle of the ultrasonic transducer 12 that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, and is also built in. The distance sensor 16 can detect the moving distance of the ultrasonic transducer 12 with respect to the surface of the subject. This allows the probe 10 itself to measure the position and direction of the ultrasonic beam when transmitting and receiving while moving the probe 10 along the surface of the subject by manual operation.
【0051】また、本発明による超音波診断装置(図7
参照)は以上のように構成されたので、角度センサ15
と距離センサ16とを内蔵して成る探触子10を用いる
ことにより、被検体に対し超音波を送受信する探触子1
0の被検体表面に対する移動角度及び移動距離を検出
し、角度演算回路44で上記角度センサ15からの検出
信号を入力して被検体表面に対する移動角度を演算する
と共に、距離演算回路45で上記距離センサ16からの
検出信号を入力して被検体表面に対する移動距離を演算
することができる。従って、従来のように超音波診断装
置の本体部と探触子10との間にスキャナのような計測
具を連結することは要さず、探触子10を自由に動かす
ことができその操作性を向上することができると共に、
装置全体を小形化することができる。また、上記両演算
回路44,45からの出力信号と上記探触子10におけ
る超音波ビームの送受信位置及び方向のデータとに基づ
いて、断層像を形成するための超音波エコー信号を表示
する位置を演算することができる。これらのデータを用
いることにより、従来よりも広視野の超音波断層像或い
は複合走査断層像を形成可能とすることができる。The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention (see FIG. 7).
Since the reference) is configured as described above, the angle sensor 15
A probe 1 that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject by using a probe 10 including a built-in sensor and a distance sensor 16.
The moving angle and the moving distance of 0 relative to the surface of the object are detected, and the angle calculating circuit 44 inputs the detection signal from the angle sensor 15 to calculate the moving angle with respect to the surface of the object. By inputting the detection signal from the sensor 16, the moving distance with respect to the surface of the subject can be calculated. Therefore, it is not necessary to connect a measuring tool such as a scanner between the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus and the probe 10 as in the related art, and the probe 10 can be freely moved to operate it. It is possible to improve the
The entire device can be miniaturized. Further, a position for displaying an ultrasonic echo signal for forming a tomographic image based on the output signals from both the arithmetic circuits 44 and 45 and the data on the transmitting / receiving position and direction of the ultrasonic beam in the probe 10. Can be calculated. By using these data, it is possible to form an ultrasonic tomographic image or a composite scanning tomographic image with a wider field of view than before.
【図1】 本発明による探触子の実施例を示す内部構造
の断面説明図、FIG. 1 is a sectional explanatory view of an internal structure showing an embodiment of a probe according to the present invention,
【図2】 角度センサの具体的な構造例を示す斜視図、FIG. 2 is a perspective view showing a specific structural example of an angle sensor,
【図3】 角度センサの具体的な構造の他の例を示す斜
視図、FIG. 3 is a perspective view showing another example of a specific structure of the angle sensor,
【図4】 上記探触子の被検体表面上での移動角度及び
移動距離を検出する状態を示す説明図、FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which a moving angle and a moving distance of the probe on the surface of a subject are detected.
【図5】 本発明による探触子の他の実施例を示す断面
説明図、FIG. 5 is an explanatory sectional view showing another embodiment of the probe according to the present invention,
【図6】 本発明による探触子の更に他の実施例を示す
断面説明図、FIG. 6 is an explanatory sectional view showing still another embodiment of the probe according to the present invention,
【図7】 上記探触子の関連発明としての超音波診断装
置の実施例を示すブロック図、FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus as a related invention of the probe.
【図8】 DSCの内部構成を示すブロック図、FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the DSC,
【図9】 探触子を被検体表面上で適宜移動させ検査部
位について広視野の超音波断層像を得る状態を示す説明
図、FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which a probe is appropriately moved on the surface of a subject to obtain a wide-field ultrasonic tomographic image of an inspection site;
【図10】 従来の超音波診断装置を示すブロック図、FIG. 10 is a block diagram showing a conventional ultrasonic diagnostic apparatus,
【図11】 従来例において探触子の移動距離及び移動
角度を計測するスキャナを示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a scanner that measures a moving distance and a moving angle of a probe in a conventional example.
10…探触子、 12…超音波振動子、 13…吸音
材、 14…音響レンズ、15…角度センサ、 16,
16′,16″…距離センサ、 17…音響媒体、18
a,18b…超音波振動子、 21…音片型振動子、
22…音叉型振動子、 23,24…駆動用圧電磁器、
25,26…検出用圧電磁器、37…超音波送受信
部、 38…整相回路、 39…検波器、 40…DS
C、41…信号処理回路、 42…テレビモニタ、 4
3…制御部、 44…角度演算回路、 45…距離演算
回路。10 ... Probe, 12 ... Ultrasonic transducer, 13 ... Sound absorbing material, 14 ... Acoustic lens, 15 ... Angle sensor, 16,
16 ', 16 "... Distance sensor, 17 ... Acoustic medium, 18
a, 18b ... Ultrasonic transducer, 21 ... Tone piece transducer,
22 ... Tuning fork type vibrator, 23, 24 ... Driving piezoelectric ceramic,
25, 26 ... Detecting piezoelectric ceramic, 37 ... Ultrasonic wave transmitting / receiving section, 38 ... Phase adjusting circuit, 39 ... Detector, 40 ... DS
C, 41 ... Signal processing circuit, 42 ... Television monitor, 4
3 ... Control unit, 44 ... Angle calculation circuit, 45 ... Distance calculation circuit
Claims (5)
送信及び受信する超音波振動子と、この超音波振動子の
背面側に設けられ該背面側に放出される超音波を吸収す
る吸音材と、上記超音波振動子の前面側に設けられ超音
波ビームを集束させる音響レンズと、上記超音波振動子
の被検体表面に対する移動角度を検出する角度センサ
と、該超音波振動子の被検体表面に対する移動距離を検
出する距離センサとを備えて成ることを特徴とする探触
子。1. An ultrasonic transducer which is made of a piezoelectric material and which transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, and sound absorption which is provided on the back side of the ultrasonic transducer and absorbs the ultrasonic waves emitted to the back side. Material, an acoustic lens provided on the front side of the ultrasonic transducer for focusing the ultrasonic beam, an angle sensor for detecting a moving angle of the ultrasonic transducer with respect to the surface of the subject, and an ultrasonic sensor for the ultrasonic transducer. A probe comprising: a distance sensor that detects a moving distance with respect to the surface of the sample.
圧電磁器によって振動させ、この圧電振動子の中心軸に
回転角速度が加わった際にもとの振動軸に対して直角方
向の軸に生じるコリオリ力を検出用圧電磁器によって検
出することにより、上記回転角速度を検出する圧電ジャ
イロを用いたものであることを特徴とする請求項1記載
の探触子。2. The angle sensor vibrates a piezoelectric vibrator by a driving piezoelectric ceramic, and when a rotational angular velocity is applied to the central axis of the piezoelectric vibrator, the angle sensor moves the axis perpendicular to the original vibration axis. 2. The probe according to claim 1, wherein a piezoelectric gyro that detects the rotational angular velocity by detecting the generated Coriolis force with a detection piezoelectric ceramic is used.
ズの前側面の延長面上に位置すると共に被検体の音響イ
ンピーダンスと異なる音響インピーダンスを有する音響
媒体と、この音響媒体の後面において被検体表面に超音
波を打ち出すと共にその反射波を受信する超音波振動子
とから成り、この超音波振動子から被検体表面に送受信
した超音波のエコー信号のドプラ偏移周波数を計測しう
るものとしたことを特徴とする請求項1又は2記載の探
触子。3. The distance sensor, the front surface of which is located on an extension surface of the front side surface of the acoustic lens and has an acoustic impedance different from the acoustic impedance of the subject, and the subject surface on the rear surface of the acoustic medium. It is composed of an ultrasonic transducer that emits ultrasonic waves to the body and receives the reflected waves, and is capable of measuring the Doppler shift frequency of the echo signal of the ultrasonic waves transmitted and received from the ultrasonic transducer to the subject surface. The probe according to claim 1 or 2, characterized in that.
を送信及び受信する超音波振動子の一部を用い、被検体
にある角度をもって超音波を打ち出すと共にその反射波
を受信し、上記超音波振動子の一部から被検体に打ち出
した超音波のエコー信号のドプラ偏移周波数を計測しう
るものとしたことを特徴とする請求項1又は2記載の探
触子。4. The distance sensor uses a part of an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves to and from an object, emits ultrasonic waves at an angle to the object, and receives reflected waves thereof, The probe according to claim 1 or 2, wherein the Doppler shift frequency of the echo signal of the ultrasonic wave that is emitted from a part of the ultrasonic transducer to the subject can be measured.
子と、この探触子を駆動して超音波を送信及び受信させ
る超音波送受信部と、上記探触子からの受信信号を検波
する検波器と、この検波器からの出力信号を画像として
表示する表示装置とを有する超音波診断装置において、
上記探触子として請求項1〜4のいずれかに記載の探触
子を用いると共に、この探触子内の角度センサからの検
出信号を入力し被検体表面に対する移動角度を演算する
角度演算回路を設け、かつ該探触子内の距離センサから
の検出信号を入力し被検体表面に対する移動距離を演算
する距離演算回路を設け、これら両演算回路からの出力
信号と上記探触子における超音波ビームの送受信位置及
び方向のデータとに基づいて断層像を形成するための超
音波エコー信号を表示する位置を演算するようにしたこ
とを特徴とする超音波診断装置。5. A probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject, an ultrasonic transmitting / receiving unit for driving the probe to transmit and receive ultrasonic waves, and a received signal from the probe. In an ultrasonic diagnostic apparatus having a detector for detecting and a display device for displaying an output signal from the detector as an image,
An angle calculation circuit which uses the probe according to any one of claims 1 to 4 as the probe and inputs a detection signal from an angle sensor in the probe to calculate a movement angle with respect to a surface of a subject. And a distance calculation circuit for inputting a detection signal from a distance sensor in the probe to calculate a moving distance with respect to the surface of the subject, and output signals from both calculation circuits and ultrasonic waves in the probe. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a position for displaying an ultrasonic echo signal for forming a tomographic image is calculated on the basis of data on a transmission / reception position and a direction of a beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203706A JPH0523332A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Probe and ultrasonic diagnosing apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3203706A JPH0523332A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Probe and ultrasonic diagnosing apparatus using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523332A true JPH0523332A (en) | 1993-02-02 |
Family
ID=16478508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3203706A Pending JPH0523332A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Probe and ultrasonic diagnosing apparatus using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0523332A (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000005178A (en) * | 1998-06-17 | 2000-01-11 | Fujitsu Ltd | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device |
| JP2002177275A (en) * | 2000-08-25 | 2002-06-25 | Acuson Corp | Ultrasonic picture image formation method for medical diagnosis for expansion of visual field |
| JP2002531978A (en) * | 1998-11-27 | 2002-09-24 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク | Ultrasonic contact transducer with multiple elements |
| JP2003503139A (en) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Extended field of view ultrasound diagnostic imaging by image recapture |
| WO2003022153A1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonographic apparatus, ultrasonographic data processing method, and ultrasonographic data processing program |
| JP2006317417A (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Toshiba Corp | Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic probe apparatus used in the inspection apparatus |
| JP2008136855A (en) * | 2006-11-02 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic equipment |
| JP2010017433A (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| US7678410B2 (en) | 2002-12-20 | 2010-03-16 | Lg Display Co., Ltd. | Dispenser for liquid crystal display panel and dispensing method using the same |
| US8100015B2 (en) | 2007-11-20 | 2012-01-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic probe used for same |
| JP2012531589A (en) * | 2009-06-23 | 2012-12-10 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | Identification of resonance parameters of mechanical oscillators |
| JP2012254279A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-27 | Sony Corp | Image processing device, image processing method, program, recording medium, image processing system, and probe |
| JP2014050761A (en) * | 2007-05-02 | 2014-03-20 | Canon Inc | Image forming device, and image forming method |
| JP2016191572A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日立造船株式会社 | Ultrasonic inspection equipment |
| CN114504341A (en) * | 2022-02-10 | 2022-05-17 | 艾先星 | Department of anesthesia ultrasonic testing device |
| CN115493662A (en) * | 2022-11-21 | 2022-12-20 | 成都流体动力创新中心 | Integrated ultrasonic flowmeter and system for aerospace |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP3203706A patent/JPH0523332A/en active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000005178A (en) * | 1998-06-17 | 2000-01-11 | Fujitsu Ltd | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device |
| JP2002531978A (en) * | 1998-11-27 | 2002-09-24 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク | Ultrasonic contact transducer with multiple elements |
| JP2003503139A (en) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Extended field of view ultrasound diagnostic imaging by image recapture |
| JP2002177275A (en) * | 2000-08-25 | 2002-06-25 | Acuson Corp | Ultrasonic picture image formation method for medical diagnosis for expansion of visual field |
| WO2003022153A1 (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonographic apparatus, ultrasonographic data processing method, and ultrasonographic data processing program |
| US7828731B2 (en) | 2001-09-06 | 2010-11-09 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonographic apparatus, ultrasonographic data processing method, and ultrasonographic data processing program |
| US7678410B2 (en) | 2002-12-20 | 2010-03-16 | Lg Display Co., Ltd. | Dispenser for liquid crystal display panel and dispensing method using the same |
| JP2006317417A (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Toshiba Corp | Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic probe apparatus used in the inspection apparatus |
| JP2008136855A (en) * | 2006-11-02 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic equipment |
| JP2014050761A (en) * | 2007-05-02 | 2014-03-20 | Canon Inc | Image forming device, and image forming method |
| US8100015B2 (en) | 2007-11-20 | 2012-01-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic probe used for same |
| JP2010017433A (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP2012531589A (en) * | 2009-06-23 | 2012-12-10 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー | Identification of resonance parameters of mechanical oscillators |
| JP2012254279A (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-27 | Sony Corp | Image processing device, image processing method, program, recording medium, image processing system, and probe |
| JP2016191572A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日立造船株式会社 | Ultrasonic inspection equipment |
| CN114504341A (en) * | 2022-02-10 | 2022-05-17 | 艾先星 | Department of anesthesia ultrasonic testing device |
| CN114504341B (en) * | 2022-02-10 | 2023-11-10 | 成都市新都区人民医院 | Ultrasonic detection device for anesthesia department |
| CN115493662A (en) * | 2022-11-21 | 2022-12-20 | 成都流体动力创新中心 | Integrated ultrasonic flowmeter and system for aerospace |
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