JPH0571252B2 - - Google Patents

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JPH0571252B2
JPH0571252B2 JP2293685A JP2293685A JPH0571252B2 JP H0571252 B2 JPH0571252 B2 JP H0571252B2 JP 2293685 A JP2293685 A JP 2293685A JP 2293685 A JP2293685 A JP 2293685A JP H0571252 B2 JPH0571252 B2 JP H0571252B2
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JP
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ultrasonic
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ultrasound
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JP2293685A
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JPS61181445A (ja
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Kaoru Machida
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波を用いて生体診断を行なう超音
波診断装置に係り、特に超音波プローブの駆動方
式を改良した超音波診断装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
超音波診断装置は、例えばジルコン酸チタン酸
鉛磁器(PZT)等の圧電振動子を備えた超音波
プローブを生体に当接し、上記圧電振動子を電気
的に励振することにより生体に超音波を送波し、
そのときの生体組織の境界面の音響インピーダン
スのミスマツチングによつて反射してくる超音波
を同じ超音波プローブにて受波して電気信号に変
換し、これに基づいて得た超音波断層像をモニタ
上に表示して診断に供するようにしたものであ
る。
超音波プローブに備わつた圧電振動子の電気−
音響変換効率は、通常10乃至40%と非常に小さい
ため、超音波に変換されない90乃至60%の残りの
エネルギは、エネルギー損失として超音波プロー
ブ内に比較的多くの熱を発生させることになる。
ところで超音波は、境界面の音響インピーダン
スの差が大きくなればなるほど反射率が大きくな
るので、診断中に超音波プローブを空気中に放置
して一時的に置いておくと、超音波プローブの先
端と空気との音響インピーダンスの相当な差によ
り、大部分の超音波はこの空気との境界面で反射
する。そして、この反射した超音波はみたび電気
信号に変換されるが前述の如く変換効率が非常に
小さいので結局、熱に変換される。
このように超音波プローブは、エネルギー損失
としての熱を発生することになり、しかも診断中
において術者は種々の診断作業を行なわなければ
ならないことから超音波プローブを常時生体に当
接して超音波プローブの先端部と空気との接触を
断つことは事実上不可能である。かといつて超音
波プローブを空気中に放置する毎に装置の電源ス
イツチ等を切つていたのでは診断効率の低下を招
くことになつてしまうので、超音波プローブから
超音波を発したままの状態で空気中に放置され、
エネルギー損失としての熱が相当蓄積されて超音
波プローブの耐久性が非常に低下してしまうとい
う欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に基づいてなされてたもの
で、その目的とするところは、診断効率の低下を
招くことなしに超音波プローブの発熱による耐久
性の劣化を防止することを可能とした超音波診断
装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するために本発明では、超音
波プローブを生体に当接し、超音波駆動回路によ
り上記超音波プローブを駆動することにより該生
体内に超音波を送波し、その反射波を上記超音波
プローブにて受波して反射波情報を得て映像表示
することにより上記生体を無侵襲に診断可能とし
た超音波診断装置において、上記超音波プローブ
が上記生体に当接していないことを検知する検知
手段と、この検知手段の出力により上記超音波プ
ローブが上記生体に当接していないとき上記超音
波駆動回路を非駆動とする制御手段とを具備した
ことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
本発明は、超音波プローブ使用中に超音波を送
波したまま超音波プローブを人体から離して放置
する際、超音波プローブの先端部材例えば音響レ
ンズと外部媒質との境界面での超音波の反射等に
よる超音波の受波をほぼ完全に防止することを主
として、前記目的を達成しようとするものであ
り、以下の点に着目してなされたものである。す
なわち超音波プローブの圧電振動子の電気−音響
変換効率をQとし、この超音波プローブの先端部
材例えば音響レンズとこの音響レンズの音響イン
ピーダンスとほぼ等しい値を有する外部媒質とに
よつて境界面が構成されている場合、超音波プロ
ーブ内で熱に変換されるエネルギは次式(1)によつ
て表わされる。
I1=(1−Q)A+Q(1−y)A +QAxy(1−y)+QAxy2(1−Q) …(1) (Aは初めに加えられた電気エネルギ、xは超音
波プローブ外部で超音波が反射してもどつてくる
割合、yは超音波プローブ内部での超音波の伝播
ロスの割合である。) 右辺第1項は電気エネルギーが超音波に変換さ
れるときの電気−音響変換ロス、第2項目は超音
波送波時のプローブ内での伝播ロス、第3項は超
音波受波時のプローブ内での伝播ロス、第4項は
超音波が電気エネルギーに変換されるときの電気
−音響変換ロスである。
また外部媒質が空気である場合この超音波プロ
ーブ内で熱に変換されるエネルギは次式(2)によつ
て表わされる。
I2=(1−Q)A+Q(1−y)A +QAx′y(1−y)+QAx′y2(1−Q) …(2) 上記(1)式に比べ(2)式はフアクタx′が相違するだ
けである。ところが外部媒質が上記音響レンズの
音響インピーダンスとほぼ等しいときは超音波は
境界面をほとんど透過するので、上記xを零と近
似することができ、また外部媒質が空気である場
合には超音波は境界面でほとんど反射するので上
記x′を1と近似することができることから、上記
両式で表わされる熱エネルギの差(I2−I1)すな
わち境界面で超音波が反射するときと、外部媒質
内に透過するときの超音波プローブ内で発生する
熱エネルギーの差は次式(3)によつて表わされる。
ΔI=I2−I1=QAy(1−y)+QAy2(1−Q) …(3) 従つて超音波プローブから送波される超音波
を、超音波プローブ外に伝播させ吸収することが
できれば、反射した超音波によつて発生する熱エ
ネルギすなわち上記ΔIの発生を抑えることがで
きる。
以下本発明に係る超音波診断装置を図に示す一
実施例に従い説明する。
図においてUEは超音波送信系、超音波受信系、
信号処理系、画像表示系を備えた超音波診断装置
本体であり、画像表示系としてモニタMONを備
えている。
PLBは超音波診断装置本体UEと電気的に接続
されその超音波送受面は診断時には生体Pに当接
される例えばリニア電子スキヤン用超音波プロー
ブであり、その先端部には圧電振動子、λ/4マ
ツチング層、音響レンズ等を備えている。また、
この超音波プローブPLBは先端部のλ/4マツ
チング層の中であつて通常の超音波送受波に影響
しない部位にサーミスタ等の感温素子TMH1,
TMH2が互いに離間して埋設されている。
AMP1,AMP2は夫々感温素子TMH1,
TMH2からの出力を増幅する増幅器であり、
CMP1,CMP2は増幅器AMP1,AMP2から
の出力を取込み、それらの値が夫々設定された最
低値E1と最大値E2との間にあるときのみ信号
を出力する比較器であり、GT1は比較器CMP
1,CMP2の出力信号の論理積を作るゲート回
路であり、BF1は超音波診断装置本体からの画
面停止(フリーズ)信号の否定を生成するバツフ
ア回路であり、GT2はバツフア回路BF1によ
るフリーズ否定信号とゲート回路GT1からの信
号との論理和を作るゲート回路であり、このゲー
ト回路GT2の出力は超音波診断装置本体UEに
パルサーオン(超音波送信系の起動)信号として
与えられる。
次に上記の如く構成された本実施例の作用につ
いて説明する。
先ず、超音波プローブPLBが生体Pの体表に
密着していない場合、即ち、大気中に放置されて
いる時には感温素子TMH1,TMH2の出力は
大気温度に近い温度を検出し、増幅器AMP1,
AMP2の夫々の出力レベルは比較器COM1,
COM2の設定値E1とE2との間の値とはなら
ず、その結果ゲート回路GT1,GT2は共にオ
フとなり、超音波診断装置本体UEにパルサーオ
ン信号を与えない。従つて超音波プローブPLB
が生体Pから離れているときは超音波は発射され
ない。
超音波プローブPLBが生体Pの体表に密着し
ている時には感温素子TMH1,TMH2の出力
は体表温度を検出し、増幅器AMP1,AMP2の
夫々の出力レベルは比較器COM1,COM2の設
定値E1とE2との間の値をとり、その結果ゲー
ト回路GT1はオンとなり、超音波診断装置本体
UEがフリーズでないときにゲート回路GT2は
開き、超音波診断装置本体UEにパルサーオン信
号を与える。従つて、超音波プローブPLBが生
体Pに密着しているときには超音波が発射され
る。
以上述べたように本実施例では、超音波プロー
ブPLBに感温素子TMH1,TMH2を埋設し、
超音波プローブPLBが生体Pに当接しているか
否かを温度情報により検知するようにし、超音波
プローブPLBが生体Pに当接している時のみ超
音波を発射可能としているので、不必要な駆動に
よる圧電振動子の発熱の結果生じる特性劣化は抑
制され、消費電力の低減も図られる。
また、互いに離間して埋設された感温素子
TMH1,TMH2の両出力信号により超音波プ
ローブPLBの送受波面が生体Pに密着している
か否かを知るようにしているので、超音波プロー
ブPLBが偏つて当接している場合等の不完全密
着が防止できる。
上記実施例では感温素子を2つ用いるようにし
ているが、超音波送受に影響を与えない範囲で複
数個用いるようにしてもよい。また、フリーズ信
号を参照しないで感温素子の出力により直接にパ
ルサーオン信号を超音波診断装置本体UEに与え
るようにしてもよい。更に、感温素子の代わりに
感圧素子を用いるようにしてもよい。
本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できるものである。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、超音波プロ
ーブが生体に当接していないことを検知する検知
手段と、この検知手段の出力により上記超音波プ
ローブが上記生体に当接していないとき上記超音
波駆動回路を非駆動とする制御手段とを具備した
ので、診断効率の低下を招くことなしに超音波プ
ローブの発熱による耐久性の劣化を防止すること
が可能な超音波診断装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例
を示すブロツク図である。 UE…超音波診断装置本体、TMH1,TMH2
…感温素子、AMP1,AMP2…増幅器、COM
1,COM2…比較器、GT1,GT2…ゲート回
路、BF1…バツフア回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 超音波プローブを生体に当接し、超音波駆動
    回路により上記超音波プローブを駆動することに
    より該生体内に超音波を送波し、その反射波を上
    記超音波プローブにて受波して反射波情報を得て
    映像表示することにより上記生体を無侵襲に診断
    可能とした超音波診断装置において、上記超音波
    プローブが上記生体に当接していないことを検知
    する検知手段と、この検知手段の出力により上記
    超音波プローブが上記生体に当接していないとき
    上記超音波駆動回路を非駆動とする制御手段とを
    具備したことを特徴とする超音波診断装置。 2 検知手段としては、超音波プローブの生体当
    接面近傍に設けられた感温素子であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の超音波診断装
    置。 3 制御手段としては、超音波プローブが生体に
    当接していないことを示す検知手段の出力と超音
    波画面停止(フリーズ)信号との論理和条件が成
    立したとき超音波駆動回路を非駆動とすることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波診
    断装置。
JP2293685A 1985-02-08 1985-02-08 超音波診断装置 Granted JPS61181445A (ja)

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JP2293685A JPS61181445A (ja) 1985-02-08 1985-02-08 超音波診断装置

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JP2525380B2 (ja) * 1986-11-11 1996-08-21 富士通株式会社 超音波診断装置
JPS6422318U (ja) * 1987-08-03 1989-02-06
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