JPH0630938A

JPH0630938A - 超音波プローブ

Info

Publication number: JPH0630938A
Application number: JP4190931A
Authority: JP
Inventors: Tomonao Kawashima; 知直川島; Masaaki Matsuzaki; 正明松崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【目的】リニア方向の捜査範囲を任意にかつ簡単な走
査で変更することができる超音波プローブを提供する。【構成】超音波振動子をリニア方向に駆動する駆動手
段（６）と、前記超音波振動子のリニア方向における駆
動範囲を設定する駆動範囲設定手段（１８、１９、２
０）と、前記超音波振動子の位置を検出する位置検出手
段（１２、１３）と、この位置検出手段の出力を受けて
駆動範囲設定手段によって設定された駆動範囲において
超音波振動子のリニア方向における移動方向を反転させ
る反転手段（９、１０、１１）とを具えることを特徴と
する超音波プローブ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波プローブに関する
ものであり、特に生体に超音波パルスを投射し、その超
音波エコーを受信して超音波断層像を得る超音波診断装
置に用いる超音波プローブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年は、生体内に超音波を照射してその
エコー信号から体内の状態を描出して病変の発見、診断
を行う方法が広く普及している。中でも、超音波プロー
ブを経内視鏡的に体内に挿入して体内から超音波を照射
する方法は、体外式に比べて超音波の減衰が小さく、分
解能の高い高周波の超音波を使用することができること
から注目されている。

【０００３】このような体腔内超音波プローブでは、体
内の管腔軸にほぼ垂直な断面を走査するようにしている
ため、超音波振動子を回転させるいわゆるラジアルスキ
ャン、もしくは管腔軸に沿って超音波振動子を移動させ
るいわゆるリニアスキャンを行って、管腔の超音波画像
を得るのが診断上最も有効とされている。また、超音波
プローブによって得た情報から管腔の３次元画像を構築
するような場合には、上述のラジアルスキャンとリニア
スキャンとを組み合わせて管腔をスパイラル状にスキャ
ンする方法も試みられている。

【０００４】リニア方向に超音波振動子を移動させる場
合、従来は超音波振動子を軸方向に前後に移動させる駆
動部に対して、フォトインタラプタ、マイクロスィッチ
等の検出器を駆動部の移動範囲内の前後２カ所に固定し
ておき、これらの検出器が駆動部の接近を検知したとき
に駆動部の移動方向を反転させ、超音波振動子を往復運
動させるようにしていた。

【０００５】また、スパイラルスキャンを行う場合に
は、通常、ラジアルスキャンとリニアスキャンのスピー
ドの比を一定に保って、ラジアル方向の動きとリニア方
向の動きとを同期させて走査を行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような超音波走査
を行う場合には、超音波プローブの使用者は診断部位の
条件や、あるいは３次元画像データの取り込みスピード
等の兼合いで、管腔のスライス画像枚数、すなわち、リ
ニア方向のスキャン範囲を任意に変える必要がある。し
かしながら、従来の超音波プローブにおいては、超音波
振動子のリニア方向における移動を反転させるための検
出器が固定されているために、リニアスキャンの範囲を
変更するためには、工具等を用いて検出器の固定位置を
変更して、処理装置側で設定したリニアスキャン範囲に
検出器間の距離を一致させるように調整するという繁雑
な作用が必要となる。

【０００７】また、スパイラルスキャンを行う場合、従
来の装置ではラジアルスキャンとリニアスキャンのスピ
ードが一定の比率で固定されているため、本来必要とさ
れるリニア方向のスキャン範囲に対して実際にスキャン
する範囲が長くなることがあり、この間、呼吸を止めて
いなければならないなど患者の苦痛を伴うものであっ
た。

【０００８】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであり、繁雑な作業を伴う事なく、超音波振
動子のリニアスキャン範囲を任意に変更することが可能
な超音波プローブを提供し、また、リニアスキャンのス
ピードを使用者が任意に選択することができる超音波プ
ローブを提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、本願第１発明の超音波プローブは、超音波
振動子をリニア方向に駆動する駆動手段と、前記超音波
振動子の前記リニア方向における駆動範囲を設定する駆
動範囲設定手段と、前記超音波振動子の位置を検出する
位置検出手段と、該位置検出手段の出力を受けて前記駆
動範囲設定手段によって設定された駆動範囲において前
記超音波振動子のリニア方向における移動方向を反転さ
せる反転手段とを具えることを特徴とするものである。

【００１０】このように構成することにより、超音波振
動子のリニアスキャンの境界位置を駆動範囲設定手段を
介して使用者により入力して、リニアスキャンの範囲を
任意に設定することが可能となり、超音波振動子の位置
検出手段で検出された値と、前記設定値とが一致したと
き、反転手段によって超音波振動子のリニア方向におけ
る駆動方向を反転して上記目的を達することができる。

【００１１】また、本願第２発明の超音波プローブは、
超音波振動子をラジアル方向に回転させるラジアルスキ
ャン手段と、前記超音波振動子をリニア方向に駆動させ
るリニアスキャン手段とを具える超音波プローブにおい
て、前記超音波振動子のラジアル方向における回転数に
対するリニア方向の移動距離の比を設定する設定手段
と、該設定手段で設定された比に応じて前記超音波振動
子のリニア方向における移動速度を制御する制御手段を
具えることを特徴とするものである。

【００１２】このように、本願第２発明によれば、ラジ
アル方向における超音波振動子の回転数に対するリニア
方向における移動距離の比を使用者が任意に設定するこ
とができ、この比を基にしてリニア方向の動きを制御手
段によって制御するようにしている。したがって、ラジ
アル方向に回転している超音波振動子のリニア方向の移
動速度を任意に設定することが可能となる。

【００１３】

【実施例】図１及び図２は、本願第１発明にかかる超音
波プローブの第１実施例の構成を示す図である。図１に
示すように、本実施例の超音波プローブは、フレーム１
にラジアル回転部を構成するラジアルモータ２とロータ
リーエンコーダ３とが保持されている。ラジアルモータ
２の回動軸はフレキシブルシャフト４に連結されてお
り、フレキシブルシャフト４の先端部に取り付けた超音
波振動子（図示せず）にモータ２の回転を伝達して、超
音波振動子をラジアル方向に回転させる。ラジアルモー
タ２とロータリーエンコーダ３とは歯車５を介して固定
されており、一方、ラジアル回転部を保持するフレーム
１は嵌合部材８を介してボールネジ７と機械的に連結し
ており、ボールネジ７を介して更にステッピングモータ
６に連結されている。

【００１４】図２は、本実施例の超音波プローブのリニ
ア方向の動きを制御する制御回路の構成を示すブロック
図である。マイクロプロセッサ２０のバスは、第１及び
第２のマグニチュードコンパレータ１８及び１９にそれ
ぞれ接続されている。これらの第１及び第２のマグニチ
ュードコンパレータの出力は、往復移動制御回路１１に
供給されており、往復移動制御回路１１の出力は更に、
モータ制御回路９とセレクタ１２とにそれぞれ供給され
る。モータ制御回路９は、モータドライバ１０を介して
ステッピングモータ６に接続されており、一方、セレク
タ１２を介してアップダウンカウンタ１３の加算用アッ
プ端子１４、減算用ダウン端子１５に接続されている。
アップダウンカウンタ１３の出力端子１７は、第１及び
第２のマグニチュードコンパレータ１８及び１９にそれ
ぞれ接続されている。

【００１５】次に、図１及び図２に基づいて本実施例の
動作を説明する。本実施例の超音波プローブでは、ステ
ッピングモータ６の回転がボールネジ７に伝達されて、
嵌合部材８、フレーム１、ラジアルモータ２、フレキシ
ブルシャフト４を介して超音波振動子をリニア方向に駆
動する。超音波振動子は例えば、ステッピングモータ６
の１回転につき１ｍｍづつリニア方向に進退するように
構成されている。図２に示すように、モータ制御回路９
の出力はセレクタ１２を介してアップダウンカウンタ１
３に接続されており、ステッピングモータ６を１回転さ
せるごとに、アップダウンカウンタ１３のアップ端子１
４あるいはダウン端子１５のうち、セレクタ１２によっ
て選択された一方の端子に１つのパルス（単位距離パル
ス）を出力する。

【００１６】このパルスがアップ端子１４に入力してい
るときは、アップダウンカウンタ１３ではパルスの入力
した回数を足してカウントし、ダウン端子１５に入力し
ているとき、パルスの入力した回数を引いてカウントし
て、このカウント値を第１及び第２のマグニチュードコ
ンパレータ１８、１９にそれぞれ出力する。すなわち、
セレクタ１２がアップダウンカウンタ１３のアップ端子
１４を選択して、モータ制御回路９から、ステッピング
モータ６の１回転を示す単位距離信号がこのアップ端子
１４に出力されているときに、超音波振動子が前方向に
移動するとすると、ステッピングモータ６が１０回転し
たとき、超音波振動子は１０ｍｍ前方へ移動し、モータ
制御回路９から出力される単位距離信号パルスは１０個
となりアップダウンカウンタ１３のカウント値は１０に
なる。尚、アップダウンカウンタ１３はあらかじめ決め
られた原点位置でリセットされているものとする。

【００１７】図１中、リニアスキャンの起点をＡ点、終
点をＢ点としたとき、原点からＡ点までの距離に相当す
るカウント値を第１のマグニチュードコンパレータ１８
に、Ｂ点までの距離に相当するカウント値を第２のマグ
ニチュードコンパレータ１９に、それぞれ記憶させる。
例えば、原点から５ｍｍ離れた位置に起点を、３５ｍｍ
離れた位置へ終点をセットした場合、それぞれのマグニ
チュードコンパレータ１８、１９に入力すべきカウント
値は５と３５である。

【００１８】第１及び第２のマグニチュードコンパレー
タ１８、１９では、上述のようにして入力された起点、
終点に相当するカウント値と、アップダウンカウンタ１
３から送られてきたカウント値とが一致したときに、往
復移動制御回路１１に一致信号を出力する。往復移動制
御回路１１では第１のマグニチュードコンパレータ１８
あるいは第２のマグニチュードコンパレータ１９のいず
れかから一致信号を受け取ったとき、モータ制御回路９
とセレクタ１２とに方向切換信号出力する。モータ制御
回路９は、往復移動制御回路１１から方向切換信号受け
取ると、モータドライバ１０を介してステッピングモー
タ６の回転方向を反転させるようにする。ステッピング
モータ６の回転、すなわちボールネジ７の回転が反転す
ると、超音波振動子の進退方向が反転する。一方、セレ
クタ１２ではアップダウンカウンタ１３のアップ端子１
４からダウン端子１５に出力を切り換える。この過程を
繰り返すことにより、嵌合部材８が起点Ａと終点Ｂとの
間をリニア方向に往復運動し、これに応じて超音波振動
子がリニア方向に移動してリニアスキャンを行うことが
できる。

【００１９】第１のマグニチュードコンパレータ１８と
第２のマグニチュードコンパレータ１９に入力されたカ
ウント値がそれぞれ５と３５である場合、セレクタ１２
の出力がアップダウンカウンタ１３のアップ端子１４に
供給されているときには、起点Ａから終点Ｂの方向へ嵌
合部材８が１ｍｍ移動するごとにアップダウンカウンタ
１３では、５、６、７、・・・と１カウントづつカウ
ント値をあげてゆき、このカウント値を第１及び第２の
マグニチュードコンパレータ１８、１９へ出力する。こ
のカウント値が３５になったとき、第２のマグニチュー
ドコンパレータ１９に設定されたカウント値と一致する
ので、第２のマグニチュードコンパレータ１９から位置
制御回路１１に一致信号が出力される。これを受けて位
置制御回路１１では、モータ制御回路９及びセレクタ１
２に方向切換信号を発する。この信号を受けて、モータ
制御回路９はステッピングモータ６の回転を反転させ
て、超音波振動子のリニア方向の進退方向を反転させ、
一方、セレクタ１２ではモータ制御回路９から供給され
る単位距離信号の出力先をダウン端子１５に切り換え
る。

【００２０】嵌合部材８の進行方向が反転して、終点Ｂ
から起点Ａへ移動して行くときには、アップダウンカウ
ンタ１３ではダウン端子１５にカウント値が入力されて
ゆくため、３５、３４、３３・・・とカウントダウンし
てゆく。嵌合部材８は、原点から５ｍｍの距離にある起
点Ａまで移動したとき、第１のマグニチュードコンパレ
ータ１８から一致信号が発せられ、超音波振動子（嵌合
部材８）の進行方向が再度反転する。この用にして超音
波振動子（嵌合部材８）は原点から５ｍｍの距離にある
起点Ａから、原点から３５ｍｍの距離にある終点Ｂの間
を往復運動して、超音波振動子のリニア方向のスキャン
が実現する。

【００２１】このように、本実施例においては、マグニ
チュードコンパレータ１８、１９に設定するカウント値
を変えることによって、超音波振動子のリニアスキャン
の範囲を任意に設定することができ、フォトインタラプ
タやマイクロスィッチ等の検出器の位置を工具を用いて
変更するといった面倒な工程を経ることなく、管腔のス
ライス画像の枚数を任意かつ容易に変更することができ
る。したがって、病変の大きさに応じて適切な診断範囲
を得ることができる。また、３次元画像を構築するため
に、ラジアルスキャンとリニアスキャンを組み合わせ
て、スパイラル状のスキャンを行う場合にも、画像デー
タの取り込みスピードに応じて最も適切なリニアスキャ
ンの範囲を得ることができる。

【００２２】図３及び図４は、本願第１発明にかかる超
音波プローブの第２実施例の構成を示す図であり、図３
は、装置の構成を示す図、図４は図３に示すプローブの
リニア方向の動きを制御する制御回路の構成を示す図で
ある。尚、第１実施例と同様の構成要素については同じ
符号を付してその説明は省略する。

【００２３】本実施例では、ボールネジ７と平行して、
例えばフォトインタラプタあるいはマイクロスィッチ等
で構成された複数個の検出器２１Ａ〜２１Ｉを等間隔で
並べておく。装置のその他の構成は第１実施例と同様で
ある。

【００２４】図４に示すように、マイクロプロセッサ２
０のバスは、セレクタ２３に接続されており、このセレ
クタ２３は前記検出器２１からの出力を受けて、方向切
換制御回路２２に前方向反転位置信号あるいは後方向反
転位置信号を出力している。更に、方向切換制御回路２
２の出力は、モータ制御回路９に供給されており、モー
タ制御回路９はモータドライバ１０を介してステッピン
グモータ６の回転方向を制御するように構成されてい
る。

【００２５】次いで、図３及び図４を参照して本実施例
の超音波プローブの動作を説明する。本実施例では、使
用者があらかじめ嵌合部材８のリニア方向における往復
運動の起点、終点となるべき位置にある検出器を選択
し、マイクロプロセッサ２０を介してセレクタ２３に起
点、終点を設定しておく。例えば、起点として検出器Ｂ
を、終点として検出器Ｇが選択された場合、嵌合部材８
が起点Ｂから終点Ｇの方向へ移動して来て、終点Ｇまで
きたとき、検出器Ｇから後方向反転信号をセレクタ２３
を介して方向切換制御回路２２へ送る。方向切換制御回
路２２では、後方向反転信号を受け取ると、モータ制御
回路９に方向切換信号を出力して、モータ制御回路９で
モータドライバ１０を介してステッピングモータ６の回
転方向を反転させる。ステッピングモータ６の回転方向
の反転によってボールネジ７の回転が反転し、嵌合部材
８のリニア移動方向が反転して終点Ｇから起点Ｂの方向
へ移動を開始する。嵌合部材８が起点Ｂへ移動して来た
とき、検出器Ｂより前方向反転信号が発せられ、セレク
タ２３を介して方向切換制御回路２２へ出力して、同様
にステッピングモータ６の回転方向を反転させる。この
過程を繰り返すことによって嵌合部材８及び超音波振動
子がリニア方向に往復運動して、超音波振動子のリニア
スキャンが実現する。

【００２６】このように構成することによって、セレク
タ２３にマイクロプロセッサ２０を介して起点、終点に
対応する検出器を設定するだけで、工具を用いて検出器
の位置を変更するといった面倒な作業を行う事なくリニ
アスキャンの範囲を任意に設定できる。したがって、使
用者は管腔のスライス画像枚数を任意にかつ容易に設
定、変更することができ、病変部の大きさに応じて適切
な診断範囲を得ることができる。また、３次元画像を構
築するためにラジアルスキャンとリニアスキャンとを組
み合わせてスパイラル状にスキャンを行う場合には、画
像データの取り込みスピードに対して最も適切なリニア
スキャン範囲を得ることが可能となる。

【００２７】図５及び図６は、本願第１発明にかかる超
音波プローブの第３実施例の構成を示す図である。図５
に示すとおり、本実施例では嵌合部材８にポテンショメ
ータ２４の可動電極部２４ａが取り付けられている。そ
の他の構成は第１及び第２の実施例と同様であるため、
同じ符号を付してここではその説明は省略する。

【００２８】図６は、本実施例における超音波振動子の
リニア方向の動きを制御する制御回路の構成を示す図で
ある。一方の固定電極部２４ｂは接地、他方の固定電極
部２４ｃは＋５Ｖの電源電圧に接続されている。可動電
極部２４ａは、バッファアンプ２５を介して第１の電圧
コンパレータ２６及び第２の電圧コンパレータ２７のそ
れぞれの非反転入力に接続されている。第１及び第２の
電圧コンパレータ２６、２７の出力は方向切換回路３０
に入力され、方向切換回路３０の出力はモータ制御回路
９に入力される。モータ制御回路９はモータドライバ１
０を介してステッピングモータ６に接続されている。一
方、マイクロプロセッサ２０のバスには、第１及び第２
のＤ／Ａコンバータ２８及び２９が接続されており、第
１のＤ／Ａコンバータ２８の出力は第１の電圧コンパレ
ータ２６の反転入力へ、第２のＤ／Ａコンバータ２９の
出力は第２の電圧コンパレータ２７の反転入力へそれぞ
れ接続されている。

【００２９】図７は、図６に示す制御回路におけるポテ
ンショメータ２４の出力、第１及び第２の電圧コンパレ
ータ２６及び２７の出力のタイミングチャートである。
以下に図５、図６及び図７を用いて本実施例の動作を説
明する。図５に示すように、ボールネジ７の回転に伴い
嵌合部材８が移動すると、それに接続されたポテンショ
メータ２４の可動電極部２４ａが同様にリニア方向に移
動する。図６に示すように、可動電極部２４ａが移動す
ると、その移動位置に対応した電圧、すなわち電源電圧
５Ｖの分圧された電圧が可動電極部２４ａから出力され
る。この出力電圧はバッファアンプ２５を介して第１の
電圧コンパレータ２６及び第２の電圧コンパレータ２７
にそれぞれ出力され、後述する比較電圧と比較される。
なお、バッファアンプ２５は、後続回路の負荷効果を軽
減する目的で設けられたものである。

【００３０】マイクロプロセッサ２０を介して、前方向
反転位置を決定するための比較電圧値、例えば＋1.0 Ｖ
に相当するデジタルデータを第１のＤ／Ａコンバータ２
８に設定し、後方向反転位置を決定するための比較電圧
値、例えば＋3.0 Ｖに相当するデジタルデータを第２の
Ｄ／Ａコンバータ２９に設定する。図７に、これらの比
較電圧値とポテンショメータ２４の出力電圧との関係を
示すと共に、各電圧コンパレータ２６、２７の出力波形
を示す。

【００３１】駆動開始点Ｐにおいて嵌合部材８が、マイ
クロプロセッサ２０で設定した前方向反転位置よりも前
方にある部分と、ポテンショメータ２４の出力電圧は、
第１の比較電圧値＋1.0 Ｖよりも低い電圧となるので、
第１電圧コンパレータ２６の出力はローレベルになる。
つまり、嵌合部材８が前方向反転位置よりも前方に位置
していることが検出され、方向切換回路３０を介してモ
ータ制御回路９に後進の指示信号を出力する。逆に、嵌
合部材８が後方向反転位置より後方に位置している場合
には第２電圧コンパレータ２７の出力がハイレベルとな
って、モータ制御回路９に前進の指示信号が与えられ、
嵌合部材８は前方向へ駆動が開始する。また、嵌合部材
８が前方向反転位置と後方向反転位置との中間に位置し
ている場合は、後進、前進どちらから駆動を開始しても
良い。

【００３２】モータ制御回路９からの指令に応じて、モ
ータドライバ１０を介してステッピングモータ６が回転
して、嵌合部材８が後進を開始する。この嵌合部材８が
前方向反転位置Ｑを通過するとポテンショメータ２４の
出力電圧が＋1.0 Ｖを越え、第１の電圧コンパレータ２
６の出力がハイレベルになる。更に、後退を続けて、嵌
合部材８が後方向反転位置Ｒに達すると、ポテンショメ
ータ２４の出力電圧は＋３Ｖを越え、第２の電圧コンパ
レータ２７の出力がハイレベルになる。方向切換回路３
０では、第２の電圧コンパレータ２７の出力の変化、正
確には立ち上がりのエッジを検出して、方向反転信号、
すなわち前進の指示信号をモータ制御回路９に出力す
る。この前進指示によって、ステッピングモータ６の回
転が反転し、嵌合部材８の移動方向が反転して、前進を
始める。前進が開始されると、ポテンショメータ２４の
出力電圧は再び第２の比較電圧＋3.0 Ｖより低くなるの
で、第２の電圧コンパレータ２７の出力はローレベルに
戻る。更に嵌合部材８が前進して、前方向反転位置Ｑ’
に達すると、ポテンショメータ２４の出力電圧は再び第
１の比較電圧＋1.0 Ｖより低くなるため、第１の電圧コ
ンパレータ２６の出力がローレベルになる。この時、方
向切換回路２８は第１の電圧コンパレータ２６の出力の
変化、正確には立ち下がりのエッジを検出して、モータ
制御回路９に方向反転信号、すなわち後進の指示信号を
出力する。

【００３３】以上の動作を繰り返すことにより、嵌合部
材８は第１の比較電圧で決定される前方向反転位置と、
第２の比較電圧で決定される後方向反転位置との間を往
復運動する。したがって、マイクロプロセッサ２０を介
して第１及び第２のＤ／Ａコンバータにそれぞれ比較電
圧を設定することにより、嵌合部材８すなわち、超音波
振動子を任意の範囲内で往復運動させることができる。

【００３４】このように、第３実施例においても、前述
の実施例と同様にフォトインタラプタや、マイクロスイ
ッチ等の検出器の位置を工具を用いて変更すると言った
面倒な作業を行う事なく、診断の条件に応じたリニアス
キャンの範囲を任意に、かつ簡単に変更することができ
る。また、３次元画像を構築するために、ラジアルスキ
ャンとリニアスキャンとを組みあわせてスパイラル状の
スキャンを行う場合に、画像データの取り込みスピード
に対して最も適切なリニアスキャン範囲を得ることが可
能となる。

【００３５】図８は、本願第２発明にかかる超音波プロ
ーブの一実施例の構成を示す図である。本実施例では、
マイクロプロセッサ２０のバスに分周回路３１が接続さ
れており、この分周回路３１には、超音波振動子にラジ
アル方向の回転を与えるラジアルモータ２に機械的に接
続されているロータリーエンコーダ３の出力が供給され
ている。分周回路３１出力端子はモータ制御回路９に接
続されており、モータ制御回路９はモータドライバ１０
を介してステッピングモータ６に接続されている。な
お、超音波プローブの構成は図１に示すものと同じであ
る。

【００３６】本実施例では、使用者は予めマイクロプロ
セッサ２０を介して分周回路３１に分周比を入力してお
く。ロータリーエンコーダ３はラジアルモータ２の１回
転に対して例えば２００周期のクロックを生成して分周
回路３１に入力する。分周回路３１ではこのロータリー
エンコーダ３から供給されるクロックパルスをマイクロ
プロセッサ２０を介して設定された分周比で分周し、こ
の分周したクロックをモータ制御回路９に出力する。分
周比が例えば１：１の場合、モータ制御回路１０は分周
回路３１から供給されるクロック１周期に対して、モー
タドライバ１０を介してステッピングモータ６、すなわ
ちボールネジ７を１．８°だけ回転させる。したがっ
て、ステッピングモータ６すなわちボールネジ７は、ロ
ータリーエンコーダ３で生成されるクロック２００で３
６０°、つまり１回転することになる。このボールネジ
７の１回転に対して、嵌合部材８、すなわち超音波振動
子は１ｍｍだけ後退する。ラジアルモータ２の回転速度
は一定であるから、マイクロプロセッサ２０を介して分
周回路３１の分周比を変更することにより、超音波振動
子のラジアル回転に対するリニア移動量を変更すること
ができる。

【００３７】このように、本実施例では、マイクロプロ
セッサ２０を介して分周回路３１の分周比を変更するこ
とで、ラジアル方向の回転とリニア方向の移動とを同期
して動作させ、かつリニアスキャンのスピードを任意に
変更することができる。したがって、使用者がリニアス
キャンのスピードを上げると、超音波断層像のスライス
ピッチは粗くなるが、スキャン時間が短くなるため、ス
キャンのにの呼吸を止めている等の患者の苦痛を軽減す
ることができる。また、スキャンスピードを下げて、リ
ニアスキャンに対するラジアルスキャンの回数を増やす
ことによって、断層像のスライスピッチを細かくして解
像度を上げることができる。使用者は、ラジアルスキャ
ンに対するリニアスキャンのスピードを変えることによ
って、これらの特徴を選択して超音波プローブを使用す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】このように、本願第１発明の超音波プロ
ーブによれば、リニア方向の走査範囲を使用者が任意に
かつ簡単な操作で変更することができるため、病変部の
大きさに応じてリニア方向の走査範囲を容易に変更する
ことができる。すなわち、病変部が大きいときには走査
範囲を大きく取って病変部を含むようにして、病変部が
小さいときには走査範囲を小さくして走査に要する時間
を短くすることによって、走査の間呼吸を止めていなけ
ればならない等の患者の苦痛を軽減することができる。
また、本願第２発明の超音波プローブによれば、リニア
スキャンのスピードを使用者が適宜変更することができ
るように構成されているため、状況に応じてスキャンの
スピードを上げてスキャンの時間を短くすることが可能
となり、患者の苦痛を軽減することができる。また、３
次元画像を構築すべくスパイラル状にスキャンを行う場
合には、リニア方向のスキャンのスピードを下げること
によって、リニアスキャンに対するラジアルスキャンの
回数を増やすことができ、スライスピッチが細かくなっ
て超音波画像の解像度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１発明の超音波プローブの第１実施例の
構成を示す図である。

【図２】図１に示す超音波プローブのリニア方向におけ
る移動を制御する制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本願第１発明の超音波プローブの第２実施例の
構成を示す図である。

【図４】図３に示す超音波プローブのリニア方向におけ
る移動を制御する制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】本願第１発明の超音波プローブの第３実施例の
構成を示す図である。

【図６】図５に示す超音波プローブのリニア方向におけ
る移動を制御する制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】図６に示す制御回路を構成する要素の出力波形
を示す図である。

【図８】本願第２発明の超音波プローブのリニア方向に
おける移動速度を制御する制御回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１回転部フレーム２ラジアルモータ３ロータリーエンコーダ４フレキシブルシャフト５ギア６ステッピングモータ７ボールネジ８嵌合部財９モータ制御回路１０モータドライバ１１往復制御回路１２セレクタ１３アップダウンカウンタ１８、１９マグニチュードコンパレータ２０マイクロプロセッサ２１検出器２３セレクタ２４ポテンショメータ２６２７電圧コンパレータ２８２９Ｄ／Ａコンバータ３０方向切換回路３１分周回路

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】駆動開始点Ｐにおいて嵌合部材８が、マイ
クロプロセッサ２０で設定した前方向反転位置よりも前
方にあると、ポテンショメータ２４の出力電圧は、第１
の比較電圧値＋1.0 Ｖよりも低い電圧となるので、第１
電圧コンパレータ２６の出力はローレベルになる。つま
り、嵌合部材８が前方向反転位置よりも前方に位置して
いることが検出され、方向切換回路３０を介してモータ
制御回路９に後進の指示信号を出力する。逆に、嵌合部
材８が後方向反転位置より後方に位置している場合には
第２電圧コンパレータ２７の出力がハイレベルとなっ
て、モータ制御回路９に前進の指示信号が与えられ、嵌
合部材８は前方向へ駆動が開始する。また、嵌合部材８
が前方向反転位置と後方向反転位置との中間に位置して
いる場合は、後進、前進どちらから駆動を開始しても良
い。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】本実施例では、使用者は予めマイクロプロ
セッサ２０を介して分周回路３１に分周比を入力してお
く。ロータリーエンコーダ３はラジアルモータ２の１回
転に対して例えば２００周期のクロックを生成して分周
回路３１に入力する。分周回路３１ではこのロータリー
エンコーダ３から供給されるクロックパルスをマイクロ
プロセッサ２０を介して設定された分周比で分周し、こ
の分周したクロックをモータ制御回路９に出力する。分
周比が例えば１：１の場合、モータ制御回路９は分周回
路３１から供給されるクロック１周期に対して、モータ
ドライバ１０を介してステッピングモータ６、すなわち
ボールネジ７を１．８°だけ回転させる。したがって、
ステッピングモータ６すなわちボールネジ７は、ロータ
リーエンコーダ３で生成されるクロック２００で３６０
°、つまり１回転することになる。このボールネジ７の
１回転に対して、嵌合部材８、すなわち超音波振動子は
１ｍｍだけ後退する。ラジアルモータ２の回転速度は一
定であるから、マイクロプロセッサ２０を介して分周回
路３１の分周比を変更することにより、超音波振動子の
ラジアル回転に対するリニア移動量を変更することがで
きる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】このように、本実施例では、マイクロプロ
セッサ２０を介して分周回路３１の分周比を変更するこ
とで、ラジアル方向の回転とリニア方向の移動とを同期
して動作させ、かつリニアスキャンのスピードを任意に
変更することができる。したがって、使用者がリニアス
キャンのスピードを上げると、超音波断層像のスライス
ピッチは粗くなるが、スキャン時間が短くなるため、ス
キャンの間に呼吸を止めている等の患者の苦痛を軽減す
ることができる。また、スキャンスピードを下げて、リ
ニアスキャンに対するラジアルスキャンの回数を増やす
ことによって、断層像のスライスピッチを細かくして解
像度を上げることができる。使用者は、ラジアルスキャ
ンに対するリニアスキャンのスピードを変えることによ
って、これらの特徴を選択して超音波プローブを使用す
ることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１回転部フレーム２ラジアルモータ３ロータリーエンコーダ４フレキシブルシャフト５ギア６ステッピングモータ７ボールネジ８嵌合部財９モータ制御回路１０モータドライバ１１往復制御回路１２セレクタ１３アップダウンカウンタ１８、１９マグニチュードコンパレータ２０マイクロプロセッサ２１検出器２２方向切換制御回路２３セレクタ２４ポテンショメータ２５バッファアンプ２６２７電圧コンパレータ２８２９Ｄ／Ａコンバータ３０方向切換回路３１分周回路

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波振動子をリニア方向に駆動する駆
動手段と、前記超音波振動子の前記リニア方向における
駆動範囲を設定する駆動範囲設定手段と、前記超音波振
動子の位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段
の出力を受けて前記駆動範囲設定手段によって設定され
た駆動範囲において前記超音波振動子のリニア方向にお
ける移動方向を反転させる反転手段とを具えることを特
徴とする超音波プローブ。
【請求項２】超音波振動子をラジアル方向に回転させ
るラジアルスキャン手段と、前記超音波振動子をリニア
方向に駆動させるリニアスキャン手段とを具える超音波
プローブにおいて、前記超音波振動子のラジアル方向における回転数に対す
るリニア方向の移動距離の比を設定する設定手段と、該
設定手段で設定された比に応じて前記超音波振動子のリ
ニア方向における移動速度を制御する制御手段を具える
ことを特徴とする超音波プローブ。