JPH0775608B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH0775608B2 JPH0775608B2 JP3346035A JP34603591A JPH0775608B2 JP H0775608 B2 JPH0775608 B2 JP H0775608B2 JP 3346035 A JP3346035 A JP 3346035A JP 34603591 A JP34603591 A JP 34603591A JP H0775608 B2 JPH0775608 B2 JP H0775608B2
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- JP
- Japan
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- drive transmission
- transmission spring
- ultrasonic
- probe
- drive
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
り超音波を送受波しかつ機械的に超音波送受波方向を変
更し細管壁内部の状態を反射超音波より得ることができ
る超音波診断装置に関するものである。
えばクラックなどを検査するものとしては、特開平3−
87653号公報に記載されている小径管の探傷装置に
代表されるものがある。また医用分野での応用として
は、体腔内または血管に挿入して内側から超音波断層像
を得る米国特許4、899、757号公報に記載のウル
トラサアンド イメージング プローブ ウイズ ゼロ
デッド スペース(ULTRASOUND IMAGING PROBE WITH Z
ERO DEAD SPACE)に代表されてる超音波プローブがあ
る。超音波送受波方向を機械的に変更し2次元領域から
の反射信号を得る走査方式は種々考案されているが、細
管軸方向に対し直交する面を走査するいわゆるラジアル
方向の走査が良く用いられている。
は、大きく分けて超音波探触子の超音波を送受波する方
向を細管軸方向に対し直交する方向に向け超音波探触子
を機械的に回転させる方法と超音波探触子の超音波送受
波方向を軸方向に固定し伝搬経路上に軸方向に対し直交
する方向に反射させるミラーを配置し回転させる2つの
方式がある。
された超音波を反射ミラーで軸と直交する方向に反射さ
せかつミラーを回転駆動させる方式のものである。この
ミラー反射方式は、細管内に超音波探触子ならびに反射
ミラーを組み込む必要があり、全体形状を小さくまた屈
曲部を有する細管にも適応させるため全体は柔軟性を有
する必要がある。以下、特開平3−87653号公報に
記載されている小径管の探傷装置に代表される超音波プ
ローブについて説明する。
図である。図3において、31は被検管、32はケーシ
ング、33はベアリング、34は中ベアリング33によ
り回動可能な中空腔、35は中空腔34に接続された水
タービン、36は中空腔34先端部に設けられた反射ミ
ラー、37はケーシング32に固定された超音波探触
子、38は水である。
ついて、以下その動作を説明する。最初に被検管31内
に超音波プローブを挿入し、探傷目的部位に位置させ
る。次に、超音波探触子37に超音波送信信号を転送し
超音波を送波させる。超音波探触子37から出力された
超音波は中空腔34内の水38を伝搬し、中空腔34先
端部に位置する反射ミラー36に到達し、超音波伝搬方
向を90゜変える。この反射ミラー36により伝搬方向
を変更された超音波は幾何学的形状により被検管31内
壁部に入射され、内壁部ならびに内部の状態に応じた反
射超音波が送波時と同じ経路で超音波探触子37に戻り
反射信号を図示してない本体部に出力する。
入する。水38は図に示した矢印に沿って流れ、水ター
ビン35を回転させる。水タービン35の回転により水
タービンに接続された中空腔34は回転され、同時に中
空腔34先端部に固定された反射ミラー36も回転され
る。これにより、超音波探触子37により送受波される
超音波は、被検管31内壁部をラジアル方向に走査する
ことが可能となり、2次元の超音波探傷が可能となる。
場合など全体形状をφ2以下にする必要があると言われ
ている。このように限られた空間内に超音波探触子なら
びに反射ミラーを組み込み反射ミラーを回転させた場合
十分な設置強度が得られず、超音波探触子の超音波送受
波方向と反射ミラーの回転軸が回転中にずれ、得られた
超音波断層像の質を悪化させると言う問題がある。この
課題を解決するため、超音波探触子と反射ミラーを一体
形状とし共に回転させる方式が考案されており、前記米
国特許4、899、757号はこの方式を採用してお
り、この反射ミラーと超音波探触子が一体構造の米国特
許4、899、757号記載の超音波プローブに付いて
以下に説明する。
造の超音波プローブの構造図であり、血管内に挿入する
ことを考慮しているため非常に細くすることが可能なよ
うにベアリングなどの構成要素は省かれている。図4に
おいて図3と異なる構成要素として、39は反射ミラー
36と超音波探触子37を一体構造に構成するためのホ
ルダで、40は駆動伝達スプリング、41は同軸ケーブ
ルである。超音波の送受波方法は前記従来例と同じであ
るため省略する。反射ミラー36はホルダ39により超
音波探触子37と一体形状に構成され、駆動伝達スプリ
ング40の回転により回転される。
構造に成っているため、回転中に反射ミラー36に対す
る超音波探触子37の位置関係が一定となり、ベアリン
グやケーシング等の屈強な構造物がない場合でも軸変位
が少なく2次元の超音波断層像を得る事が可能となる。
なお、図4の超音波プローブは血管内での使用を想定し
ているため外形は図示してない中空カテーテルでおおわ
れている。
来の構成では、高い分解能で被検体内の探傷を行うため
超音波探触子の集束領域、すなわち超音波探触子に設け
られた集束用レンズ、または反射ミラーに設けられた集
束用の曲率、あるいは超音波探触子自体の持つ指向特性
を考慮し、探傷する被検体形状を予め推測し、超音波探
触子と反射ミラーとの距離を設定していた。このため、
被検体の形状が推測した形状からずれるような場合、例
えば血管内超音波走査では各個人あるいは部位により血
管の径は異なり、回転走査中または探傷中に超音波探触
子と反射ミラーとの距離を変更することはできないこと
より、超音波断層像の分解能が悪くなる場合があると言
う課題を有していた。
で、細管内に挿入して反射ミラーにより内部よりラジア
ル方向に超音波を送受波する超音波プローブにおいて、
反射ミラーと超音波探触子との距離を細管内に挿入した
状態で変更可能な超音波診断装置を提供することを目的
とする。
の本発明の超音波診断装置は、超音波を送受波する超音
波探触子と、この超音波探触子に接続された送受信部
と、この超音波送受信部に接続された信号処理部と、こ
の信号処理部に接続された表示部と、集束領域の変更デ
ータを入力するオペレータ部と、このオペレータ部に接
続された制御部と、この制御部に接続された駆動部と、
柔軟性を有し前記駆動部で発生した駆動力を伝達させる
中空構造の第1の駆動伝達スプリングと、この第1の駆
動伝達スプリング内を通過する柔軟性を有し前記駆動部
で発生した駆動力を伝達させる中空構造の第2の駆動伝
達スプリングと、この第1の駆動伝達スプリングと第2
の駆動伝達スプリングの両後端部に接続され前記駆動部
で発生した駆動力を前記制御部からの指示により両方に
伝達させるまたは第1の駆動伝達スプリングの回転を固
定し第2の駆動伝達スプリングだけに伝達させるロック
部を有している。
の駆動伝達スプリングを内腔部に配置させた柔軟性の細
管構造のカテーテルと、このカテーテルの先端部に接続
固定された軸受と、前記第2の駆動伝達スプリングの先
端部に接続固定され先端部外壁部にネジ構造を有し第2
の駆動伝達スプリングと共に回転される中空管構造のジ
ョイントと、このジョイントに設けられたネジに合わさ
れるネジを後端内壁部に有し前記超音波探触子を先端部
に固定しミラーホルダに対し回転方向を制限するピンを
有する探触子ホルダと、前記第1の駆動伝達スプリング
先端部に接続固定され前記軸受内に挿入され軸受より長
くかつ軸受に対して第1の駆動伝達スプリングと共に回
転され前記ジョイントを回動可能に挿入させる2段構造
を先端部に有する回転部と、この回転部に接続固定され
共に回転し前記探触子ホルダに設けられたピンを挟み込
む中心軸方向に開けられた溝を有し超音波伝搬経路に開
口部を有する中空管構造のミラーホルダと、このミラー
ホルダ先端部に固定され前記超音波探触子から出力され
る超音波の伝搬方向を変える反射ミラーとを備えてい
る。
リングと第2の駆動伝達スプリングをロック部で等速度
に同じ方向に回転させ、ミラーホルダに固定された反射
ミラーと探触子ホルダに固定された超音波探触子との距
離を一定に保ったまま探触子ホルダとミラーホルダを同
一方向に同じ速度で回転させる可能となり、この動作中
に超音波の送受波を行うことにより被検体内壁部の超音
波断層像を得ることが可能となる。更に、ロック部で第
1の駆動伝達スプリングの回転動作を止め、第2の駆動
伝達スプリングだけを回転させることで、ミラーホルダ
に対しジョイントを回転させることができ、ジョイント
先端外壁部と探触子ホルダ後端内壁部に設けられたネジ
が締め込まれことより探触子ホルダを前後方向に移動さ
せ、超音波探触子と反射ミラーとの距離を変えることが
できる。この前方向ならびに後方向の移動は、第2の駆
動伝達スプリングの回転方向を変えることで可能であ
る。探触子ホルダに設けられたピンとミラーホルダに設
けられたこのピンが入る溝によりジョイントの回転によ
る探触子ホルダの回転動作がミラーホルダの前後方向だ
けにに限定されることより、効率よくミラーホルダに対
するジョイントの回転を探触子ホルダの前後方向の移動
に変換することが可能となり、被検体の形状変化に対応
し、超音波プローブを被検体内に挿入させた状態で、超
音波探触子の集束位置を変更することが可能となる。
しながら説明する。
断装置の構成を示すブロック結線図である。図1におい
て、1は超音波プローブ、2は本体部である。3は送受
信部で、同軸ケーブル24で超音波プローブ1と接続さ
れている。4は送受信部3に接続された信号処理部、5
は信号処理部4に接続されて超音波断層像を表示するテ
レビモニタからなる表示部、6はオペレータ部、7はオ
ペレータ部に接続された制御部、8はモータやエンコー
ダからなる駆動部、9は駆動部に接続されたロック部
で、送受信部3、信号処理部4、表示部5、オペレータ
部6、制御部7、駆動部8、ロック部9により本体部2
は構成される。ロック部9には、第1の駆動伝達スプリ
ング17と第2の駆動伝達スプリング21が接続されて
いる。10は被検体である。
な構成を説明する。図2は本発明の超音波プローブの構
造を示す図である。図2において、11は血管のような
細管に挿入できるカテーテル、12はカテーテル11の
先端部に接合固定されている中空管構造の軸受、13は
軸受12内側に後端部から挿入され軸受12より長い中
空管構造の回転部である。14は回転部13が軸受12
に挿入された後軸受12より突出した回転部13の先端
部に挿入固定する中空管状のミラーホルダで、先端部分
の超音波出射部に超音波開口部15が設けられている。
16は伝搬超音波を被検体に伝搬させるための反射ミラ
ーで、超音波プローブの中心軸に対して反射面は45゜
傾いている。17は第1の駆動伝達スプリングで、柔軟
性を有する中空スプリング形状で構成され先端部は回転
部13の後端部に挿入固定され、後端部はロック部9に
接続され、駆動部8で発生する回転力をロック部9を介
し伝達する。この第1の駆動伝達スプリングの回転によ
り軸受12に対し、回転部13ならびにミラーホルダ1
4、反射ミラー16は回転される。18は回転部13の
先端部内空に後端部が挿入され先端部外壁部にはネジが
設けられて回転部13に対して回動自在の中空管構造の
ジョイントで、回転部13はジョイント18が一定の長
さしか入り込まないように内壁部が2段構造になってい
る。19はジョイント18に設けられたネジに合うよう
にネジが内壁部に設けられた中空管構造の探触子ホルダ
で、探触子ホルダ19の外径はミラーホルダ14の内径
に対し小さくミラーホルダ14に対し移動可能である。
20は探触子ホルダ19先端部に固定された超音波を送
受波する超音波探触子で、21は第1の駆動伝達スプリ
ング17の内空に挿入され独立に回転させることが可能
な柔軟性を有する中空スプリング形状で構成された第2
の駆動伝達スプリングで、第2の駆動伝達スプリング2
1先端部はジョイント18後端部に挿入固定され、後端
部はロック部9に接続されている。22は反射ミラー1
6先端部に位置する先端軸受で、23は超音波プローブ
先端部全体にかぶせられたキャップで、キャップ23は
カテーテル1ならびに先端軸受22に固定されている。
24は同軸ケーブルで第2の駆動伝達スプリング21内
に挿入され先端側では超音波探触子20の電極に接続さ
れ、後端側は本体部2内の送受信部3に接続されてい
る。25は先端部分のキャップ23内に満たされた超音
波伝搬媒体である。
ホルダ19、ジョイント18、軸受12、カテーテル1
1の先端部分、第1の駆動伝達スプリング17および第
2の駆動伝達スプリング21の先端部分、キャップ23
の一部が断面図として記載している。また、第1の駆動
伝達スプリング17および第2の駆動伝達スプリング2
1の後端部分のスパイラル状の線はスプリング形状を示
すものであり、断面を示すものではない。
触子ホルダ19の接触部分の構成について更に詳細に説
明する。26は探触子ホルダ19に設けられたピン、2
7はピン26が入るミラーホルダ14に設けられた溝で
溝27は超音波プローブ1の中心軸方向に平行で、探触
子ホルダ19の前後方向の移動距離の長さに対応する距
離だけ開いている。このピン26、溝27により探触子
ホルダ19はミラーホルダ14に対し回転する方向が制
限される。
る。超音波プローブ1の中心軸方向に送波させた超音波
を中心軸に直交する面に伝搬させる方式は従来例と同じ
である。即ち、本体部2内の送受信部3で発生した超音
波送信信号は同軸ケーブル24を介し超音波探触子20
に転送される。超音波送信信号を受けた超音波探触子2
0は、電気信号を超音波に変換し超音波伝搬媒体25内
に出射する。この超音波は、伝搬経路上に在る反射ミラ
ー16により伝搬方向を90゜変更し、超音波プローブ
1の中心軸に対し直交する方向に進み、被検体10内に
入射され、音響的特性の変化に対応し反射され、反射超
音波は入射を同じ経路で超音波探触子20に戻り、電気
信号に変換され送受信部3に転送される。
層像の取得は、反射ミラー16の回転により可能であ
る。第1の駆動伝達スプリング17と第2の駆動伝達ス
プリング21を同方向に同じ速度で回転させる。これ
は、駆動部8のモータにより発生した回転力をロック部
9を介し第1の駆動伝達スプリング17と第2の駆動伝
達スプリング21に伝えることで可能である。ロック部
9の機能は、駆動部8で発生した回転力を第1の駆動伝
達スプリング17と第2の駆動伝達スプリング21をロ
ック部9内で同時に伝えることと、制御部7の制御信号
によりこの状態を解除し、第1の駆動伝達スプリング1
7の回転を固定し、第2の駆動伝達スプリング21だけ
に伝える2つの機能を有する。
り第1の駆動伝達スプリング17に接続固定された回転
部13と回転部13に接続固定されたミラーホルダ14
は軸受12に対し回転され、ミラーホルダ14の先端に
固定された反射ミラー16が回転され、被検体10のラ
ジアル走査が可能となる。更に回転されるミラーホルダ
14に設けられて溝27と探触子ホルダ19に設けられ
てピン26により探触子ホルダ19はミラーホルダ14
と同方向に同速度で回転される。ここで、振動子ホルダ
19後端部にネジにより接続されているジョイント18
は、ジョイント18に接続固定された第2の駆動伝達ス
プリング21により回転されるが、第2の駆動伝達スプ
リングの回転動作は、ロック部9の固定機能により第1
の駆動伝達スプリングの回転動作と同じであるため、探
触子ホルダ19とジョイント8の回転動作は同一とな
り、最終的に反射ミラー16と超音波探触子20との位
置関係を変えることなく反射ミラー16と超音波探触子
20を回転させることができ、反射ミラー14に対し常
に超音波探触子20の超音波出射状態を一定にしながら
ラジアル走査が可能となり、駆動部8のエンコーダ出力
である角度情報と送受信部3の出力より信号処理部4で
テレビ同期信号に整合した画像を構成し、表示部5に表
示することで歪のない超音波断層像を得ることができ
る。
体10の大きさと超音波プローブ1の位置関係より超音
波集束領域が被検領域とずれた場合は、分解能の劣化し
た画像となる。従って操作者は表示部5に表示された超
音波断層像より、焦点領域の調整を行う指示をオペレー
タ部6より入力する。焦点領域を変更するためには、例
えば超音波プローブ1より遠くに焦点領域を設定する時
は、超音波探触子20と反射ミラー16との距離を近づ
ければ良く、逆の場合は離せば良い。
は指示された焦点領域の変更に必要な制御信号を駆動部
8とロック部9に出力する。駆動部8に転送される制御
信号は、回転方向と動作時間であり、ロック部9に転送
される制御信号は、第1の駆動伝達スプリング17と第
2の駆動伝達スプリング21の同時回転状態を解除させ
るもので、ロック部9は駆動部8で発生した駆動力を第
2の駆動伝達スプリングにだけに伝え第1の駆動伝達ス
プリング17は回転しないように固定する。駆動部8は
制御部7から転送された制御信号で決められた回転方向
に決められた時間だけ回転する。駆動部8おいびロック
部9により回転された第2の駆動伝達スプリング21
は、接続固定されたジョイント8を回転させる。一方探
触子ホルダ19は、ピン26とミラーホルダ14に設け
られた溝27によりミラーホルダ14に対し回転するこ
とはできない。ミラーホルダ14は回転部13を介し第
1の駆動伝達スプリング17に接続固定され、第1の駆
動伝達スプリング17は前述のロック部9により回転し
ないように固定されている。従って、探触子ホルダ19
は回転しない。
されたジョイント8の回転力は、探触子ホルダ19が回
転されないため、ジョイント8外側と探触子ホルダ19
の内側に設けられてネジを回し、結果的には探触子ホル
ダ19を前後方向に移動させる。移動距離は、制御部7
から転送された制御信号で決められた時間に対応し、移
動方向は回転方向に依存する。以上のように集束領域を
変更したら、再び前述のようにラジアル走査を行い分解
能の良い超音波断層像を得ることができる。
8とロック部9に接続された第1の駆動伝達スプリング
17とこの第1の駆動伝達スプリング1内空部に通され
た第2の駆動伝達スプリング21を回転させることで、
カテーテル11先端に位置する先端に反射ミラー16を
固定したミラーホルダ14と超音波探触子20を固定し
た探触子ホルダ19を同時に回転させることができ、ラ
ジアル走査による被検体10の超音波断層像を得ること
ができるともに、制御部7の制御信号によりロック部9
が駆動部8の駆動力を第2の駆動伝達スプリング21だ
けに伝達させ、第1の駆動伝達スプリング17は回転さ
れないように固定することで、ミラーホルダ14に対
し、探触子ホルダ19を前後方向に移動させることが可
能となる。
れた駆動部とロック部に接続された第1の駆動伝達スプ
リングとこの第1の駆動伝達スプリング内空部に通され
た第2の駆動伝達スプリングを回転させることで、カテ
ーテル先端に位置する先端に反射ミラーを固定したミラ
ーホルダと超音波探触子を固定した探触子ホルダを同時
に回転させることができ、ラジアル走査による被検体の
超音波断層像を得ることができるともに、制御部の制御
信号によりロック部が駆動部の駆動力を第2の駆動伝達
スプリングだけに伝達させ、第1の駆動伝達スプリング
は回転されないように固定することで、ミラーホルダに
対し、探触子ホルダを前後方向に移動させることが可能
となり、超音波探触子と反射ミラーとの距離を超音波プ
ローブを被検体内に位置させたまま変更することがで
き、被検体の形状の変化に対し、集束領域を変更するこ
とができ、診断上極めて優れた超音波診断装置を実現で
きるものである。
ロック結線図
超音波プローブの構造図
Claims (1)
- 【請求項1】 超音波を送受波する超音波探触子と、こ
の超音波探触子に接続された送受信部と、この超音波送
受信部に接続された信号処理部と、この信号処理部に接
続された表示部と、集束領域の変更データを入力するオ
ペレータ部と、このオペレータ部に接続された制御部
と、この制御部に接続された駆動部と、柔軟性を有し前
記駆動部で発生した駆動力を伝達させる中空構造の第1
の駆動伝達スプリングと、この第1の駆動伝達スプリン
グ内を通過する柔軟性を有し前記駆動部で発生した駆動
力を伝達させる中空構造の第2の駆動伝達スプリング
と、前記第1の駆動伝達スプリングと第2の駆動伝達ス
プリングの両後端部に接続され前記駆動部で発生した駆
動力を前記制御部からの指示により両方に伝達させる、
または第1の駆動伝達スプリングの回転を固定し第2の
駆動伝達スプリングだけに伝達させるロック部と、前記
第1の駆動伝達スプリングを内腔部に配置させた柔軟性
の細管構造のカテーテルと、このカテーテルの先端部に
接続固定された軸受と、前記第2の駆動伝達スプリング
の先端部に接続固定され先端部外壁部にネジ構造を有し
前記第2の駆動伝達スプリングと共に回転される中空管
構造のジョイントと、このジョイントに設けられたネジ
に合わされるネジを後端内壁部に有し前記超音波探触子
を先端部に固定しミラーホルダに対し回転方向を制限す
るピンを有する探触子ホルダと、前記第1の駆動伝達ス
プリング先端部に接続固定され前記軸受内に挿入され当
該軸受より長くかつ当該軸受に対して前記第1の駆動伝
達スプリングと共に回転され前記ジョイントを回動可能
に挿入させる2段構造を先端部に有する回転部と、この
回転部に接続固定され共に回転し前記探触子ホルダに設
けられたピンを挟み込む中心軸方向に開けられた溝を有
し超音波伝搬経路に開口部を有する中空管構造のミラー
ホルダと、このミラーホルダの先端部に固定され前記超
音波探触子から出力される超音波の伝搬方向を変える反
射ミラーとを備えた超音波診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3346035A JPH0775608B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 超音波診断装置 |
| US07/941,580 US5377682A (en) | 1991-09-05 | 1992-09-04 | Ultrasonic probe for transmission and reception of ultrasonic wave and ultrasonic diagnostic apparatus including ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3346035A JPH0775608B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176930A JPH05176930A (ja) | 1993-07-20 |
| JPH0775608B2 true JPH0775608B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=18380697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3346035A Expired - Lifetime JPH0775608B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-12-27 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775608B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101586977B1 (ko) * | 2015-06-30 | 2016-01-21 | (의료)길의료재단 | 척추경 관통 시술의 안전을 위한 초음파를 이용한 척추경 시야 유도 기구 |
| CN116539728B (zh) * | 2022-01-26 | 2025-11-25 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 一种钎焊结构超声扫描装置和检测方法 |
| CN114965713B (zh) * | 2022-04-15 | 2025-10-10 | 国核电站运行服务技术有限公司 | 探头、测位和测速组件及其构成的控制棒检测装置/方法 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3346035A patent/JPH0775608B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05176930A (ja) | 1993-07-20 |
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