JPH0779979A

JPH0779979A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH0779979A
Application number: JP5225828A
Authority: JP
Inventors: Kinya Takamizawa; 欣也高見沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】機械的回転走査方式における回転精度を高め、
さらに所定の部位での流体の速度等の運動状態を表示す
ることができる超音波診断装置を提供する。【構成】超音波振動子５を有し且つ超音波振動子５が放
射した超音波信号を回転を与えることにより走査可能な
音響ミラー６を備えた細径超音波プローブ１を体腔内に
挿入して診断を行なう超音波診断装置。音響ミラー６を
回転させるマイクロモータ７を超音波プローブ１内に設
けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波プローブを体腔
内に挿入して診断を行なう超音波診断装置に係わり、特
に、直径が例えば２mm程度の細径プローブを用いた超音
波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子等の超音波振動子を駆動させて
超音波信号（超音波パルス）を生体内の診断部位に放射
し、この診断部位からの反射信号に基づいて生体内情報
を得る超音波診断法を用いた超音波診断装置は、造影剤
無しで軟部組織の診断ができる等の利点を持ち、幅広く
利用されている。

【０００３】近年、電子回路の高周波化や超音波振動子
の超微細加工技術の進歩等による超音波診断技術の向上
に伴って、微小化した超音波振動子を体内に挿入するこ
とが容易になり、食道壁や胃壁を介して心臓、消化管、
及び消化器等を診断することが臨床の場で徐々に普及し
始めている。

【０００４】特に胃や膵臓、胆嚢等の診断に関しては、
光学的内視鏡（以下、単に内視鏡という）と同様に、直
径１０mm前後の道中管に超音波振動子を内蔵し、この超
音波振動子を機械的に回転駆動させ、あるいは電子的に
駆動させて生体内の診断対象部位を走査する、いわゆる
超音波内視鏡によって体表走査では得られない鮮明な画
像を得ることが可能になっている。また電子走査方式で
はドプラ信号による血流計測も行なわれ、食道静脈瘤の
診断、あるいは周辺の組織血流計測による腫瘍の鑑別診
断の研究等に用いられている。

【０００５】ところで、胃や食道あるいは大腸等におけ
る診断では、内視鏡及び超音波内視鏡を用いた２段階ス
テップによる検査が行なわれている。この検査方式で
は、最初のステップで内視鏡により癌部の位置及び鑑別
診断が行なわれる。そして次のステップで超音波内視鏡
により癌の深達度診断（病巣部がどの程度広がっている
か）が行なわれ、この検査結果を用いて治療方法を決定
している。

【０００６】しかしながら上述した２段階ステップの検
査では、超音波内視鏡が対物レンズ等の光学的な観察手
段を有していないため、超音波内視鏡による走査部分の
位置決めは盲目的に行なうしかなく、正確性に欠け、操
作者の負担となった。また、２本の道中管を順次患者の
体内に挿入しなければならないため、患者に与える苦痛
は極めて大きく、一般の臨床では未だ普及していなかっ
た。

【０００７】このような従来の超音波内視鏡に代るもの
として、内視鏡の鉗子チャンネルを通過させることが可
能な細径超音波プローブを用い、内視鏡と細径超音波プ
ローブとを一体化させて診断を行なう方式の超音波診断
装置が開発されている。

【０００８】この方式によれば、超音波プローブを使用
する際の患者に与える苦痛はほとんどなく、しかも超音
波走査位置は常に内視鏡画像下にてモニタリングされて
いるため、走査の正確さは従来法と比べて著しく向上し
ている。

【０００９】このような細径超音波プローブを備えた超
音波診断装置を図６に示す。この細径超音波プローブ４
９は、振動子からの超音波信号を回転するミラーによっ
て反射させてラジアル状に走査する構成である。すなわ
ち、直径２mm程度のチューブ５０の先端内部に、１個の
超音波振動子５１が振動子面が装置本体５２側を向くよ
うに固設されている。また、超音波振動子５１の振動子
面に対向した反射面５３ａを有し、この反射面５３ａは
チューブの中心軸に対して約４５度に傾斜している音響
ミラー５３が設けられている。

【００１０】超音波振動子５１には、チューブ５０の壁
面に埋設された信号線５４ａ及びアース線５４ｂの一端
が接続されている。この信号線５４ａ及びアース線５４
ｂの他端は、装置本体５２に設置された超音波振動子駆
動用の送受信回路５５に接続されている。

【００１１】また、音響ミラー５３には回転ケーブル
（トルクケーブル）５６の一端が接続されている。ま
た、この回転ケーブル５６の他端には、装置本体５２に
設置されたモータ機構５７が接続されている。モータ機
構５７は、エンコーダ５８を備えたモータ５９と、モー
タ駆動用のモータドライブ回路６０とを備え、モータド
ライブ回路６０からの制御出力によって回転するモータ
５９の回転駆動力をエンコーダ５８及びトルクケーブル
５６を介して音響ミラー５２に伝達して、音響ミラー５
３をチューブ５０の中心軸を回転軸として回転運動させ
るようになっている。

【００１２】この細径超音波プローブ４９を体腔内に挿
入して装置５２を駆動させると、送受信回路５５から信
号線５４ａを介して超音波振動子５１に送信パルスが送
られ、超音波振動子５１が駆動される。駆動した超音波
振動子５１によって、回転運動している音響ミラー５３
へ向けて超音波信号ｓが放射される。この超音波信号ｓ
は、音響ミラー５３の反射面５３ａによって反射され、
回転軸に対して略９０度、即ちチューブ５０の壁面に対
して直交する方向（ラジアル状）に放射される。

【００１３】放射された超音波信号ｓは体腔内の診断部
位等によって反射され、その反射信号はチューブ５０の
壁面に対して直交する方向から振動子５１によって受信
される。振動子５１によって受信された反射信号は、送
受信回路５５を介して装置本体５２に送られ、画像処理
装置等により画像化（例えばＢモード画像）される。そ
の結果、体腔内の診断部位における断層像が得られる。

【００１４】なお、上述した音響ミラーを回転させて超
音波信号ｓの走査を行なう方式の他に、微小振動子をト
ルクケーブルに装着し、この微小振動子を直接回転させ
る方式やミラーと振動子を一体化して回転させる方式等
が提案されているが、いずれにしてもこのようなモータ
等による機械的な回転走査方式は構造が比較的簡単であ
り、また高周波化（２０ MHz〜４０ MHz）が容易に実現
できるため、最も普及している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】超音波診断装置によっ
て所定部位での血流等の運動流体の速度を求める場合、
その運動流体の方向に複数回（例えば１０〜２０回）連
続して超音波信号を送受信する必要があった。しかも消
化器領域の如く遅い速度を持つ血流を検出するために
は、複数回の走査における超音波信号の送受信方向（ビ
ーム方向）は正確に一致していなければならなかった。

【００１６】したがって、細径超音波プローブを備えた
機械的な回転走査方式による超音波診断装置を用いて、
血液の流れ等の運動流体からの超音波信号（ドプラ信
号）を検出し、このドプラ信号によって運動流体の速度
情報等を計測することは困難とされていた。その最大の
理由は、プローブ先端の振動子や音響ミラーに回転駆動
力を伝達するトルクケーブル部分に回転誤差（回転ム
ラ）が発生するため、所要の回転精度が得られず、超音
波信号の送受信方向が一致しないからである。また、こ
の回転誤差はトルクケーブルが湾曲していた場合特に著
しく回転精度を低下させていた。

【００１７】このような理由から、心臓内のように速い
速度を持つ血流以外では、機械走査方式は不可能とさ
れ、この種の計測はもっぱら走査方向が任意且つ正確に
決定される電子走査方式が行なわれてきた。

【００１８】しかしながら、上述した細径超音波プロー
ブを使用した超音波診断装置では、超音波プローブ内の
収容面積が極めて小さいため、電子走査方式の採用は困
難であった。

【００１９】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、機械的回転走査方式における回転精度を高め、所
定の部位での流体の速度等の運動状態を表示することが
できる超音波診断装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載した超音波診断装置は、超音波振動子を
有し且つこの超音波振動子あるいは音響ミラーに回転を
与えることにより走査可能な超音波放射部を備えた細径
の超音波プローブを体腔内に挿入して診断を行なう超音
波診断装置において、上記超音波放射部に回転を与える
マイクロモータを上記超音波プローブ内に設けている。

【００２１】また、請求項２記載の超音波診断装置は、
前記超音波送受信方向を同一方向に設定して得られる超
音波受信信号から血流情報を算出、表示する手段を備え
ている。

【００２２】特に請求項３記載の超音波診断装置では、
前記超音波放射部は、前記超音波プローブの先端に固設
された超音波振動子か、あるいは前記超音波振動子と、
この超音波振動子が放射した超音波信号を前記体腔内壁
側へ反射させ且つ回転可能に設けられたミラーとから構
成され、前記マイクロモータの回転を上記ミラー、ある
いは振動子、あるいはミラーと振動子に与えるように形
成している。

【００２３】さらに、請求項４記載の超音波診断装置で
は、前記マイクロモータはステッピング駆動方式のモー
タであり、このモータに対してモータ駆動用パルスを出
力する駆動パルス出力手段と、前記超音波振動子が駆動
されるタイミングに応じて、上記駆動パルス出力手段か
ら出力されるモータ駆動用パルスの出力タイミングを制
御する駆動パルス制御手段とを備えている。

【００２４】

【作用】本発明の超音波診断装置では、超音波放射部に
回転を与えて超音波信号を放射させるマイクロモータを
超音波プローブ内に設けたため、超音波放射部とマイク
ロモータを直結させて、超音波放射部にマイクロモータ
の回転精度とほぼ同程度の精度の回転動力を伝達するこ
とができる。

【００２５】特に、請求項２記載の超音波診断装置で
は、超音波放射部は、超音波プローブの先端に固設され
た超音波振動子と、回転可能に設けられたミラーとを備
え、このミラーをマイクロモータにより回転させること
により、超音波信号を体腔内壁側へ向かって放射状（ラ
ジアル状）に走査させる。この際、ミラーに回転動力を
与えるマイクロモータを超音波プローブ内に設けたた
め、ミラーとマイクロモータとを直結させて、ミラーに
マイクロモータの回転精度とほぼ同程度の精度の回転動
力を伝達することができる。

【００２６】また、マイクロモータとしてステッピング
駆動方式のモータを用い、このモータを駆動パルス制御
手段からのモータ駆動用パルスによってステッピング駆
動させる。その際、駆動パルス制御手段によって駆動パ
ルス出力手段を制御して、超音波振動子の駆動タイミン
グに応じた出力タイミングのモータ駆動用パルスをモー
タに送り、モータを駆動させることができる。このた
め、振動子が複数回駆動された後にモータを駆動させる
ように設定することによって、機械式回転走査方式にお
いても、所定の方向に複数回連続して超音波信号を送受
信することが可能になる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る実施例について、添付図
面を参照して説明する。

【００２８】（第１実施例）図１に示した超音波診断装
置は、体腔内の運動流体、例えば消化管壁側の血管ｂv
内の血球ｂc を含む所定の方向へ向けて超音波信号ｓを
放射（送信）し、且つ反射された超音波信号ｓを受信す
る超音波プローブ１と、超音波信号送受信用の回路や受
信された超音波信号ｓに所定の処理を施してＴＶモニタ
に表示する回路等を備えた装置本体２と、装置本体２へ
外部から各種の診断情報を入力する、例えばキーボー
ド、マウス等の入力部３とから構成される。

【００２９】超音波プローブ１は、可撓性を有し且つ直
径２mm程度の細径のチューブ４内に所定の部品が内臓さ
れて形成されている。すなわち、チューブ４の先端に振
動子面が装置側を向くように固設された超音波振動子５
と、この超音波振動子５の振動子面に対向した反射面６
ａを有し、この反射面６ａはチューブ４の中心軸に対し
て約４５度に傾斜している音響ミラー６と、この音響ミ
ラー６に、その出力軸７ａを介して直結された例えば直
径１mm以下の小型のマイクロモータ７とを備えている。
このマイクロモータ７は、モータ駆動パルスに基づいて
所定角（以下、ステッピング角；Δθという）回転する
ステッピング駆動方式のマイクロモータ（以下、ステッ
ピングモータ７という）である。

【００３０】また、音響ミラー６は、ステッピングモー
タ７から伝達される回転動力によって、出力軸７ａを回
転軸として回転するようになっている。なお、超音波振
動子５、音響ミラー６は本発明の超音波放射手段を形成
する。

【００３１】一方、装置本体２は、超音波信号ｓの送信
周波数（繰り返し周波数）を決定するレートパルスを発
生するパルス発生器８と、このパルス発生器８から出力
されたレートパルスから振動子駆動パルスを発生する振
動子駆動回路９と、ステッピングモータ７にモータ駆動
パルスを送るモータ駆動回路１０と、入力部３からの入
力条件及びパルス発生器８から出力されたレートパルス
に基づいて、モータ駆動回路１０から出力されるモータ
駆動パルスの出力タイミングやパルス数等を制御すると
共に、振動子駆動回路９による振動子駆動パルスの出力
を制御するコントローラ１１とを備えている。なお、振
動子駆動回路９は信号線１２によって超音波振動子５に
接続されている。また、モータ駆動回路１０は、本発明
の駆動パルス出力手段を形成し、コントローラ１１は、
本発明の駆動パルス制御手段を形成する。

【００３２】そして装置本体２は、超音波プローブ１で
受信された受信信号を増幅する増幅器１３と、増幅器１
３によって増幅された受信信号からＢモード画像信号を
生成するＢモードユニット１４と、増幅器１３によって
増幅された受信信号からドプラ信号を抽出し、このドプ
ラ信号を周波数分析して流体（例えば血流）の速度情報
を算出する手段であるドプラユニット１５とを備えてい
る。

【００３３】さらに装置本体２は、Ｂモードユニット１
４からの出力信号とドプラユニット１５からの出力信号
とを標準ＴＶ信号（ＴＶフォーマットの信号）に変換す
るデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）１６と、この
標準ＴＶ信号をＴＶモニタ上に表示する表示部１７とが
備えられている。なお、表示部１７は、請求項２記載の
血流情報を表示する手段を形成している。

【００３４】Ｂモードユニット１４は、増幅器１３から
出力された受信信号を対数圧縮する対数増幅器１８と、
対数圧縮された受信信号を検波する包絡線検波回路１９
と、検波回路１９からの出力信号（Ｂモード画像信号）
をデジタルデータ（Ｂモード画像データ）に変換するＡ
／Ｄ変換器２０とを有し、Ａ／Ｄ変換器２０から出力さ
れたＢモード画像データはＤＳＣ１６へ出力される。

【００３５】ドプラユニット１５は、増幅器１３から出
力された受信信号を直交位相検波して、位相がπ／２ず
れた２系統のドプラ信号（複素信号）を抽出し、このド
プラ信号を周波数分析して結果を出力するものである。

【００３６】すなわち、所定の周波数（超音波信号ｓの
中心周波数）を有した連続波（基準信号）を２系統に分
けて出力する基準信号発生器２１と、基準信号発生器２
１から出力された基準信号の一方の位相をπ／２（９０
度）だけシフトする移相器２２と、基準信号発生器２１
から出力された基準信号（位相シフト無し）と増幅器１
３から出力された受信信号とを乗算するミキサ２３ａ
と、移相器２２から出力されたπ／２だけ位相のシフト
した基準信号と増幅器１３から出力された受信信号とを
乗算するミキサ２３ｂとを備えている。

【００３７】ミキサ２３ａ，２３ｂからの出力信号は、
それぞれローパスフィルタ（ＬＰＦ）２４ａ，２４ｂに
入力して信号成分の中の和の出力成分が除去され、差の
周波数成分が抽出される。ローパスフィルタ２４ａ，２
４ｂから出力されたドプラ周波数成分を有する信号は、
Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）２５ａ，２５ｂによってデジタ
ル信号（ドプラデータ）に変換された後、一旦メモリ回
路２６ａ，２６ｂに保持される。

【００３８】このようにして、メモリ回路２６ａ，２６
ｂに所定回数のデータ（同一部位のドプラデータ）が保
持されると、これらのドプラデータはスペクトラム分析
器２７に送られる。このスペクトラム分析器２７は、ド
プラデータを周波数分析し、平均周波数（すなわち血流
の平均速度）等のスペクトラムデータを求める。このス
ペクトラムデータはＤＳＣ１６に出力される。

【００３９】ＤＳＣ１６は、図示しないフレームメモ
リ、書き込み・読みだし制御部を備え、入力されたＢモ
ード画像データ及びスペクトラムデータを、書き込み・
読みだし制御部からの制御に基づいてフレームメモリの
所定のアドレスに書き込む（保持する）と共に、フレー
ムメモリの各アドレスに保持されたデータを、書き込み
・読み出し制御部からの制御に基づいて順次読み出すよ
うになっている。読み出されたデータ（Ｂモード画像デ
ータ及びスペクトラムデータ）は表示部１７へ出力され
る。

【００４０】表示部１７は、図示しないＲＧＢ等のカラ
ー処理部、Ｄ／Ａ変換器、及びＴＶモニタを備え、入力
されたデータの内スペクトラムデータをカラー処理部に
よってカラーデータに変換する。このカラーデータ及び
Ｂモード画像データ（白黒データ）はＤ／Ａ変換器によ
ってアナログ画像信号に変換された後、ＴＶモニタによ
って重畳して表示される。

【００４１】次に本実施例の作用を述べる。

【００４２】コントローラ１１からの制御に基づいて振
動子駆動回路９から繰り返し周波数（周期Ｔ0 ）で出力
された振動子駆動パルスにより超音波振動子５が駆動さ
れ、音響ミラー６の反射面６ａに向けて超音波信号ｓが
放射される。一方、コントローラ１１によって所定の出
力タイミング及びパルス数に制御されたモータ駆動パル
スがモータ駆動回路１０からステッピングモータ７に送
られ、そのステッピングモータ７を回転作動させる。そ
の結果、音響ミラー６にはステッピングモータ７からの
回転動力が出力軸７ａを介して直接伝達され、音響ミラ
ー６は所定方向に回転する。このため反射面６ａに入射
した超音波信号ｓは、回転する反射面６ａによって放射
状に反射され、消化器領域付近の血管ｂv 内の血球ｂc
を含む所定の方向へ向けて送信される。

【００４３】この際の振動子駆動パルス及びモータ駆動
パルスとの関係と、その際の超音波の走査方向とを図２
（ａ）、（ｂ）に示す。

【００４４】上述したようにステッピングモータ７は、
そのモータ駆動パルスを計数することによって決定され
た回転角度Δθによって回転作動する。図２は、Δθ＝
４５度で所定の方向に５回超音波信号ｓを送受信してド
プラ信号を計測する場合を示したものであり、モータ駆
動パルスの１周期間に５つの振動子駆動パルスが送られ
る。また超音波信号ｓは、図２中Ａ〜Ｈの方向にΔθ度
間隔で放射される。

【００４５】例えば、測定対象である血管ｂv 内の血球
ｂc が所定の方向（例えばＡ方向）に存在した場合、反
射面６ａから反射した超音波信号ｓが所定の方向Ａに向
くような状態で振動子駆動回路９からの振動子駆動パル
スｐ1 によって超音波振動子５が駆動される。続いて周
期Ｔ0 毎に送られる振動子駆動パルスｐ2 〜ｐ5 によっ
て超音波振動子５が駆動される。この結果、Ａ方向に対
してｓ1 〜ｓ5 の超音波信号が送受信される。つまり、
同一方向に５回の走査が行なわれる。

【００４６】５回目の超音波信号ｓ5 の送受信が行なわ
れた状態、つまり、振動子駆動パルスｐ5 が送られる
と、コントローラ１１からの制御によってモータ駆動回
路１０からモータ駆動パルスｂがステッピングモータ７
に送られる。モータ駆動パルスｂによって回転作動した
ステッピングモータ７からの回転動力によって、音響ミ
ラー６の反射面はΔθ回転され、超音波信号ｓの送受信
方向もＡからΔθ移動したＢ方向になる。そして、同様
に周期Ｔ0 毎に振動子駆動パルスｐ6 〜ｐ10が超音波振
動子５に送られ、Ｂ方向に対してｓ6 〜ｓ10の超音波信
号が送受信される。以下、同様にＣ〜Ｈ方向にも超音波
信号ｓが送受信される。

【００４７】Ｈ方向の超音波信号ｓ４０の送受信が行な
われた状態、つまり振動子駆動パルスｐ40が送られる
と、コントローラ１１からの制御によってモータ駆動回
路１０からモータ駆動パルスａがステッピングモータに
送られ、超音波信号ｓの送受信方向はＨからΔθ移動し
たＡ方向になり、最初の状態に戻る。以下、必要に応じ
て上述した処理が繰り返される。

【００４８】つまり、コントローラ１１からの制御によ
り、モータ駆動回路１０から出力されるモータ駆動パル
スの出力タイミングを所定回（本実施例の場合５回）毎
の振動子駆動パルスの出力タイミングに合わせることに
よって、所定方向に複数回（５回）の超音波信号ｓの送
受信（走査）を行なうことができる。また、このドプラ
信号の局所計測単位である５回の超音波信号の送受信期
間中、その送受信方向は、ステッピングモータ７の回転
角の制御に基づき正確に固定することができる。

【００４９】さらに、ステッピングモータ７の回転動力
に基づき音響ミラー６を回転させて超音波信号ｓを送受
信する機械的回転走査方式を用いる際に、超音波プロー
ブ１内にステッピングモータ７を設けたため、トルクケ
ーブル等を極力使用せずに、ステッピングモータ７の回
転動力を直接音響ミラー６に伝達することができる。こ
の結果、回転誤差（回転ムラ）を極力抑えることがで
き、回転精度を大幅に上昇させることができる。

【００５０】したがって従来困難とされていた、細径プ
ローブを備えた機械的な回転走査方式による超音波診断
装置を用いて、比較的流速の遅い腹部の血流等からの超
音波信号ｓ（ドプラ信号）を検出することが可能にな
る。

【００５１】なお、第１実施例において、所定部位に超
音波信号を送受信する回数を５回としたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、１０回〜２０回等、診断
対象部位に基づいて定めて良い。

【００５２】また、第１実施例において、ステッピング
角をほぼΔθ＝４５度としたが、実際の場合、Δθは、
（２π／２５６）〜（２π／５１２）ときわめて小さい
値であることが多い。

【００５３】（第２実施例）第２実施例は、第１実施例
と同様の構成において振動子駆動パルスとモータ駆動パ
ルスとの関係を図３に示すように設定したものであり、
低流速検出機能を大幅に改善するものである。

【００５４】一般に、低流速検出能（最小ドプラ周波
数）ｆ_dminは、同一方向走査回数をＮとし、また同一方
向走査繰り返し周期をＴ1 とすれば「ｆ_dmin＝（ＮＴ1
）^-1」で示される。すなわち、低流速検出能を改善さ
せるためには、「ＮＴ1 」をある程度大きくとる必要が
ある。

【００５５】したがって、血管のように固定した物体か
らの信号スペクトルや一定速度で流れる血流スペクトル
等のＮが十分大きい場合には、それぞれが線スペクトル
となるためフィルタにより血流信号成分のみを抽出する
ことは容易である。

【００５６】しかしながら、装置のリアルタイム性が要
求される場合には、前記Ｎを大きくすることは不可能で
ある。このような場合、同一方向走査繰り返し周期Ｔ１
を長くして、低流速検出能を高めることも有効な手段で
ある。

【００５７】そこで本実施例では、超音波振動子を高速
度で複数回回転させ、元の位置に戻ってきたときに得ら
れる反射信号からドプラ信号を検出するようにして、同
一方向走査繰り返し周期Ｔ１を長くすることを可能にし
た。

【００５８】図３に示すように、例えばＡ〜Ｈの８方向
に対して超音波信号ｓの走査を行なう場合（Δθ＝４５
度）、まず反射面６ａから反射した超音波信号ｓが所定
の方向Ａに向くような状態で振動子駆動パルスｐ1 によ
って超音波振動子５が駆動され超音波信号ｓ1 の送受信
が行なわれる。この際受信された超音波信号ｓ1 の中か
らドプラユニット１５に入力して得られたドプラ信号
は、ドプラデータとしてメモリ回路２６ａ，２６ｂに保
持される。

【００５９】一方、振動子駆動パルスｐ1 が送られる
と、コントローラ１１からの制御に基づいて出力される
モータ駆動パルスｂによって超音波信号ｓの送受信方向
はＢに向けられる。そして、振動子駆動パルスｐ2 によ
り超音波信号ｓ2 の送受信が行なわれ、同様にドプラデ
ータとしてメモリ回路２６ａ，２６ｂに保持される。以
下、同様にＣ〜Ｈ方向にも超音波信号ｓ3 〜ｓ8 が送受
信され、ドプラデータがメモリ回路２６ａ，２６ｂに保
持される。

【００６０】このようにすれば、方向Ａに対しては振動
子駆動パルスｐ1 、ｐ9 、ｐ17、ｐ25、ｐ33（Ｎ＝５の
場合）の時に同一部位からの一連の反射信号が得られ
る。この場合の同一方向走査繰り返し周期Ｔ1 は、超音
波振動子が１回転するのに要する時間に等しく、またこ
のＴ1 は、第１実施例の図２に示されたＴ0 と比較して
８倍となっている。

【００６１】また、この方式では、方向ＡからＨまでの
それぞれのＮ個の受信信号は、音響ミラー６がＮ回転す
ることによってほぼ同時に得られるため、Ｔ1 を大きく
とっても単位時間あたりの表示画像枚数（フレーム数）
は低減しない特徴がある。しかも、例えば方向Ａにおけ
るドプラ信号を検出する場合、まず振動子駆動パルスｐ
1 、ｐ9 、ｐ17、ｐ25、ｐ33についてドプラ信号を検出
し、次ぎの画像表示における方向Ａでのドプラ信号の算
出は、振動子駆動パルスｐ9 、ｐ17、ｐ25、ｐ33、ｐ41
について行なえば良いから、この新しい画像表示に要す
る時間は超音波振動子が１回転するのに要する時間に等
しくなる。なぜならば、画像表示に要する時間は超音波
の送受信に要する時間で決定され、ドプラ信号演算時間
に要する時間は僅かであるためである。

【００６２】したがって第２実施例の方式によれば、従
来よりフレーム数が著しく増大し、画像の時間分解能が
改善されるといった効果を新たに発生させることができ
る。（第３実施例）第３実施例も、第１実施例と同様の構成
において、振動子駆動パルスとモータ駆動パルスとの関
係を図４に示すように設定したものである。

【００６３】一般に、超音波断層像（Ｂモード画像）を
観察し、さらに血流等の運動流体の観察が必要となる場
合は、Ｂモード画像上での局所的領域での血流観測をす
る場合が多い。したがって第３実施例では、ドプラ信号
を収集する方向を限定した領域に設定することを可能に
している。

【００６４】本実施例では、図４に示す方向ＡとＢのみ
ドプラ信号を得る場合について述べる。例えばオペレー
タによって入力部３から方向Ａ及びＢを指定する領域指
定情報がコントローラ１１に入力される。コントローラ
１１は入力された領域指定情報に基づいて、モータ駆動
パルスの出力タイミングを制御する。

【００６５】すなわち、反射面６ａから反射した超音波
信号ｓが所定の方向Ａに向くような状態で、振動子駆動
パルスｐ1 〜ｐ5 が送られ、その結果方向Ａにおける超
音波信号ｓ１〜ｓ５の送受信が行なわれる。次いでモー
タ駆動パルスｂによって超音波信号ｓの送受信方向はＢ
に向けられ、振動子駆動パルスｐ6 〜ｐ10によって方向
Ｂにおける超音波信号ｓ6 〜ｓ10の送受信が行なわれ
る。

【００６６】その後、振動子駆動パルスｐ11が送られる
と、モータ駆動パルスｃによって超音波信号ｓの送受信
方向はＣに向けられ、振動子駆動パルスｐ12により超音
波信号ｓ11の送受信が行なわれる。以下同様の処理が行
なわれ、振動子駆動パルスｐ16が送られると、モータ駆
動パルスａによって超音波信号ｓの送受信方向はＡに向
けられる。なお、この場合、振動子駆動パルスｐ11〜ｐ
16によって送受信された超音波信号ｓ11〜ｓ16は、Ｂモ
ード画像用のみとしての超音波走査に用いられる。

【００６７】あるいはコントローラ１１により振動子駆
動回路９を制御して、振動子駆動パルスｐ11〜ｐ16によ
る実際の振動子駆動を行なわずに、モータ駆動パルスｃ
〜ａによって音響ミラー６の回転のみを行なってもよ
い。

【００６８】本実施例の方式では、例えば最初所定方向
（Ａ〜Ｈ方向）に一回ずつ超音波信号ｓの送受信を行な
い、その結果から診断目的の血流等の存在する領域を推
定して特定の領域（ドプラ信号を収集する方向）を定め
る。その後、そのドプラ信号を収集する方向のみを対象
として本実施例に基づく処理を行なうとより効果的であ
る。また、前記特定領域の指定は、操作パネル上から行
なえるような機能を入力部３にもたせてもよい。

【００６９】なお、Ｂモード画像をドプラデータによる
スペクトラムデータと同時に表示する場合には、振動子
駆動パルスｐ1 〜ｐ5 のうちの１つ、さらに振動子駆動
パルスｐ6 〜ｐ10のうちの１つによって得られた受信信
号についてもＢモード用信号処理を行なう必要がある。
その際、同じ受信信号からＢモード用信号及びドプラ信
号を同時に得る方法、あるいは分離して駆動し、特にド
プラ信号用走査時にはパルス波形を増加させる等、駆動
方法を変える方法を採用しても良い。なおこれらは第１
実施例及び第２実施例においても同様である。

【００７０】以上のように本実施例では、所定の方向の
み同一方向の複数回走査を行なうように設定することが
できるため、第１実施例と比べてよりフレーム数が増大
し、比較的速い流速の運動流体に対してもサンプリング
密度が十分とれ、折り返りによる計測誤差が生じないと
いった効果を新たに発生させることができる。

【００７１】なお、第１〜第３実施例では、超音波放射
部として固定された超音波振動子と音響ミラーとを備
え、この音響ミラーを回転させて超音波信号を放射させ
るミラー回転型の細径プローブについて述べたが、他の
方式、例えば音響ミラーを使用せずに、超音波放射部で
ある振動子を直接回転させる方式や、振動子・ミラー一
体回転方式においても本発明は適用される。この振動子
ミラー一体回転方式の細径超音波プローブの一例を図５
に示す。チューブ３０の先端に一体化して設けられた音
響ミラー３１及び超音波振動子３２はシャフト３３に接
続され、マイクロモータ３４からの動力によってシャフ
ト３３を介して回転する構成になっている。なお、振動
子３２から引き出される信号線３５は、シャフト３３、
ロータリートランス３６を貫通して、図示しない装置本
体の振動子駆動回路に接続されている。

【００７２】また、本発明の実施例として、Ｂモード画
像データ及び血流データを重畳して表示させる方式の超
音波診断装置を示したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、血流データのみを表示する方式の超音波診
断装置でも適用される。また、血流データは、画像に限
定されることなく所定方向あるいは所定位置での血流情
報（例えばスペクトル）を表示してもよい。

【００７３】さらに、本発明は細径の超音波プローブに
おいて特に有効であるが、ステッピングモータの使用に
より汎用の機械走査型超音波診断装置における血流計測
の性能改善にも有用である。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係る超音波診
断装置によれば、例えば、超音波プローブの先端に固設
された超音波振動子と回転可能に設けられたミラーとを
備えた超音波放射部の音響ミラーに回転を与えて超音波
信号を放射させるマイクロモータを超音波プローブ内に
設けたため、トルクケーブル等を使用せずに、マイクロ
モータと超音波放射部とを直結させることができる。し
たがって、超音波放射部の音響ミラーにはマイクロモー
タの回転精度とほぼ同程度の精度の回転動力が伝達され
るため、超音波放射部の回転誤差（回転ムラ）を極力抑
えることができ、機械的回転走査方式における回転精度
を大幅に上昇させることができる。

【００７５】また、特に、マイクロモータとしてステッ
ピング駆動方式のモータを用い、このモータの駆動用パ
ルスの出力タイミングを、超音波振動子が駆動されるタ
イミングに応じて制御することによって、例えば振動子
を複数回駆動させた後にステッピングモータを駆動させ
ることによって、所定の位置に複数回超音波信号ｓを正
確に且つ連続して放射させることが可能になる。

【００７６】以上の理由から、本発明に基づく細径の超
音波プローブを備えた機械的な回転走査方式による超音
波診断装置を用いて、特に遅い血流速度成分を有する体
内血流等の運動流体の速度情報を計測することを容易に
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波診断装置の第１実施例の構
成を示す概略ブロック図。

【図２】（ａ）は、第１実施例における振動子駆動パル
ス及びモータ駆動パルスとの関係を示すタイムチャー
ト。（ｂ）は、第１実施例における超音波信号の送受信
（走査）方向を示す図。

【図３】（ａ）は、第２実施例における振動子駆動パル
ス及びモータ駆動パルスとの関係を示すタイムチャー
ト。（ｂ）は、第２実施例における超音波信号の送受信
（走査）方向を示す図。

【図４】（ａ）は、第３実施例における振動子駆動パル
ス及びモータ駆動パルスとの関係を示すタイムチャー
ト。（ｂ）は、第３実施例における超音波信号の送受信
（走査）方向を示す図。

【図５】本発明に係る超音波診断装置の他の実施例にお
ける細径超音波プローブの一例を示す概略構成図。

【図６】従来の超音波診断装置の一例を示す概略構成
図。

【符号の説明】

１超音波プローブ２装置本体３入力部４チューブ５超音波振動子６音響ミラー６ａ反射面７ステッピングモータ７ａ出力軸８パルス発生器９振動子駆動回路１０モータ駆動回路１１コントローラ１２信号線１３増幅器１４Ｂモードユニット１５ドプラユニット１６ＤＳＣ１７表示部１８対数増幅器１９包絡線検波回路２０Ａ／Ｄ変換器２１基準信号発生器２２移相器２３ａ，ｂミキサ２４ａ，ｂＬＰＦ２５ａ，ｂＡ／Ｄ変換器２６ａ，ｂメモリ２７スペクトル分析器ｂc 血球ｂv 血管ｓ超音波信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波振動子を有し且つこの超音波振動
子が放射した超音波による超音波送受信方向を機械的回
転手段によって変えることにより走査可能な超音波放射
部を備えた超音波プローブを用いて診断を行なう超音波
診断装置において、上記超音波放射部に回転を与えるマ
イクロモータを上記超音波プローブ内に設けたことを特
徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記超音波送受信方向を同一方向に設定
して得られる超音波受信信号から血流情報を算出、表示
する手段を備えた請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】前記超音波放射部は、前記超音波プロー
ブの先端に固設された超音波振動子か、あるいは上記超
音波振動子とミラーの組み合せから構成され、前記マイ
クロモータの回転は少なくとも上記ミラーあるいは上記
超音波振動子に与えるように形成した請求項１記載の超
音波診断装置。
【請求項４】前記マイクロモータはステッピング駆動
方式のモータであり、このモータに対してモータ駆動用
パルスを出力する駆動パルス出力手段と、前記超音波振
動子が駆動されるタイミングに応じて、上記駆動パルス
出力手段から出力されるモータ駆動用パルスの出力タイ
ミングを制御する駆動パルス制御手段とを備えた請求項
１記載の超音波診断装置。