JPH08626A - 超音波断層装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波断層装置において、多数の振動子素子
が配列されて多チャンネルに形成された探触子を通常の
ピン数で構成された複数のコネクタで断層装置本体に接
続可能とする。 【構成】 探触子１側に設けられ、該探触子１の内部に
多数配列された振動子素子６をある一定数ごとにグルー
プ化した振動子素子群と接続された複数のコネクタ４₁
〜４₄と、断層装置本体２の入力部に設けられ、上記探
触子１側の複数のコネクタ４₁〜４₄からの超音波受信信
号を内部の送受信回路７₁〜７₄へ入力する複数のコネク
タ５₁〜５₄とを接続して、探触子１内のグループ化され
た振動子素子群を上記複数のコネクタ４₁〜４₄，５₁〜
５₄にまたがって順次走査しながら超音波を送受信する
ことにより、一つの超音波画像を構成するようにしたも
のである。これにより、多数の振動子素子６が配列され
て多チャンネルに形成された探触子１を通常のピン数で
構成された複数のコネクタ４₁〜４₄で断層装置本体２に
接続することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体内へ超音波を送
受信して診断部位の超音波画像を得る超音波断層装置に
関し、特に多数の振動子素子が配列されて多チャンネル
に形成された探触子を通常のピン数で構成された複数の
コネクタで断層装置本体に接続し、上記探触子内のグル
ープ化された振動子素子群を複数のコネクタにまたがっ
て順次走査して超音波を送受信することにより、一つの
超音波画像を構成するようにした超音波断層装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波断層装置は、多数の振動子
素子が配列されて多チャンネルに形成され被検体に超音
波を送受信する探触子と、この探触子に超音波送信信号
を与えると共に探触子からの超音波受信信号を増幅する
送受信回路及びこの送受信回路からの受信信号に所定の
遅延を与えて受波整相を行う受波整相回路並びにこの受
波整相回路からの出力信号に対し所定の処理を行い画像
信号を作成する画像処理回路を備えて成る断層装置本体
と、この断層装置本体内の画像処理回路からの画像信号
を表示する画像表示器とを有して成っていた。

【０００３】そして、上記探触子には通常のピン数で構
成された一つのコネクタが設けられており、このコネク
タを断層装置本体の入力部に設けられた通常のピン数か
ら成る一つのコネクタに接続し、このコネクタを介して
探触子と断層装置本体との間で送受信信号をやりとりす
るようになっていた。この場合、上記探触子としては、
形状、振動子素子数、超音波送波の周波数などが異なる
複数種類のものが用意されており、上記コネクタの部分
で接続を差し換えることにより、上記異なる複数種類の
探触子のうちから任意に選択して使用することができる
ようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波断層装置においては、探触子には通常のピン
数で構成された一つのコネクタが設けられているだけな
ので、そのコネクタのピン数の範囲内の振動子素子を有
する探触子しか接続できないものであった。従って、振
動子素子数を通常よりも増やして多チャンネルに形成し
たり振動子素子を２次元に配列して成る探触子を接続し
ようとすると、従来の通常のピン数で構成された一つの
コネクタでは接続できないこととなるものであった。こ
れに対して、新たにピン数を多くしたコネクタを作製し
て使用すればよいが、この場合は従来の通常の振動子素
子数の探触子が接続できなくなる。また、振動子素子を
長軸方向及び短軸方向の２次元に配列した探触子におい
ては、振動子素子数が飛躍的に増加するため、新たにピ
ン数を多くした大形のコネクタを作製することには限界
があるものであった。これらのことから、最近要求され
ている探触子の振動子素子の多チャンネル化には十分対
応できないことがあった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、多数の振動子素子が配列されて多チャンネルに形
成された探触子を通常のピン数で構成された複数のコネ
クタで断層装置本体に接続し、上記探触子内のグループ
化された振動子素子群を複数のコネクタにまたがって順
次走査して超音波を送受信することにより、一つの超音
波画像を構成するようにした超音波断層装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波断層装置は、多数の振動子素子
が配列されて多チャンネルに形成され被検体に超音波を
送受信する探触子と、この探触子に超音波送信信号を与
えると共に探触子からの超音波受信信号を増幅する送受
信回路及びこの送受信回路からの受信信号に所定の遅延
を与えて受波整相を行う受波整相回路並びにこの受波整
相回路からの出力信号に対し所定の処理を行い画像信号
を作成する画像処理回路を備えて成る断層装置本体と、
この断層装置本体内の画像処理回路からの画像信号を表
示する画像表示器とを有する超音波断層装置において、
上記探触子には、その内部に多数配列された振動子素子
をある一定数ごとにグループ化した振動子素子群と接続
された複数のコネクタを設け、上記断層装置本体の入力
部には、上記複数のコネクタと接続して上記探触子から
の超音波受信信号を内部の送受信回路へ入力する複数の
コネクタを設け、上記探触子側のコネクタと断層装置本
体側のコネクタとを接続して、上記探触子の多数の振動
子素子からの超音波の送受信を、上記グループ化した振
動子素子群を複数のコネクタにまたがって順次走査しな
がら行うことにより、一つの超音波画像を構成するよう
にしたものである。

【０００７】

【作用】このように構成された超音波断層装置は、探触
子側に設けられ、該探触子の内部に多数配列された振動
子素子をある一定数ごとにグループ化した振動子素子群
と接続された複数のコネクタと、断層装置本体の入力部
に設けられ、上記探触子側の複数のコネクタからの超音
波受信信号を内部の送受信回路へ入力する複数のコネク
タとを接続して、探触子内のグループ化された振動子素
子群を上記複数のコネクタにまたがって順次走査しなが
ら超音波を送受信することにより、一つの超音波画像を
構成するように動作する。これにより、多数の振動子素
子が配列されて多チャンネルに形成された探触子を通常
のピン数で構成された複数のコネクタで断層装置本体に
接続することができる。

【０００８】

【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は本発明による超音波断層装置の
実施例を示すブロック図である。この超音波断層装置
は、被検体内へ超音波を送受信して診断部位の超音波画
像を構成して表示するもので、図１に示すように、探触
子１と、断層装置本体２と、画像表示器３とを有し、さ
らに探触子１側の複数のコネクタ４₁，４₂，４₃，４
₄と、断層装置本体２側の複数のコネクタ５₁，５₂，
５₃，５₄とを備えて成る。

【０００９】上記探触子１は、被検体内に超音波を送受
信するもので、例えば短冊状に形成された多数の振動子
素子６が一列状に配列されて多チャンネルに形成されて
いる。なお、図１に示す実施例では、振動子素子６が探
触子１の長軸方向に１〜ｍチャンネル分配列されると共
に、短軸方向にもｋ個に切断されて１〜ｋチャンネル分
配列されている。そして、短軸方向の各振動子素子６
（１〜ｋチャンネル）に与える遅延時間を変えることに
より、短軸方向にも送波や受波のフォーカスがかけられ
るようになっている。また、短軸方向の各振動子素子６
に与える超音波送信信号の振幅を変えることにより送波
重み付けがかけられ、短軸方向の各振動子素子６からの
超音波受信信号の増幅度又は減衰度を変えることにより
受波重み付けがかけられるようになっている。さらに、
短軸方向のそれぞれの振動子素子６をオン、オフするこ
とにより、口径制御ができるようになっている。これら
により、得られる超音波画像の画質が向上する。

【００１０】断層装置本体２は、上記探触子１を駆動し
て超音波を送受信すると共に受信信号を処理して画像信
号を作成するもので、送受信回路７と、受波整相回路８
と、画像処理回路９とを備えて成る。上記送受信回路７
は、前記探触子１に超音波送信信号を与えると共に該探
触子１からの超音波受信信号を入力して増幅するもの
で、後述の複数のコネクタ５₁〜５₄との関連で例えば４
個（７₁〜７₄）並列に設けられている。受波整相回路８
は、上記送受信回路７₁〜７₄から出力された超音波受信
信号に所定の遅延を与えて受波整相を行うもので、前記
探触子１の各々の振動子素子６で受信した被検体内から
の反射エコーの信号に所定の遅延時間を与えると共に各
チャンネルの受信信号を加算するようになっている。ま
た、画像処理回路９は、上記受波整相回路８からの出力
信号に対し所定の処理を行い画像信号を作成するもの
で、例えば対数圧縮や検波等の信号処理を行い、テレビ
信号などの画像信号に変換するようになっている。さら
に、画像表示器３は、上記画像処理回路９からの画像信
号を超音波画像として表示するもので、例えばテレビモ
ニタから成る。

【００１１】ここで、本発明においては、上記探触子１
には、その内部に多数配列された振動子素子６をある一
定数ごとにグループ化した振動子素子群と接続された複
数のコネクタ、例えば四つのコネクタ４₁〜４₄が設けら
れ、上記断層装置本体２の入力部には、上記複数のコネ
クタ４₁〜４₄と接続して上記探触子１からの超音波受信
信号を内部の送受信回路７₁〜７₄へ入力する複数のコネ
クタ、例えば四つのコネクタ５₁〜５₄が設けられてい
る。

【００１２】上記探触子１側に例えば四つのコネクタ４
₁〜４₄を設けるのは、前記探触子１がその内部に、長軸
方向にｍ個配列されると共に短軸方向にｋ個配列され合
計ｍ×ｋ個（ｍ×ｋ＞ｎ）の振動子素子６を備え、通常
の探触子よりも多数の振動子素子６が配列されているの
で、従来のｎ個の振動子素子を接続できるコネクタが１
個だけでは、図１に示す探触子１内の全部の振動子素子
６を断層装置本体２に接続できないからである。本発明
では、上記各コネクタ４₁〜４₄は、それぞれ従来と同様
にｎ個の振動子素子を接続できるコネクタとされてお
り、合計４個で４×ｎ個（４×ｎ≧ｍ×ｋ）までの振動
子素子６を接続できるようになっている。なお、図１の
例では、探触子１の短軸方向のフォーカス、重み付け、
口径の制御をするため、短軸方向の中心軸を境にして対
称位置にある振動子素子６をリード線１０₁，１０₂，１
０₃，１０₄で結線してある。そして、上記振動子素子６
をある一定数ごとにグループ化した振動子素子群をそれ
ぞれ各コネクタ４₁〜４₄に接続すればよい。

【００１３】また、断層装置本体２側のコネクタ５₁〜
５₄は、上記探触子１からの受信信号を入力するため
に、上記四つのコネクタ４₁〜４₄に対応してそれぞれｎ
個の振動子素子を接続できる四つのコネクタとされてお
り、合計４個で４×ｎ個までの振動子素子６を接続でき
るようになっている。なお、これらのコネクタ５₁〜５₄
のうち、第一のコネクタ５₁は第一の送受信回路７₁に信
号を送り、第二のコネクタ５₂は第二の送受信回路７₂に
信号を送り、第三のコネクタ５₃は第三の送受信回路７₃
に信号を送り、第四のコネクタ５₄は第四の送受信回路
７₄に信号を送るようになっている。

【００１４】そして、上記探触子１側のコネクタ４₁〜
４₄を断層装置本体２側のコネクタ５₁〜５₄にそれぞれ
挿入接続して、上記探触子１の多数の振動子素子６（ｍ
×ｋ個）からの超音波の送受信を、前述のようにグルー
プ化された振動子素子群を複数のコネクタの組み合わせ
(４₁，５₁),(４₂，５₂),(４₃，５₃),(４₄，５₄)にまた
がって順次走査しながら行うことにより、一つの超音波
画像を構成するように動作させる。これにより、多数の
振動子素子６が配列されて多チャンネルに形成された探
触子１を通常のピン数で構成された複数のコネクタ４₁
〜４₄で断層装置本体２に接続して超音波画像を収集で
きる。

【００１５】図２は本発明の第二の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、図１に示す断層装置本体２
に、長軸方向の振動子素子６の数が一般的な探触子の振
動子素子数の２倍（２ｎ）だけある探触子１を接続する
ようにしたものである。この場合は、上記探触子１に、
ｎ個の振動子素子を接続できるコネクタを２個（４₁，
４₂）接続して、断層装置本体２側の入力部に設けられ
た４個のコネクタ５₁〜５₄のうちのいずれか２個に挿入
接続すればよい。なお、リニア探触子又はコンベックス
探触子などの場合、一度の超音波送受信に使用する振動
子素子は必ずしも総ての素子ではなく、一定数ごとにグ
ループ化し、このグループ化された振動子素子群を順次
ずらしながら走査する。そして、このグループ化された
振動子素子群を上記２個のコネクタ４₁，４₂にまたがっ
て順次走査（複数コネクタオーバースキャン）すること
により、一つの超音波画像が構成される。

【００１６】図３は第三の実施例を示すブロック図であ
る。この実施例は、図１に示す断層装置本体２に、振動
子素子６が長軸方向にｍ個配列されると共に短軸方向に
もｐ個（ｐ＞ｋ）配列された２次元配列の探触子１を接
続するようにしたものである。この例における探触子１
は、短軸方向の振動子素子数が多いので、短軸方向にも
長軸方向と同様に超音波を走査して断層像を構成するこ
とができる。この場合も、図１に示すと同様に、上記振
動子素子６をある一定数ごとにグループ化した振動子素
子群をそれぞれ各コネクタ４₁〜４₄に接続して、これら
のコネクタ４₁〜４₄を断層装置本体２側のコネクタ５₁
〜５₄にそれぞれ挿入接続し、上記グループ化された振
動子素子群を上記４個のコネクタ４₁〜４₄にまたがって
順次走査（マトリクススキャン）することにより、一つ
の超音波画像が構成される。

【００１７】図４は、図１に示す断層装置本体２に、従
来の通常のピン数（ｎ）で構成された一つのコネクタ４
が設けられた探触子１を接続した使用状態を示す説明図
である。この場合、上記断層装置本体２の入力部に設け
られた複数のコネクタ５₁〜５₄は、上記のコネクタ４と
同様にｎ個の振動子素子を接続できるように構成されて
おり、ｍ≦ｎとされているので、上記探触子１は断層装
置本体２のいずれのコネクタ５₁〜５₄に対しても接続す
ることができる。

【００１８】さらに、図５は、図１に示す断層装置本体
２に、従来の通常のピン数（ｎ）で構成されたそれぞれ
一つのコネクタ４ａ，４ｂ，４ｃが設けられた異なる種
類の探触子１ａ，１ｂ，１ｃを接続した使用状態を示す
説明図である。上記各種類の探触子１ａ，１ｂ，１ｃ
は、図４と同様に断層装置本体２のいずれのコネクタ５
₁〜５₄に対しても接続することができ、それぞれ異なる
種類の探触子１ａ，１ｂ，１ｃをリアルタイムに切り換
えて超音波断層像を得ることができる。

【００１９】図６は本発明の第四の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、断層装置本体２′の内部に
おいて、入力部に設けられた各コネクタ５₁〜５₄の出力
側にそれぞれスイッチ回路（以下「ＳＷ回路」という）
１１₁，１１₂，１１₃，１１₄を設けると共に、これらの
ＳＷ回路１１₁〜１１₄のオン、オフを制御するスイッチ
制御回路（以下「ＳＷ制御回路」という）１２を設け、
上記各ＳＷ回路１１₁〜１１₄からの出力信号を切り換え
て共通の一つの送受信回路７へ入力させるようにしたも
のである。この場合は、送受信回路７を一つだけ設けれ
ばよいと共に、受波整相回路８のチャンネル数を少なく
できるので、コスト低下を図ることができる。なお、図
６においては、この実施例における断層装置本体２′に
図１に示す探触子１を接続した場合のみ示したが、これ
に限らず、図２〜図５に示すいずれの探触子１であって
も同様に接続することができ、複数のコネクタ４₁〜
４₄，５₁〜５₄にまたがって順次走査することにより、
一つの超音波画像を構成することができる。

【００２０】なお、以上の説明では、断層装置本体２，
２′の入力部に４個のコネクタ５₁〜５₄を設けた実施例
を示したが、本発明はこれに限らず、２個以上の複数個
であれば何個設けてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
探触子側に設けられ、該探触子の内部に多数配列された
振動子素子をある一定数ごとにグループ化した振動子素
子群と接続された複数のコネクタと、断層装置本体の入
力部に設けられ、上記探触子側の複数のコネクタからの
超音波受信信号を内部の送受信回路へ入力する複数のコ
ネクタとを接続して、探触子内のグループ化された振動
子素子群を上記複数のコネクタにまたがって順次走査し
ながら超音波を送受信することにより、一つの超音波画
像を構成することができる。これにより、多数の振動子
素子が配列されて多チャンネルに形成された探触子を通
常のピン数で構成された複数のコネクタで断層装置本体
に接続することができる。また、振動子素子を長軸方向
及び短軸方向の２次元に配列して振動子素子数が飛躍的
に増加した探触子であっても、大形のコネクタを使用す
ることなく接続できる。従って、最近要求されている探
触子の振動子素子の多チャンネル化に容易かつ十分に対
応することができる。さらに、従来からの通常の探触子
に通常のピン数で構成された一つのコネクタを設けたも
のであっても、断層装置本体に接続して超音波画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波断層装置の実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の第二の実施例を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の第三の実施例を示すブロック図であ
る。

【図４】図１に示す断層装置本体に従来例の探触子を一
つ接続した使用状態を示す説明図である。

【図５】図１に示す断層装置本体に従来例の異なる種類
の探触子を複数個接続した使用状態を示す説明図であ
る。

【図６】本発明の第四の実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…探触子 ２，２′…断層装置本体 ３…画像表示器 ４，４₁〜４₄，４ａ〜４ｃ…探触子側のコネクタ ５₁〜５₄…断層装置本体側のコネクタ ６…振動子素子 ７，７₁〜７₄…送受信回路 ８…受波整相回路 ９…画像処理回路 １１₁〜１１₄…ＳＷ回路 １２…ＳＷ制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の振動子素子が配列されて多チャン
   ネルに形成され被検体に超音波を送受信する探触子と、
   この探触子に超音波送信信号を与えると共に探触子から
   の超音波受信信号を増幅する送受信回路及びこの送受信
   回路からの受信信号に所定の遅延を与えて受波整相を行
   う受波整相回路並びにこの受波整相回路からの出力信号
   に対し所定の処理を行い画像信号を作成する画像処理回
   路を備えて成る断層装置本体と、この断層装置本体内の
   画像処理回路からの画像信号を表示する画像表示器とを
   有する超音波断層装置において、上記探触子には、その
   内部に多数配列された振動子素子をある一定数ごとにグ
   ループ化した振動子素子群と接続された複数のコネクタ
   を設け、上記断層装置本体の入力部には、上記複数のコ
   ネクタと接続して上記探触子からの超音波受信信号を内
   部の送受信回路へ入力する複数のコネクタを設け、上記
   探触子側のコネクタと断層装置本体側のコネクタとを接
   続して、上記探触子の多数の振動子素子からの超音波の
   送受信を、上記グループ化した振動子素子群を複数のコ
   ネクタにまたがって順次走査しながら行うことにより、
   一つの超音波画像を構成するようにしたことを特徴とす
   る超音波断層装置。