JPH09135498A - 超音波振動子エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波画像中に、穿刺針を描出し易くできる
超音波振動子エレメントを提供する。 【解決手段】 超音波振動子４ａはそれぞれ４角の柱形
状の圧電体における対向する２つの面の一方の面の励起
電極６に対向する他方の面には長手方向に直交するよう
に第１の接地電極５ａとその両側に第２の接地電極５ｂ
が形成され、励起電極６は高周波信号パルス３を出力す
るパルサ３に接続され、第１の接地電極５ａは常時接
地、第２の接地電極５ｂはスイッチ２を介して選択的に
接地される。スイッチ２をＯＮした場合とＯＦＦにした
場合とで、接地電極の面積を変え、出射される超音波ビ
ームのビーム幅を変更して、穿刺針の画像を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波ビームのビー
ム幅を簡単に変更可能にするための超音波振動子エレメ
ントに関する。

【０００２】

【従来の技術】診断や治療において、患部に穿刺針を刺
すことによって、患部組織片を取り出すことや、患部に
薬剤を注入したりすることが行われている。このような
穿刺を行う際、針が正しい位置にあるかどうかが重要に
なる。そのため超音波画像によってリアルタイムで穿刺
針の位置を確認することがよく行われている。

【０００３】このような超音波画像下での処理を行える
ようにした超音波内視鏡の従来例を以下に簡単に説明す
る。

【０００４】図１２は先端に電子走査方式のコンベック
ス型超音波探触子を持つ超音波内視鏡２２を示してい
る。超音波内視鏡２２は大きく分けると、接眼部２３と
操作部２４と挿入部２５で構成されている。挿入部２５
には超音波探触子が設けられている先端部２６と、操作
部２４を操作することによって湾曲する湾曲部２７が形
成されている。

【０００５】操作部２４からは外部にユニバーサルコー
ド２８が延びている。このユニバーサルコード２８の他
端はコネクタを介して図示されない超音波診断装置など
の外部機器に接続される。操作部２４と挿入部２５との
間の付近に処置具を挿入する挿入口２０が設けてある。
この挿入口２０は挿入部２５内に形成された図示されて
ないチャンネルを通って超音波内視鏡２２の先端部２６
にある鉗子口３０（図１３）に通じている。

【０００６】図１３は先端部２６の拡大図であるが、光
学系や音響媒体などは省略してある。先端部２６には音
響レンズ３１と鉗子口３０が具備されている。図１３
（Ａ）は音響レンズ３１面から見た図で、図１３（Ｂ）
は横から見た断面図である。音響レンズ３１の内側には
コンベックス型の超音波振動子アレイ３２が設けられ、
この超音波振動子アレイ３２には信号を伝送するケーブ
ル３３が接続されている。

【０００７】このケーブル３３はユニバーサルコード２
８を通って図示しない超音波振動装置に接続される。図
１３（Ｂ）において前記挿入口２０から挿入した穿刺針
２９が鉗子口３０から突出してる様子を示している。そ
して、超音波の走査範囲３４にある穿刺針２９を超音波
画像上で観察することができる。

【０００８】図１４は従来の超音波診断装置の受信部に
関わる部分のブロック図である。図示しない観察物から
反射した超音波の反射エコーは超音波振動子アレイ３２
で受信される。そして、複数の超音波振動子の受信信号
はビーム合成部３５によって一つに合成され、検波回路
３６で検波される。

【０００９】検波された信号はアナログ処理部３７でゲ
イン、コントラストの調整のために信号のレベル変換や
増幅が行われる。次にＡ／Ｄ変換器３８でディジタル化
された後、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣと略
記）３９へ伝送され、ビデオ信号に変換されて図示しな
い表示用のモニタに出力される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように超音波振
動子の走査範囲内にある穿刺針は超音波画像上で観察す
ることができる。しかし、穿刺針は細いため、長く突出
すると曲がり易くなる。例えば図１５は超音波探触子５
６の先端側から見た超音波ビーム５９の模式図である。
穿刺針の超音波画像では針先の位置が特に重要になる
が、曲がった穿刺針５８の先端は超音波ビーム５９から
はみ出てしまうことがある。

【００１１】このような場合、穿刺針５８の超音波反射
エコーが小さくなり、超音波画像上で穿刺針５８の針先
の位置が不明瞭になり観測ができない部分５７が生じ
る。また、穿刺針５８の超音波像が描出さても白黒の画
面では組織の超音波像との判別がしづらい。

【００１２】このように穿刺針の超音波像が明確に表示
されないと穿刺針の針先の位置が分からなくなるので、
患部の適格な位置に穿刺することが困難になり、診断や
治療の効率が著しく悪くなる。

【００１３】本発明は上述した問題点を解決するため、
超音波画像中に、穿刺針を描出し易くできる超音波振動
子エレメントを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波振動子エ
レメントは柱状に成形された圧電体と、前記圧電体の第
１の底面に形成された超音波励起電圧印加のための励起
電極と、前記圧電体の第１の底面に相対する第２の底面
に互いに離間して形成された複数の接地電極を設けるこ
とにより、超音波振動子の接地面積を変更できる構造に
して、接地面積を小さい状態で使用した場合には超音波
のビーム幅を広がるので超音波ビームにより穿刺針を捕
らえやすくでき、超音波画像上に穿刺針の画像を安定し
て描出できる作用がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を以下に説明する。 （第１実施形態）本実施の形態の穿刺針の超音波画像を
描出しやすくすることを目的とする。

【００１６】図１（Ａ）は本実施形態の超音波振動子エ
レメントを備えた超音波振動子アレイに関する部分を示
している。また、超音波パルスの送信に関わる部分のみ
示し、受信に関する部分は省略してある。図１（Ｂ）は
超音波振動子アレイ４の超音波を放射する面から見た図
である。

【００１７】本実施形態の超音波振動子エレメント（以
下、単に超音波振動子と記す）４ａを複数、並列に並べ
た超音波振動子アレイ４には第１及び第２の接地電極５
ａ、５ｂからなる接地電極５と、超音波励起電圧が印加
される励起電極６とが設けられている。

【００１８】各超音波振動子４ａは長方形の板形状或い
は４角の柱形状の圧電現象を有する水晶、ＰＺＴ等の圧
電体における対向する２つの面（或いは底面）の一方の
面には略全面に励起電極６が形成され、この一方の面に
対向（或いは相対）する他方の面には長手方向に直交す
るように接地電極５ｂ，５ａ，５ｂが設けられている。
各励起電極６は超音波を励起するための高周波信号をパ
ルス状の間欠波にして出力するパルサ３の非接地側の出
力端に接続される。

【００１９】この超音波振動子アレイ４では該超音波振
動子アレイ４の中心となる中心軸に沿って各圧電体の長
手方向の中心が位置し、且つ中心軸は各圧電体の長手方
向と直交するようにしてがそれぞれ僅かに離間して配置
されている。従って各圧電体は中心軸によりその長手方
向の両側部分が対称となる。このため、この中心軸は対
称軸ということもできる。

【００２０】本実施の形態では中心軸に沿って各圧電体
の長手方向の中心位置には第１の接地電極５ａが設けら
れ、この第１の接地電極５ａの両側にこの第１の接地電
極５ａに僅かに離間して第２の接地電極５ｂがそれぞれ
設けている。第１の接地電極５ａは各圧電体が共通して
常時接地されるためのものであるので、図１では第１の
接地電極５ａは各圧電体の中心を通るようにリボン状
（或いは帯状）に設けたリボン状（或いは帯状）電極で
構成することにより、各圧電体の接地側電極としての機
能と共に、各圧電体の接地電極５ａ間を電気的に導通す
るように電気的に接続するブリッジ手段の機能をも兼ね
るようにしている。

【００２１】また、第２の接地電極５ｂも各圧電体の中
心の両側をそれぞれ通るようにして、リボン状或いは帯
状の第１の接地電極５ａと平行にリボン状（或いは帯
状）に設けたリボン状（或いは帯状）電極でそれぞれ構
成することにより、各圧電体の選択的に接地される選択
接地側電極としての機能と共に、各圧電体間の選択接地
側電極を電気的に導通するように接続するブリッジ手段
の機能をも兼ねるようにしている。

【００２２】また、本実施の形態に係る超音波診断装置
では両第２の接地電極５ｂはリード線で互いに電気的に
導通させている。第２の接地電極５ｂは選択的に接地で
きるように接地状態切換手段となるスイッチ２を介して
接地され、このスイッチ２の２接点がＯＮの場合には第
２の接地電極５ｂは接地され、一方２接点がＯＦＦの場
合には第２の接地電極５ｂは非接地状態となる。なお、
パルサ３の接地側出力端は接地される。スイッチ２の２
接点のＯＮ／ＯＦＦは超音波観測装置１からの制御信号
で制御できるようにしている。

【００２３】従って、スイッチ２をＯＮにすると第１及
び第２の接地電極５ａ、５ｂは共にパルサ３の接地側出
力端子に接続される。スイッチ２がＯＦＦの時は第１の
接地電極５ａのみがパルサ３の接地側出力端子に接続さ
れ、第２の接地電極５ｂは回路から切り離される。本実
施形態において、スイッチ２とパルサ３は超音波観測装
置１の中に含まれるようにしても良い。

【００２４】図２と図３は超音波振動子アレイ４を先端
側から見た図であり、１つの超音波振動子４ａを見た図
ともなる。ここで、パルサ３、信号線などは省略してあ
る。通常状態では図２のようにスイッチ２はＯＮになっ
ており、第１及び第２の接地電極５ａ、５ｂが共に接地
されるので、斜線で示されるように各超音波振動子４ａ
の一方の面は全体が接地された状態となる。

【００２５】次に図３（Ａ）のようにスイッチ２をＯＦ
Ｆすると接地電極５ｂが切り離されるので、各超音波振
動子４ａ（又は超音波振動子アレイ４）は図３（Ａ）の
斜線部のみ接地され、図３（Ｂ）に示すように斜線部だ
けの小さい超音波振動子４１ａ（又は超音波振動子アレ
イ４１）と同等になる。

【００２６】一般に、超音波振動子は小さいほど超音ビ
ームが広がる性質があるため、図１０に示すようにスイ
ッチ２をＯＮにしたときの超音波ビーム４２よりもＯＦ
Ｆにしたときの超音波ビーム４３の方が広がる。鉗子口
から突出した穿刺針が曲がってしまった場合、図１５で
示したのと同様に超音波ビーム４２から穿刺針先端が外
れてしまうことがある。

【００２７】ここで範囲４４に注目すると、狭い開口で
出力した超音波ビーム４３のビーム幅は、前述した理由
により超音波ビーム４２よりも広くなっている。そのた
め、穿刺針先端が超音波ビーム４２から外れても超音波
ビーム４３ではビーム内に納まりやすい。

【００２８】開口を狭くして超音波ビーム４３を出力し
たとき、つまりスイッチ２をＯＦＦにしたときの反射エ
コーを示したのが図４である。超音波ビーム４３に穿刺
針が全て納まることに加えて、一般的に生体組織より穿
刺針などの金属の方が超音波の反射係数が大きいので、
穿刺針からの反射エコー１１が組織からの反射エコー１
０より大きくなっている。

【００２９】図５は通常のゲインとコントラストの特性
を示している。図５の特性において傾きがコントラスト
の高さに対応し、傾きが急であるほどコントラストが高
くなることを表す。また、図５の特性において点線で示
すようになっている場合には入力が０でも出力が０より
大きいオフセットを有することになり、オフセット値が
高いほどゲインが大きいことを表す。

【００３０】図６はコントラストを高く設定した特性で
ある。ここで、図４の反射エコー信号を図６の特性に設
定したゲインとコントラストを調整するアナログ処理部
に通すと、図８のように穿刺針の反射エコー信号が強調
されて出力される。これを説明したのが図７である。図
６のようなハイコントラストの特性は、図７に示すある
値Ａを閾値とし、この値Ａ以上の入力信号に対して信号
を出力する。

【００３１】ここで、ある値Ａは組織からの反射エコー
信号より大きく穿刺針からの反射エコー信号より小さい
値に設定する。また、図６はハイコントラストな特性な
ので、出力された信号は通常よりもコントラストが高く
明るくなっている。

【００３２】本実施の形態を備えた超音波診断装置７の
受信系の構成のブロック図を図９に示す。図１２の超音
波内視鏡２２の先端部２６に設けたコンベックス型の超
音波探触子を構成する場合には超音波振動子アレイ４を
構成する各超音波振動子４ａの中心が凸面等の曲面に接
するように配列させる。

【００３３】各超音波振動子４ａは図９では示していな
いパルサ等の送信回路から高周波信号パルスが順次印加
され、略扇状に超音波ビームが出射される。この場合、
高周波信号パルスを複数の超音波振動子４ａ側に同時に
出力し、かつ遅延量が異なる遅延回路をへて実際に超音
波振動子４ａに高周波信号パルスが印加される時間を僅
かにずらす等してビームを電気的に集束させるようにし
ても良い。

【００３４】生体側に出射された超音波ビームは生体内
の音響的なインピーダンスが変化している部分で反射さ
れて反射エコーとなり、送信に用いた超音波振動子４ａ
により受信され、電気信号に変換されてそれぞれビーム
合成部１２に入力される。

【００３５】このビーム合成部１２により複数の超音波
振動子４ａからの受信信号が一つに合成された後、検波
回路１３に入力されこの検波回路１３によって検波され
る。受信信号は検波された後、２系統に分かれ、組織用
アナログ処理部１４と穿刺針用アナログ処理部１５とに
入力される。

【００３６】これらアナログ処理部１４、１５における
入出力特性の調整は図示しないキーボードなどから予め
適格な特性に設定しておく。例えば組織用アナログ処理
部１４は組織からの反射エコー信号を得るのに適したゲ
イン及びコントラストの特性となるように図示しないキ
ーボードなどのパラーメータ設定により適格な特性に設
定する。

【００３７】また、穿刺針用アナログ処理部１５では穿
刺針からの反射エコー信号を得るのに適したゲイン及び
コントラストの特性となるように設定する。前述のよう
に組織からの反射エコー信号を得るのに適したゲイン及
びコントラストの特性を越えた側での穿刺針からの反射
エコー信号を得るのに適したゲイン及びコントラストの
特性に設定する。

【００３８】アナログ処理された信号はそれぞれ切り換
えられ、スイッチ１６に入力され、タイミングコントロ
ーラー１８からの信号によって交互に出力される。タイ
ミングコントローラー１８は他に画像合成部分１９と超
音波振動子アレイ４の接地面積を切り替えるスイッチ２
にも信号を出力している。

【００３９】スイッチ２がＯＮのとき送受信した信号は
切り換えスイッチ１６を組織用アナログ処理部１４に接
続してＡ／Ｄ変換器１７に出力する。また、スイッチ２
がＯＦＦのとき送受信した信号は切り換えスイッチ１６
を穿刺針用アナログ処理部１５に接続してＡ／Ｄ変換器
１７に出力する。

【００４０】切り換えスイッチ１６で選択された信号は
Ａ／Ｄ変換器１７でディジタル化された後、ＤＳＣを含
む画像合成部１９において、穿刺針用アナログ処理部１
５によって穿刺針像が強調された画像と、組織用アナロ
グ処理部１４によって調整された通常の組織の画像をひ
とつの画像として重ね合わせて合成され、モニタに出力
され、モニタ画面に表示される。

【００４１】また、組織の超音波画像を得る場合は図２
のようにスイッチ２をＯＮにして図１０の点線で示すよ
うに幅が狭い超音波ビーム４２で分解能を高くし、穿刺
針を描出する場合には図３に示すようにスイッチ２をＯ
ＦＦにして図１０の実線で示すようにビーム幅が広い超
音波ビーム４３にし、それぞれの超音波ビーム４２、４
３により得られた画像を合成するので、組織の超音波画
像が劣化することがないという特徴もある。

【００４２】説明を簡単にするため音響レンズについて
説明しなかったが、実際の超音波探触子には超音波振動
子アレイの振動子配列方向に直交する短手方向（或いは
幅方向）に超音波ビームを絞るための音響レンズが必要
である。そこで以下に音響レンズを設けた場合の効果を
考察する。

【００４３】シリコーン樹脂製の音響レンズ４０を超音
波振動子アレイ４の表面に設けた場合の超音波ビームの
プロファイルを図１１に示す。

【００４４】超音波ビーム４５はスイッチ２をＯＮにし
たときのプロファイルであり、超音波ビーム４６はスイ
ッチ２をＯＦＦにしたときのプロファイルである。超音
波振動子アレイ４の近傍と遠距離のところでは超音波ビ
ーム４５のビーム幅の方が広いが、診断上重要なのは超
音波ビーム４５、４６の焦点部４７付近である。

【００４５】焦点部４７の付近を注目すると超音波ビー
ム４５より超音波ビーム４６の方が広がっている。これ
は広い開口よりも狭い開口の方が、音響レンズ４０によ
って絞られた焦点におけるビーム幅が太くなる性質を持
つからである。

【００４６】この焦点部４７において、図１５に示した
のと同様に穿刺針が超音波ビーム４５からはみ出してし
まった場合、スイッチ２をＯＦＦにするとビーム幅が広
がり、その超音波ビーム４６によって穿刺針の反射エコ
ーを捉えやすくなる。つまり、音響レンズ４０を設けた
場合でも超音波ビームの焦点部において同様の効果が得
られる。

【００４７】本実施の形態では超音波振動子の接地電極
の面積を変化することによって、穿刺針の反射エコーを
描出しやすくし、穿刺針画像用のアナログ処理部を設け
たことにより、穿刺針画像を強調することができる。こ
れにより、超音波画像上で穿刺針の位置が確認しやすく
なり、穿刺針像が見えないことによる診断効率の低下が
無くなるという効果がある。

【００４８】本実施の形態は以下のような特徴を有する
とも言える。つまり、複数の超音波振動子を配列した配
列方向と直交する方向に超音波振動子の接地面積を変化
できる構造にして、超音波振動子を配列した配列方向を
含む超音波ビームの走査面と直交する方向の超音波ビー
ムのビーム幅を変更できるようにしている。

【００４９】（第２の実施の形態）本実施の形態は第１
の実施の形態と同様であるがさらに穿刺針の超音波画像
を見やすくすることを目的とする。

【００５０】ブロック図は図９と同じである。しかし、
画像合成部をカラー処理部が付加されたカラー画像合成
部とした。カラー画像合成部ではＡ／Ｄ変換された穿刺
針用アナログ処理部１６からの信号が入力されると、組
織からの反射エコー信号よりも大きいある値（例えば図
７のＡのような）を越えた場合にカラー信号が付加され
る。

【００５１】組織用アナログ処理部１５からの信号が入
力されたときは、カラー信号処理は行わない。このカラ
ー信号処理機能の切り換えは、タイミングコントローラ
１８によって切り換えスイッチ１７の切り換えと同期し
て行われる。カラー画像合成部内で穿刺針のカラー画像
と白黒の通常の組織画像が重ね合わせて一つの画像とし
て合成され、図示しないモニタに表示される。また、穿
刺針の部分に色を着けて表示することにより、通常の組
織の超音波画像とは異なる超音波ビームで走査して得る
ことを観察者に説明しやすくなる。

【００５２】本実施形態は第１の実施の形態にカラー処
理機能を加え、着色手段により穿刺針の部分のみに着色
する着色処理を行うことによって、穿刺針の画像がより
強調され見やすくなるという効果がある。

【００５３】なお、穿刺針以外の部分に対しても着色処
理を行うようにしても良い。この場合には、反射エコー
強度が例えば閾値となるＡよりも低い値の範囲内で、反
射エコーの強度が大きい場合には穿刺針に対する着色す
る色と異なる色で着色するようにすれば、穿刺針との区
別も容易となる。

【００５４】なお、上述の各実施の形態では第１の接地
電極５ａの両側に２つの第２の接地電極５ｂを設けて、
２つの第２の接地電極５ｂを導通して共に接地或いは非
接地できるようにしているが、２つの内の一方のみを接
地したり、２つを接地できるようにしても良い。

【００５５】また、第１の接地電極５ａに隣接して１つ
の接地電極５ｂのみを設けたもの、３つ以上の接地電極
５ｂを設けたものも本発明に属する。本発明の超音波振
動子エレメントなどは上述したものに限定されるもので
なく、励起電極６側を複数に分割して形成し、複数の励
起電極６側をスイッチなどの切換手段により切り換えて
焦点付近などでのビーム幅を変更できるようにしても良
い。

【００５６】この場合、接地電極側を複数に分割し、分
割された各接地電極に相対する励起電極側も複数に分割
して設けたり、接地電極側は全面の電極とし、励起電極
側のみを複数に分割したものとしても良い。

【００５７】励起電極を複数に分割した場合には、超音
波励起電圧或いは超音波励起信号を印加するパルサ或い
は送信回路などの駆動手段にスイッチなどの切換手段で
選択的に接続する。また、受信したエコー信号に対する
信号処理を行う受信回路、或いはビーム合成手段とも前
記スイッチなどの切換手段を兼用して用い、やはり選択
的に接続するようにすれば良い。このようにして電子走
査による超音波ビームの走査方向を含む走査面と直交す
る方向に対するビーム幅を変更できるようにしても良
い。

【００５８】なお、上述の超音波振動子４ａ等を複数配
列して形成した超音波振動子アレイにより、電子的に走
査（スキャン）する電子スキャン方式の超音波送受装置
などを構成する場合には超音波断層画像を得るのに適し
たように超音波振動子を配列すれば良く、例えばコンベ
ックス型の電子走査を行う場合には超音波振動子アレイ
の対称軸が凸面などの曲面に接するように各超音波振動
子を配列すれば良いし、ラジアル走査を行う場合には円
筒面に沿って超音波振動子を配列すれば良く、この場合
にも超音波振動子アレイの対称軸が円筒面による曲面に
接するように各超音波振動子を配列することになる。な
お、上述した各実施の形態などを部分的に組み合わせる
等して形成した実施の形態なども本発明に属する。

【００５９】［付記］ １．柱状に成形された圧電体と、該圧電体の第１の底面
に形成された超音波励起電圧印加のための励起電極と、
前記圧電体の第１の底面に相対する第２の底面に互いに
離間して形成された複数の接地電極を有することを特徴
とする超音波振動子エレメント。

【００６０】２．四角柱形状に成形された圧電体と、該
圧電体の第１の底面に形成された超音波励起電圧印加に
ための励起電極と、前記圧電体の第１の体面に相対する
第２の底面上に該底面に対称軸に沿って設けられた第１
の接地電極と、該第１の接地電極の両側に前記第１の接
地電極に沿ってかつ離間して設けられた複数の第２の接
地電極とを有する超音波振動子エレメントを、前記第２
の底面の前記対称軸方向に複数配列した超音波振動子ア
レイと、前記各超音波振動子エレメントの前記第１の接
地電極及び第２の接地電極をそれぞれ電気的に接続する
ブリッジ手段と、を有することを特徴とする電子スキャ
ン用超音波送受波器。

【００６１】３．前記超音波振動子アレイは、前記複数
の超音波振動子エレメントが、前記第２の底面の前記対
称軸が接する曲線に沿って配列されてなることを特徴と
する付記項２記載の電子スキャン用超音波送受波器。 ４．前記ブリッジ手段は、前記第１の接地電極及び第２
の接地電極毎に各超音波エレメントを接続するリボン状
電極であることを特徴とする付記２記載の電子スキャン
用超音波送受波器。

【００６２】５．前記リボン状電極は、前記各超音波エ
レメントの前記第２の底面に接して設けられ、前記第１
の接地電極及び第２の接地電極を兼ねることを特徴とす
る付記項４記載の電子スキャン用超音波送受波器。 ６．付記２乃至５記載の電子スキャン用超音波送受波器
と、該電子スキャン用超音波送受波器が接続される送受
波器接続手段と、前記電子スキャン用超音波送受波器の
第１の接地電極に対応する前記送受波器接続手段の端子
を接地するとともに、前記電子スキャン用超音波送受波
器の第２の接地電極に対応する前記送受波器接続手段の
端子の接地との接続を開閉する接地状態切り換え手段
と、を有することを特徴とする超音波診断装置。

【００６３】７．付記６記載の超音波診断装置におい
て、更に、前記接地状態切り換え手段を制御する信号発
生手段と、前記電子スキャン用超音波送受波器からの超
音波受波信号に対して、ゲイン・コントラストの調整を
行い第１の超音波画像信号とする第１のアナログ処理手
段と、前記電子スキャン用超音波送受波器からの超音波
受波信号に対して、前記第１のアナログ処理手段の調整
範囲を越えたコントラスト付与を行い第２の超音波画像
信号とする第２のアナログ処理手段と、前記第１及び第
２のアナログ処理手段の出力信号を合成する画像合成手
段と、を有することを特徴とする超音波診断装置。

【００６４】８．前記画像合成手段は、前記第２の超音
波画像信号に対して着色処理を行う着色手段を有するこ
とを特徴とする付記７記載の超音波診断装置。 ９．複数の超音波振動子を並列に並べた超音波振動子ア
レイと、処置具などを挿入する鉗子口を具備した電子走
査方式の超音波内視鏡において、前記超音波振動子アレ
イの長手方向の中心軸に設けられた接地された第１の接
地電極と、前記第１の接地電極に沿うように両側に設け
られ、通常は前記第１の接地電極に接続された第２の接
地電極と、穿刺針を観察するために前記第１の接地電極
から前記第２の接地電極を切り離すスイッチと、を有す
ることを特徴とする超音波診断装置。

【００６５】１０．前記超音波内視鏡が接続される超音
波診断装置において、前記スイッチを制御する制御信号
発生部と、ゲイン、コントラストを調整するために受信
信号のレベルや増幅率を変える第１のアナログ処理部
と、穿刺針を表示するために前記第１のアナログ処理部
よりもコントラスト特性を高く設定し、前記第１のアナ
ログ処理部と並列に接続された第２のアナログ処理部
と、前記第１のアナログ処理部から出力された画像信号
から得られる第１の画像と前記第２のアナログ処理部か
ら出力された画像信号から得られる第２の画像を重ね合
わせて一つの合成する画像合成部を有することを特徴と
する付記９記載の超音波診断装置。

【００６６】１１．前記画像合成部が前記第２のアナロ
グ処理部から出力された画像信号から得られる穿刺針の
画像に着色し、前記第１のアナログ処理部から出力され
た画像信号から得られる画像と前記着色した画像とを重
ね合わせて一つの画像に合成することを特徴とする付記
１０記載の超音波診断装置。 １２．柱状に成形された圧電体と、該圧電体の第１の底
面と該第１の底面に相対する第２の底面とにそれぞれ形
成された超音波励起電圧印加のための励起電極及び接地
電極との少なくとも一方を複数に分割した複数の電極と
したことを特徴とする超音波振動子エレメント。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波振動
子エレメントによれば、柱状に成形された圧電体と、前
記圧電体の第１の底面に形成された超音波励起電圧印加
のための励起電極と、前記圧電体の第１の底面に相対す
る第２の底面に互いに離間して形成された複数の接地電
極を有するので、この超音波振動子エレメントを用いた
超音波振動子アレイを電子走査して超音波画像を生成す
ると、複数の接地電極の接地面積を変更することによ
り、ビーム幅を変更できるので、穿刺針の位置の確認が
容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の超音波振動子エレ
メントを有する超音波振動子アレイの構成を示す図。

【図２】スイッチをＯＮにして超音波振動子アレイの第
２の接地電極を接地した場合を示す図。

【図３】スイッチをＯＦＦにして超音波振動子アレイの
第２の接地電極を接地しない状態にした場合及びその等
価的な超音波振動子アレイを示す図。

【図４】図２の状態で得られる反射エコーを示す図。

【図５】受信した信号に対する信号処理系の入出力特性
を示す図。

【図６】穿刺針の反射エコーをハイコントラストで得る
入出力特性を示す図。

【図７】図６の入出力特性により入力信号の波形に対す
る出力信号の波形を示す図。

【図８】図６の入出力特性で得られる反射エコーの波形
を示す図。

【図９】第１の実施の形態に係る超音波診断装置の受信
系の構成を示すブロック図。

【図１０】スイッチをＯＮ及びＯＦＦにした場合の超音
波振動子アレイによる超音波ビームを示す図。

【図１１】音響レンズを設けた場合におけるスイッチを
ＯＮ及びＯＦＦにした場合の超音波振動子アレイによる
超音波ビームを示す図。

【図１２】先端に電子走査方式のコンベックス型超音波
探触子を持つ超音波内視鏡を示す図。

【図１３】図１２の先端部を拡大して示す図。

【図１４】超音波診断装置の受信系の構成を示すブロッ
ク図。

【図１５】超音波探触子の先端側から見た超音波ビーム
の模式図。

【符号の説明】

１…超音波観測装置 ２…スイッチ ３…パルサ ４…超音波振動子アレイ ４ａ…超音波振動子エレメント ５ａ…第１の接地電極 ５ｂ…第２の接地電極 ６…励起電極 ７…超音波診断装置 １０…組織からの反射エコー １１…穿刺針からの反射エコー １２…ビーム合成部 １３…検波回路 １４…組織用アナログ処理部 １５…穿刺針用アナログ処理部 １６…スイッチ １７…Ａ／Ｄ変換器 １８…タイミングコントローラ １９…画像合成部 ４０…音響レンズ ４２、４３、４５、４６…超音波ビーム ４７…焦点部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状に成形された圧電体と、前記圧電体
   の第１の底面に形成された超音波励起電圧印加のための
   励起電極と、前記圧電体の第１の底面に相対する第２の
   底面に互いに離間して形成された複数の接地電極を有す
   ることを特徴とする超音波振動子エレメント。