JPH10201762A - 三次元超音波探触装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の三次元超音波探触装置においては、ケ
ース中で超音波振動子を揺動させるものであったので、
超音波中継体が必要になり、この超音波中継体により乱
反射を生じて画像の先鋭度が低下する問題点を生じてい
た。 【解決手段】 本発明により、駆動装置２は定角の往復
運動を行なう回転機４と、該回転機４により駆動される
偏芯ピン５と、該偏芯ピン５から適宜な距離に設けられ
た支点６とが設置された基台３と、偏芯ピン５に一端で
嵌合し支点６にスリット７ｂで嵌合する揺動レバー７と
から成り、揺動レバー７には既存の二次元超音波振動子
１０が露出状態で着脱自在とされている三次元超音波探
触装置１としたことで、超音波振動子１０の先端の軌跡
を自由に設定できるものとし、人体に直接に接触させて
像影ができるものとして課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、人体に超音波を発
射し、臓器などで反射したエコー波の状態から診断を行
なう超音波機器に関するものであり、詳細には二次元に
超音波を発射する超音波振動子を更に直交方向に揺動さ
せて三次元とし、一層に診断精度の向上を目的とするも
のに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の三次元超音波探触装置の
構成の例としては、例えば、特開平３―１８４５３２号
公報に示されるものがあり、扇状に超音波を発射する二
次元超音波振動子と、この超音波振動子の発する二次元
方向と直交方向に機械的に円弧運動させる駆動装置とが
ケース中に収納されて一体化されているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の三次元超音波探触装置においては、第一には、
二次元超音波振動子と駆動装置とが一体化されたことで
全体が大型化し、取扱いなどに不便を来たすと共に、全
体がコストアップする問題点を生じている。また、第二
には、ケースを設けるものであるので、このケースの被
測定物へ接触する部分の形状と被測定物との形状の不適
合によっては測定不能となる問題を生じている。

【０００４】更に、第三には、ケース内で超音波振動子
が移動するので、当然にケースと超音波振動子とは密着
させることができず、両者に間隙を設けるものとなる。
従って、この間隔は超音波を減衰させるものとなるの
で、例えば柔軟な袋体にオイルを封入して形成した超音
波中継体などで間隙を充填しなければならないものとな
る。

【０００５】このときに前記した袋体は周囲からの反射
波を無視できる程に充分な大きさのものとして設置する
ことは実質的に不可能であるので、これにより、超音波
は前記した袋体内で乱反射し鮮明度を低下させたり、あ
るいは、コントラストの低下など得られる画像品質を低
下させる問題点を生じ、これらの点の解決が課題とされ
るものと成っている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、二次元超音
波振動子と、この二次元超音波振動子を次元と直交する
方向に機械的に揺動させる駆動装置とから成る三次元超
音波探触装置において、前記駆動装置は回転若しくは定
角の往復運動を行なう回転機と、該回転機により駆動さ
れる偏芯ピンと、該偏芯ピンから適宜な距離に設けられ
た支点とが設置された基台と、前記偏芯ピンに一端で嵌
合し前記支点にスリットで嵌合する揺動レバーとから成
り、前記揺動レバーには既存の二次元超音波振動子が露
出状態で着脱自在とされていることを特徴とする三次元
超音波探触装置を提供することで課題を解決するもので
ある。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に符号１
で示すものは本発明に係る三次元超音波探触装置であ
り、この三次元超音波探触装置１は二次元超音波振動子
１０を駆動装置２により、この二次元超音波振動子１０
の次元方向と直交する方向に機械的に揺動させるもので
ある点は従来例のものと同様である。

【０００８】ここで、本発明においては、従来例の三次
元超音波探触装置のごとくに駆動装置２と二次元超音波
振動子１０とを一体化することなく構成するものであ
り、このときに、前記駆動装置２は、回転機４と、偏芯
ピン５と、支点６とが設けられる基台３と、前記偏芯ピ
ン５に一端で嵌合し前記支点６にスリット７ｂで嵌合す
る揺動レバー７とから構成されている。

【０００９】前記回転機４は回転運動、若しくは、例え
ば全回転（３６０°）中の２４０°の範囲など、定角範
囲の回転往復運動を行なうものであり、このときに、前
記回転機４は制御側からの信号により所定の位置への設
定が可能なもの、例えばステッピングモーターなどとし
ておくことが好ましく、そして、この回転機４は基台３
に固定されている。

【００１０】前記回転機４には、この回転機４の回転中
心Ｃから所定の距離Ｄ１だけ離れた位置にピン５ａが設
けられたアーム５ｂなどとして形成された偏芯ピン５が
連接されて、偏芯運動を行なうものとされている。更
に、前記基台３には前記回転機４の回転中心Ｃから適宜
距離Ｄ２を設けて支点６が設けられている。

【００１１】また、前記揺動レバー７の一方の端部には
嵌合穴７ａが設けられ、該嵌合穴７ａには前記偏芯ピン
５のピン５ａが嵌合されている。加えて、この揺動レバ
ー７の支点６に対応する位置にはスリット７ｂが設けら
れ、前記支点６が摺動自在として嵌合されている。

【００１２】このように構成したことで、前記回転機４
を回転運動若しくは定角範囲の往復運動を行なわせると
きには、揺動レバー７は支点６を中心とする揺動運動を
行なうものとなり、この揺動レバー７の他の一方の端部
７ｃ側に二次元超音波振動子１０を取付ければ二次元超
音波振動子１０も揺動運動を行なうものとなる。

【００１３】このときに、前記回転機４の回転中心Ｃか
らピン５ａまでの距離Ｄ１の寸法と同じ回転中心Ｃから
支点６までの距離Ｄ２の寸法、および、両寸法の比率を
適宜に設定することで回転機４の作動を変更することな
く、揺動レバー７の振れ角などを自在に設定できるもの
となる。

【００１４】本発明では、前記二次元超音波振動子１０
として、例えば二次元の超音波診断を行なう診断装置の
プローブ用として完成品として市販されているものを使
用するものであり、このときには、従来例のごとくにケ
ース、超音波中継体を使用することなく、前記二次元超
音波振動子１０を人体など被測定物に直接に接触させる
ものとしている。

【００１５】従って、前記二次元超音波振動子１０は揺
動レバー７の他の一方の端部７ｃの軌跡で直接に被測定
物に接するものとなり、このときの軌跡が人体など被測
定物の表面形状との間に大きな相違があると、揺動範囲
の全てにわたり接触を維持することが困難となる状態を
生じる。

【００１６】ここで、本発明における揺動レバー７の他
の一方の端部７ｃの軌跡について検討を行なってみる
と、前記回転機４の回転中心Ｃからピン５ａまでの距離
Ｄ１の寸法、同じ回転中心Ｃから支点６までの距離Ｄ２
の寸法、両寸法の比率、および、支点６から揺動レバー
７の他の一方の端部７ｃまでの長さＤ３との関係を調整
することで、他の一方の端部７ｃの軌跡の形状は変化さ
せることが可能である。

【００１７】上記を具体的な例として示すものが図３で
あり、先ず、第一の例では、揺動レバー７の支点６から
他の一方の端部７ｃまでの距離Ｄ３は５０mmとし、回転
機４の（図示せず）回転中心Ｃからピン５ａまでの距離
Ｄ１は１２．５mmとし、回転機４の回転中心Ｃから支点
６までの距離Ｄ２は２５mmとし、回転機の振れ角α１を
２４０°とした。

【００１８】このときの、他の一方の端部７ｃの軌跡Ｔ
は、揺動レバー７の反対側に中心を有する振れ角α２が
６０°の円弧状となり、その半径Ｒは略１２９mmとな
る。尚、この例では、上記の軌跡Ｔは前記二次元超音波
振動子１０が他の一方の端部７ｃの先端から１０mm突出
しているものとして求められている。

【００１９】また、第二の例では、揺動レバー７の支点
６から他の一方の端部７ｃまでの距離Ｄ３は第一の例と
同様に５０mmとし、回転機４の回転中心Ｃからピン５ａ
までの距離Ｄ１は８mmとし、回転機４の回転中心Ｃから
支点６までの距離Ｄ２は１６mmとし、上記と同様に振れ
角α１は２４０°とした。

【００２０】このときの、他の一方の端部７ｃの軌跡Ｔ
は第一の例と同様に、揺動レバー７の反対側に中心を有
する振れ角α２が６０°の円弧状となるが、その半径Ｒ
は略８２５mmと殆ど直線状となる。従って、上記の各距
離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を最適化すれば、被測定物体の表面
形状に近似させられるものとなる。

【００２１】図４は本発明の別な実施形態であり、この
実施形態は二次元超音波振動子１０先端の被測定物体の
表面形状とのさらなる合致手段を提供するものである。
前の実施形態では揺動レバー７は一枚の板状として形成
されていたが、この実施形態では揺動レバー８は固定側
板部８ａと摺動側板部８ｂとの二枚とされている。

【００２２】固定側板部８ａは前の実施形態の揺動レバ
ー７と同様に、ピン５ａ、支点６に係合（共に図示せ
ず、図１参照）しているが、この固定側板部８ａに二次
元超音波振動子１０が取付けられることはなく、二次元
超音波振動子１０は摺動側板部８ｂに取付けられ、そし
て、摺動側板部８ｂは固定側板部８ａに例えば摺動溝８
ｃに嵌合させるなどして取付けられている。

【００２３】このときに、摺動側板部８ｂは二次元超音
波振動子１０が超音波を発振する軸方向に摺動自在とし
て取付けられ、且つ、圧縮スプリング８ｄなどにより被
測定物体側に突出する方向に偏寄させられている。従っ
て、若しも摺動側板部８ｂの先端の軌跡と被測定物体と
に形状の不一致がある場合にも前記圧縮スプリング８ｄ
が伸縮して補正を行なう。

【００２４】以上、説明の構成としたことで、本発明の
三次元超音波探触装置は、超音波振動子１０の先端に自
在な軌跡が得られるものとなるので、従来例のもののよ
うにケース、超音波中継体などを使用することなく超音
波振動子１０を人体などに直接に接触させて像影ができ
るものとなる。従って、ケース、超音波中継体などによ
る反射波などは生じる恐れがなく、得られる画像は前記
した反射波による先鋭度、コントラストの低下は生じる
ことがない。

【００２５】また、超音波振動子１０としては、二次元
の超音波診断を行なう診断装置のプローブ用として市場
に提供されている既成のものが採用可能であるので、装
置としては駆動装置２のみを用意すれば良く、小型軽量
化が計れると共に、コストダウンも可能とする。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、駆
動装置は回転若しくは定角の往復運動を行なう回転機
と、該回転機により駆動される偏芯ピンと、該偏芯ピン
から適宜な距離に設けられた支点とが設置された基台
と、前記偏芯ピンに一端で嵌合し前記支点にスリットで
嵌合する揺動レバーとから成り、前記揺動レバーには既
存の二次元超音波振動子が露出状態で着脱自在とされて
いる三次元超音波探触装置とし、加えて、二次元超音波
振動子が揺動レバーに対し、超音波の発振方向に摺動可
能として取付けられているものとしたことで、第一に
は、超音波振動子１０の先端に自在な軌跡が得られるも
のとなるので、従来例のもののようにケース、超音波中
継体などを使用することなく超音波振動子を人体に直接
に接触させて像影ができるものとする。

【００２７】従って、ケース、超音波中継体などによる
反射波などは生じる恐れがなく、得られる画像は前記し
た物体による反射波による影響を受けることがなくな
り、先鋭度、コントラストの低下を生じないものとなっ
て、この種の三次元超音波探触装置の画像品質の向上に
極めて優れた効果を奏するものである。

【００２８】また、第二には、三次元超音波探触装置と
してのプローブを形成するときには、駆動装置のみを用
意すれば良いものとなり、しかも、超音波振動子は二次
元の超音波診断を行なう診断装置のプローブ用として市
場に提供されている既成のものが採用可能であるので、
小型化とコストダウンとが共に可能となる優れた効果も
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る三次元超音波探触装置の実施形
態を示す正面図である。

【図２】 図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。

【図３】 同じ実施形態の三次元超音波探触装置の動作
状態を示す説明図である。

【図４】 同じく本発明に係る三次元超音波探触装置の
別の実施形態を要部で示す断面図である。

【符号の説明】

１……三次元超音波探触装置 ２……駆動装置 ３……基台 ４……回転機 ５……偏芯ピン ５ａ……ピン ５ｂ……アーム ６……支点 ７、８……揺動レバー ７ａ……嵌合穴 ７ｂ……スリット ８ａ……固定側板部 ８ｂ……摺動側板部 ８ｃ……摺動溝 ８ｄ……圧縮スプリング Ｃ……回転中心 Ｄ１……回転機の中心からピンまでの距離 Ｄ２……回転機の中心から支点までの距離 Ｄ３……支点からプローブ先端までの距離

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次元超音波振動子と、この二次元超音
   波振動子を次元と直交する方向に機械的に揺動させる駆
   動装置とから成る三次元超音波探触装置において、前記
   駆動装置は回転若しくは定角の往復運動を行なう回転機
   と、該回転機により駆動される偏芯ピンと、該偏芯ピン
   から適宜な距離に設けられた支点とが設置された基台
   と、前記偏芯ピンに一端で嵌合し前記支点にスリットで
   嵌合する揺動レバーとから成り、前記揺動レバーには既
   存の二次元超音波振動子が露出状態で着脱自在とされて
   いることを特徴とする三次元超音波探触装置。
2. 【請求項２】 前記二次元超音波振動子は前記揺動レバ
   ーに対し、超音波の発振方向に摺動可能として取付けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の三次元超音波
   探触装置。