JPH10248842A - Ultrasonograph device - Google Patents

Ultrasonograph device

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JPH10248842A
JPH10248842A JP5657797A JP5657797A JPH10248842A JP H10248842 A JPH10248842 A JP H10248842A JP 5657797 A JP5657797 A JP 5657797A JP 5657797 A JP5657797 A JP 5657797A JP H10248842 A JPH10248842 A JP H10248842A
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JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
vibrator
aperture
tomographic image
transducers
Prior art date
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Application number
JP5657797A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Gondo
雅彦 権藤
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10248842A publication Critical patent/JPH10248842A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-resolution tomogram using an aperture combining method using an ultrasonic probe by enabling the ultrasonic probe to be constructed at relatively low cost. SOLUTION: An ultrasonic probe main body 1 has a plurality of piezoelectric transducers 5-1 to 5-3 placed around an outer periphery inside a columnar, ratable piezoelectric transducer protection case 4, and transmits and receives ultrasonic waves as the piezoelectric transducers 5-1 to 5-3 are rotary driven by a rotary driving part 7. Imaging at a rotary cross section is effected by an aperture combination observing device 2 using an aperture combing method based on the input signals of the ultrasonic waves obtained from the piezoelectric transducers 5-1 to 5-3, to obtain a high-resolution ultrasonic tomogram, with a convex type B-mode tomogram displayed on a monitor display 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波の送受信に
より生体の断層像を得る超音波診断装置に関するもの
で、特に開口合成法を利用した超音波診断装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining a tomographic image of a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic apparatus using an aperture synthesis method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、医療分野において、超音波振
動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、
生体組織から反射される超音波パルスのエコーを、同一
あるいは別体に設けた超音波振動子で受信して、この超
音波パルスを送受信する方向を徐々にずらすことによっ
て、生体内の複数の方向から収集した情報を基に可視像
の超音波断層像を得て画像表示する超音波診断装置が種
々提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the medical field, an ultrasonic pulse has been repeatedly transmitted from an ultrasonic transducer into a living tissue.
The echoes of the ultrasonic pulse reflected from the living tissue are received by the same or separate ultrasonic transducers, and by gradually shifting the direction of transmitting and receiving the ultrasonic pulse, a plurality of There have been proposed various ultrasonic diagnostic apparatuses which obtain an ultrasonic tomographic image of a visible image based on information collected from a computer and display the image.

【0003】超音波診断装置において、超音波断層像の
分解能を向上させる方法の一つに開口合成法がある。開
口合成法を用いた装置としては、例えば、米国特許4,
325,257号とか、特開平5−92002号公報な
どにその構成が開示されている。
In an ultrasonic diagnostic apparatus, an aperture synthesis method is one of the methods for improving the resolution of an ultrasonic tomographic image. As an apparatus using the aperture synthesis method, for example, US Pat.
No. 325,257 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-92002 disclose the configuration.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の開口合
成法を利用した超音波診断装置では、アレイ状に並んだ
振動素子を電気的に切り替えて、送信/受信する振動素
子を移動させるような構成となっていた。そして、各断
層内の空間位置でとらえた反射信号をメモリ内に格納し
た後、開口合成のアルゴリズムに基づく合成処理によ
り、前記反射信号から断層像を生成していた。
In the above-described ultrasonic diagnostic apparatus using the conventional aperture synthesizing method, the vibrating elements arranged in an array are electrically switched to move the transmitting / receiving vibrating elements. Had a configuration. Then, after storing a reflection signal captured at a spatial position in each tomography in a memory, a tomographic image is generated from the reflection signal by a synthesis process based on an aperture synthesis algorithm.

【0005】このような従来の構成では、アレイ状の振
動素子を用いるために、各振動素子からの信号線が例え
ば128本などと多くなり、振動素子と信号線との接続
が難しく、また振動素子の切り替え手段の構成が複雑で
あるため、超音波プローブのコストが高くなってしまう
という問題点があった。また、アレイ状の振動素子その
ものも高価であるという問題点があった。
In such a conventional configuration, the use of an array of vibrating elements causes the number of signal lines from each of the vibrating elements to increase to, for example, 128, making it difficult to connect the vibrating elements to the signal lines. Since the configuration of the element switching means is complicated, there is a problem that the cost of the ultrasonic probe is increased. Further, there is a problem that the array-shaped vibrating element itself is expensive.

【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、比較的安価に超音波プローブを構成することがで
き、この超音波プローブによって開口合成法を利用した
高分解能の断層像を得ることが可能な超音波診断装置を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to configure an ultrasonic probe at a relatively low cost, and to obtain a high-resolution tomographic image using the aperture synthesis method using the ultrasonic probe. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of performing the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による超音波診断
装置は、回転可能な回転体に配設され出射する超音波の
ビームが回転方向に広がった1個以上の振動子と、前記
振動子を含む回転体を回転させる回転駆動部と、前記振
動子の回転位置に応じて振動子を駆動して超音波の送受
信を行う送受信制御手段と、前記回転する振動子から得
られた超音波の受信信号を基に開口合成法により回転断
面での映像化を行う断層像生成手段と、を備えたもので
ある。
According to the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: at least one vibrator disposed on a rotatable rotating body and having an emitted ultrasonic beam spread in a rotational direction; A rotation drive unit that rotates a rotating body including: a transmission / reception control unit that transmits / receives ultrasonic waves by driving a vibrator in accordance with a rotational position of the vibrator; And a tomographic image generating means for performing imaging in a rotational section by aperture synthesis based on the received signal.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明の実施形態に係る超
音波診断装置の概略構成を示したものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0009】超音波診断装置は、診断用の超音波を送受
信する超音波プローブ本体1と、超音波プローブ本体1
と接続され前記超音波の受信信号を基に開口合成法によ
り断層像を生成する断層像生成手段としての開口合成観
測装置2と、開口合成観測装置2に接続され前記断層像
を表示するモニタ表示器3とを有して構成される。
An ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe main body 1 for transmitting and receiving ultrasonic waves for diagnosis, and an ultrasonic probe main body 1.
Aperture observation device 2 as tomographic image generation means connected to the aperture synthesis observation device 2 for generating a tomographic image by an aperture synthesis method based on the received ultrasonic signal, and a monitor display connected to the aperture synthesis observation device 2 for displaying the tomographic image And a container 3.

【0010】超音波プローブ本体1は、円柱状で回転可
能な回転体としての振動子保護ケース4と、振動子保護
ケース4の内部の外周部に配設され超音波を送受信する
複数(ここでは3つ)の振動子5−1,5−2,5−3
と、各振動子5−1〜5−3からの信号線と接続され超
音波信号を伝達するスリップリング6と、前記振動子5
−1〜5−3を回転させる回転駆動部7とを有して構成
されている。
The ultrasonic probe main body 1 includes a vibrator protection case 4 as a cylindrical and rotatable rotator, and a plurality of ultrasonic probe bodies (herein, provided at an outer peripheral portion inside the vibrator protection case 4) for transmitting and receiving ultrasonic waves. 3) vibrators 5-1, 5-2, 5-3
A slip ring 6 connected to signal lines from the transducers 5-1 to 5-3 to transmit an ultrasonic signal;
-1 to 5-3.

【0011】従来の開口合成法による超音波診断装置で
は、アレイ状の振動素子を用いて送受信する振動子を切
り替えて移動していたのに対して、本実施形態では、機
械的に回転させて送受信する振動子を移動するような構
成となっている。
In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus based on the aperture synthesis method, the vibrators to be transmitted and received are switched and moved by using an array of vibrating elements, whereas in the present embodiment, the vibrating elements are mechanically rotated. It is configured to move the transducer for transmission and reception.

【0012】診断時には、振動子保護ケース4の外装を
診断対象部位の生体組織8に当接させて振動子5−1〜
5−3を回転駆動しながら各振動子5−1〜5−3より
超音波ビーム9を出射し、生体組織8からの超音波エコ
ーによる受信信号を得て開口合成観測装置2へ出力す
る。このとき、振動子保護ケース4を生体組織8に押し
当てて部分的に生体組織8と密着させており、この範囲
内で超音波ビーム9が生体内に伝搬していく。この生体
内に伝搬して戻ってきた超音波の受信信号を基に、開口
合成観測装置2によって断層像の生成を行い、モニタ表
示器3に画像表示する。モニタ表示器3に表示される断
層像は、生体組織8と密着した部分のみの画像となるの
で、コンベックス型のBモード断層像となる。
At the time of diagnosis, the exterior of the vibrator protection case 4 is brought into contact with the living tissue 8 at the site to be diagnosed, and the vibrators 5-1 to
An ultrasonic beam 9 is emitted from each of the transducers 5-1 to 5-3 while rotating the 5-3, and a reception signal by an ultrasonic echo from the living tissue 8 is obtained and output to the aperture synthesis observation device 2. At this time, the vibrator protection case 4 is pressed against the living tissue 8 to partially adhere to the living tissue 8, and the ultrasonic beam 9 propagates in the living body within this range. A tomographic image is generated by the aperture synthesizing observation device 2 based on the reception signal of the ultrasonic wave which has propagated back into the living body and is displayed on the monitor display 3. The tomographic image displayed on the monitor display 3 is an image of only a portion that is in close contact with the living tissue 8, and is therefore a convex B-mode tomographic image.

【0013】振動子5−1〜5−3は回転方向に小さな
寸法をもつもので、その振動子で発生する超音波ビーム
9は、回転方向に広がったファンビームとなる。一方、
回転軸方向には、例えば1cm程度の長さがあるため
に、超音波ビーム9は絞られる。回転している振動子5
−1〜5−3の回転位置に応じてこの超音波ビーム9の
送信/受信を繰り返して得られる超音波の受信信号を基
に、開口合成観測装置2において開口合成法による合成
演算を行うことで、振動子の回転断面における生体内の
超音波断層像を生成する。
The transducers 5-1 to 5-3 have small dimensions in the rotation direction, and the ultrasonic beam 9 generated by the transducer becomes a fan beam spread in the rotation direction. on the other hand,
The ultrasonic beam 9 is narrowed down because it has a length of, for example, about 1 cm in the rotation axis direction. Vibrator 5 rotating
Performing a synthesis operation by the aperture synthesis method in the aperture synthesis observation device 2 based on the ultrasonic reception signal obtained by repeatedly transmitting / receiving the ultrasonic beam 9 according to the rotation positions of -1 to 5-3. Then, an ultrasonic tomographic image of the inside of the living body at the rotational section of the transducer is generated.

【0014】図2は本実施形態に係る超音波診断装置の
構成をより詳しく示したものである。超音波プローブ本
体1の中には、前述した複数の振動子5−1〜5−3
と、複数チャンネルのスリップリング6と、回転駆動部
7としてのモータ10とが組み込まれている。
FIG. 2 shows the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment in more detail. The ultrasonic probe body 1 includes a plurality of transducers 5-1 to 5-3 described above.
, A slip ring 6 having a plurality of channels, and a motor 10 serving as a rotation drive unit 7.

【0015】スリップリング6からの信号線は、スイッ
チ11を介して送信パルサー12及び受信アンプ13に
接続されており、スイッチ11により振動子5−1〜5
−3の中から駆動する振動子が選択される。例えば送信
パルサー12によりパルス信号を送信して振動子5−1
を駆動し、超音波パルスによる超音波ビーム9を生体内
へ送波する。そして、生体中で反射された超音波パルス
は振動子5−1で受波されて受信信号として受信アンプ
13に入力され、受信アンプ13で必要な大きさに増幅
された後にA/D変換器14でデジタル信号に変換さ
れ、開口合成演算回路15内のメモリに格納される。
A signal line from the slip ring 6 is connected to a transmitting pulsar 12 and a receiving amplifier 13 via a switch 11, and the vibrators 5-1 to 5 are connected by the switch 11.
The oscillator to be driven is selected from -3. For example, a pulse signal is transmitted by the transmission pulsar 12 and the vibrator 5-1 is transmitted.
To transmit the ultrasonic beam 9 by the ultrasonic pulse into the living body. Then, the ultrasonic pulse reflected in the living body is received by the transducer 5-1 and input to the reception amplifier 13 as a reception signal, amplified by the reception amplifier 13 to a required size, and then converted to an A / D converter. At 14, the signal is converted into a digital signal and stored in a memory in the aperture synthesis operation circuit 15.

【0016】このとき、振動子5−1〜5−3は、モー
タ10により例えば毎秒30回転(1800RPM)程
度で回転駆動される。また、超音波パルスの送信間隔を
150μsec とし、振動子回転円周の1/4が生体組織
8に接触しているとすると、次の(1)式により55個
の有効受信信号が得られることになる。 有効受信信号数 n=(1/30)/150μsec /4=55 …(1)
At this time, the vibrators 5-1 to 5-3 are rotationally driven by the motor 10 at, for example, about 30 revolutions per second (1800 RPM). Further, assuming that the transmission interval of the ultrasonic pulse is 150 μsec and one quarter of the circumference of the vibrator is in contact with the living tissue 8, 55 effective reception signals can be obtained by the following equation (1). become. Number of valid reception signals n = (1/30) / 150 μsec / 4 = 55 (1)

【0017】前記モータ10はモータ駆動回路16によ
って駆動制御されるようになっており、このモータ駆動
回路16と送信パルサー12はタイミング制御回路17
に接続され、前記振動子5−1〜5−3の回転と超音波
パルスの送信とのタイミングがタイミング制御回路17
によりコントロールされる。タイミング制御回路17に
は調整器18が接続されており、詳しくは後述するが、
調整器18で振動子5−1〜5−3の回転速度と送信間
隔を微調整することによって画質を調整することが可能
となっている。
The motor 10 is driven and controlled by a motor drive circuit 16. The motor drive circuit 16 and the transmission pulsar 12 are controlled by a timing control circuit 17.
The timing of the rotation of the transducers 5-1 to 5-3 and the transmission of the ultrasonic pulse is controlled by a timing control circuit 17.
Is controlled by An adjuster 18 is connected to the timing control circuit 17, which will be described in detail later.
The image quality can be adjusted by finely adjusting the rotation speeds and transmission intervals of the vibrators 5-1 to 5-3 by the adjuster 18.

【0018】振動子5−1〜5−3は、回転しながら送
信/受信を行うために、送信毎に得られる受信信号は少
しずつ異なる空間で得られた信号となる。振動子5−1
〜5−3が1回転したならば、開口合成演算回路15に
よって従来例にあるような公知の開口合成法を用いたア
ルゴリズムにより合成演算を行い、断層面の反射映像を
求める。この反射映像をデジタル・スキャン・コンバー
タ(DSC)19に入力し、DSC19により座標変換
と補間処理を行って表示形式を整え、モニタ表示器3に
出力する。モニタ表示器3には、診断対象部位の超音波
断層像として扇形状の断層像が画像表示される。なおこ
のとき、開口合成演算回路15及びDSC19の動作タ
イミングはタイミング制御回路17により制御される。
Since the vibrators 5-1 to 5-3 perform transmission / reception while rotating, the received signals obtained for each transmission are signals obtained in slightly different spaces. Vibrator 5-1
When .about.5-3 has made one rotation, the aperture synthesis operation circuit 15 performs a synthesis operation by an algorithm using a well-known aperture synthesis method as in the conventional example, thereby obtaining a reflection image of the tomographic plane. This reflected image is input to a digital scan converter (DSC) 19, coordinate conversion and interpolation are performed by the DSC 19 to adjust the display format, and output to the monitor display 3. A fan-shaped tomographic image is displayed on the monitor display 3 as an ultrasonic tomographic image of the diagnosis target site. At this time, the operation timing of the aperture synthesis operation circuit 15 and the DSC 19 is controlled by the timing control circuit 17.

【0019】複数の振動子5−1〜5−3に全く同じ特
性の振動子を用いて送受信を繰り返すことにより、振動
子全体が1回転する間に3フレーム分の反射映像を求め
ることができ、回転数を同じとすると振動子の数に応じ
て超音波断層像のフレームレイトを向上させることがで
きる。
By repeating transmission and reception using a plurality of transducers 5-1 to 5-3 using transducers having exactly the same characteristics, it is possible to obtain three frames of reflected images while the entire transducer makes one rotation. If the number of rotations is the same, the frame rate of the ultrasonic tomographic image can be improved according to the number of transducers.

【0020】このように、本実施形態によれば、同じ特
性の複数の振動子を回転させながら超音波の送受信を繰
り返し行い、超音波の受信信号を得て、このときの回転
数を例えば1フレーム期間とすることにより、1フレー
ム期間内に振動子の個数分の反射映像を求めることがで
きるため、アレイ状の振動素子を用いて走査する場合と
ほぼ同様の作用が得られ、開口合成処理により分解能の
良い断層像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, transmission and reception of ultrasonic waves are repeatedly performed while rotating a plurality of transducers having the same characteristics, and a reception signal of the ultrasonic waves is obtained. By setting the frame period, reflected images corresponding to the number of transducers can be obtained within one frame period, so that substantially the same operation as in the case of scanning using an array of vibration elements can be obtained. Thus, a tomographic image with higher resolution can be obtained.

【0021】従って、開口合成法を用いた超音波診断装
置において、本実施形態のような機械的な振動子の切り
替え/移動手段を用いた構成によっても、1個以上の振
動子を回転させながら超音波を送受信して異なる走査空
間での複数の受信信号を基に開口合成法に基づき回転断
面での映像化を行うことにより、高分解能の断層像が得
られると同時に、超音波プローブを簡単な構造で比較的
安価に構成することが可能となる。
Therefore, in the ultrasonic diagnostic apparatus using the aperture synthesizing method, even with the configuration using the mechanical vibrator switching / moving means as in this embodiment, one or more vibrators are rotated. By transmitting and receiving ultrasonic waves and performing imaging on a rotating cross section based on the aperture synthesis method based on multiple received signals in different scanning spaces, a high-resolution tomographic image can be obtained and at the same time, the ultrasonic probe can be simplified With a simple structure, it can be configured at a relatively low cost.

【0022】図3及び図4は本発明の第2実施形態に係
り、図3は複数の振動子の回転軸方向の焦点深度とビー
ム特性を示す作用説明図、図4は複数の深度範囲の反射
映像を組み合わせた超音波断層像を示す作用説明図であ
る。
FIGS. 3 and 4 relate to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the focal depth and beam characteristics of a plurality of transducers in the direction of the rotation axis, and FIG. It is an operation explanatory view showing an ultrasonic tomographic image combined with a reflection image.

【0023】開口合成法による超音波診断では、振動子
の走査断面では高分解能に焦点合わせすることができる
が、走査断面と直交する断面では振動子の音響レンズで
作成されるビーム形状によって分解能が決定され、近距
離から遠距離にわたって高分解能を維持することができ
ないという問題点があった。そこで、このような不具合
を解決する構成例を以下に説明する。
In the ultrasonic diagnosis using the aperture synthesis method, focusing can be performed with high resolution on the scanning section of the transducer, but on a section perpendicular to the scanning section, the resolution is determined by the beam shape created by the acoustic lens of the transducer. It has been determined that high resolution cannot be maintained over a short distance to a long distance. Therefore, a configuration example for solving such a problem will be described below.

【0024】第2実施形態では、図1の構成における複
数の振動子5−1〜5−3の回転軸方向の焦点深度を異
ならせて複数の深度範囲の反射映像から高分解能の超音
波断層像を得るようにした構成例を示す。超音波診断装
置の各部の構成は第1実施形態と同様であるため、説明
を省略する。
In the second embodiment, a plurality of transducers 5-1 to 5-3 in the configuration shown in FIG. An example of a configuration for obtaining an image is shown. The configuration of each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

【0025】振動子5−1の回転軸方向の焦点深度f1
を例えば30mm,振動子5−2の焦点深度f2を50m
m,振動子5−3の焦点深度f3を70mmとして、回転
軸方向の焦点深度の異なる複数の振動子を用いた回転駆
動式の超音波プローブを構成する。図3はこれらの振動
子5−1〜5−3のビーム特性を重ねて図示したもので
ある。ここで、A1は振動子5−1の回転軸方向での開
口長を、A2は振動子5−2の開口長を、A3は振動子
5−3の開口長をそれぞれ示したもので、焦点深度が深
くなるに従い、開口長が大きくなっていく。
The depth of focus f1 of the vibrator 5-1 in the rotation axis direction
Is set to, for example, 30 mm, and the focal depth f2 of the vibrator 5-2 is set to 50 m.
m, the depth of focus f3 of the transducer 5-3 is set to 70 mm, and a rotationally driven ultrasonic probe using a plurality of transducers having different focal depths in the rotation axis direction is configured. FIG. 3 shows the beam characteristics of these transducers 5-1 to 5-3 in an overlapping manner. Here, A1 indicates the opening length of the vibrator 5-1 in the rotation axis direction, A2 indicates the opening length of the vibrator 5-2, and A3 indicates the opening length of the vibrator 5-3. As the depth increases, the opening length increases.

【0026】このような構成の振動子5−1〜5−3を
回転させながら、スイッチ11により焦点深度の異なる
振動子を切り替えて、それぞれ開口合成演算回路15に
おいて開口合成演算により焦点近傍の部分的な反射映像
を求める。そして、DSC19において図4に示すよう
に各振動子による複数の深度範囲の反射映像をつなぎ合
わせて、最終的な超音波断層像を作成する。
While rotating the vibrators 5-1 to 5-3 having such a configuration, the vibrators having different focal depths are switched by the switch 11, and the aperture synthesizing operation circuit 15 performs the aperture synthesizing operation on each of the portions near the focal point. For a reflective image. Then, as shown in FIG. 4, in the DSC 19, reflection images of a plurality of depth ranges by the transducers are joined to create a final ultrasonic tomographic image.

【0027】このように、焦点深度の異なる振動子を複
数用いることで、回転軸方向では振動子を切り替えて広
い深度範囲の反射映像をより精細に得ることができ、回
転断面方向には開口合成により高分解能な断層像を合成
することができる。従って、振動子の回転断面のみなら
ず、回転軸断面においても空間分解能がすぐれた映像化
が可能となる。
As described above, by using a plurality of transducers having different focal depths, it is possible to switch the transducers in the direction of the rotation axis to obtain a more precise reflection image in a wide depth range, and to synthesize the aperture in the direction of the rotation section. Thereby, a high-resolution tomographic image can be synthesized. Therefore, imaging with excellent spatial resolution is possible not only in the rotational section of the vibrator but also in the rotational axis section.

【0028】また、第2実施形態の変形例として、複数
の振動子5−1〜5−3から発信する超音波の中心周波
数を異ならせて、例えば振動子5−1の中心周波数を
7.5MHz、振動子5−2の中心周波数を5.0MH
z、振動子5−3の中心周波数を3.5MHzとして、
スイッチ11により各振動子を切り替えれば、一つの超
音波プローブ本体で容易に多くの周波数帯域に対応する
ことができる。
As a modified example of the second embodiment, the center frequency of the ultrasonic waves transmitted from the plurality of transducers 5-1 to 5-3 is made different, for example, to set the center frequency of the transducer 5-1 to 7. 5 MHz, the center frequency of the vibrator 5-2 is 5.0 MH
z, the center frequency of the vibrator 5-3 is 3.5 MHz,
If each transducer is switched by the switch 11, one ultrasonic probe main body can easily cope with many frequency bands.

【0029】超音波診断装置では、観察する部位に応じ
て超音波プローブを取り替えて、例えば肝臓などの深部
観察では3.5MHzの周波数を、甲状腺などの浅部観
察では7.5MHzの周波数を用いるのが一般的であ
る。このため、広範囲な診断を行うには、数本のプロー
ブを用意しておく必要があり、その取り替えが面倒であ
ったり、プローブを収納するホルダを必要とするなどの
不具合があった。
In the ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic probe is replaced according to the site to be observed, and a frequency of 3.5 MHz is used for deep observation of the liver and the like, and a frequency of 7.5 MHz is used for shallow observation of the thyroid and the like. It is common. For this reason, in order to perform a wide range of diagnosis, it is necessary to prepare several probes, and there is a problem that replacement thereof is troublesome and a holder for accommodating the probes is required.

【0030】そこで、前記のように周波数特性の異なる
複数の振動子5−1〜5−3を用いることにより、一つ
の超音波プローブで中心周波数を切り替えて多周波数に
対応できるため、診断対象部位に応じた周波数選択が容
易に行えると共に、診断時に超音波プローブを取り替え
るなどの煩雑な作業をなくして操作性を向上でき、安価
な構成で広範囲にわたる診断が可能な超音波プローブを
実現できる。
Therefore, by using a plurality of transducers 5-1 to 5-3 having different frequency characteristics as described above, the center frequency can be switched by one ultrasonic probe to cope with multiple frequencies, and therefore, a part to be diagnosed can be used. Frequency can be easily selected according to the above, the operability can be improved by eliminating complicated operations such as replacement of the ultrasonic probe at the time of diagnosis, and an ultrasonic probe capable of performing a wide range of diagnosis with an inexpensive configuration can be realized.

【0031】図5は本発明の第3実施形態に係る振動子
の回転速度の変化による超音波のビーム特性変化を示す
作用説明図である。
FIG. 5 is an operation explanatory view showing a change in beam characteristics of an ultrasonic wave due to a change in the rotation speed of the transducer according to the third embodiment of the present invention.

【0032】従来の超音波診断装置では、アレイ状振動
素子の間隔が大きいと電気的に開口合成によるビーム合
成をしても希望とする方向以外にグレーティング・ロー
ブといわれる不要なビームを発生し、虚像として映像化
される。また、アレイ状振動素子の間隔が小さいと希望
方向のメイン・ビームが太くなり分解能が劣化するとい
う問題点が生じる。アレイ状振動素子の間隔は固定であ
るために、前記の超音波のビーム特性を診断部位に応じ
て変更することはできなかった。そこで、このような不
具合を解決する構成例を以下に説明する。
In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, if the distance between the array-shaped vibrating elements is large, unnecessary beams called grating lobes are generated in a direction other than the desired direction even if the beam is synthesized by aperture synthesis. It is visualized as a virtual image. In addition, if the interval between the array-shaped vibrating elements is small, the main beam in the desired direction becomes thick and the resolution deteriorates. Since the distance between the array-shaped vibrating elements is fixed, the beam characteristics of the ultrasonic wave cannot be changed according to the diagnosis site. Therefore, a configuration example for solving such a problem will be described below.

【0033】第3実施形態では、図2の構成において、
調整器18により超音波パルスの送信間隔を一定にした
まま、振動子の回転速度を可変とした構成例を示す。超
音波診断装置の各部の構成は第1実施形態と同様である
ため、説明を省略する。
In the third embodiment, in the configuration of FIG.
A configuration example in which the rotation speed of the vibrator is made variable while the transmission interval of the ultrasonic pulse is kept constant by the adjuster 18 will be described. The configuration of each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

【0034】図5は振動子の回転速度を変化させること
によって開口合成法により合成を行う超音波の回転面内
でのビーム特性がどのようになるかを表図に示したもの
である。
FIG. 5 is a table showing how beam characteristics in the plane of rotation of ultrasonic waves to be synthesized by the aperture synthesis method by changing the rotation speed of the vibrator are shown.

【0035】振動子を回転させながら超音波の送受信を
繰り返し、開口合成の演算処理を行うと、アレイ状の振
動素子の振動子間隔で示されるピッチPで走査すること
とほぼ等価となる。このとき、振動子の回転速度Vが大
きければ、図5の左側のようにピッチPが大きくなり、
グレーティング・ローブを発生するがメイン・ローブは
細くなる。よってこの場合、虚像が生じるものの高分解
能の断層像が得られる。一方、回転速度Vが小さい場合
は、図5の右側のようにピッチPが小さくなり、グレー
ティング・ローブの発生が無くなる代わりにメイン・ロ
ーブが太くなる。よってこの場合、分解能は落ちるもの
の高画質の断層像が得られる。
When the transmission and reception of ultrasonic waves are repeated while the vibrator is rotated, and the arithmetic processing of aperture synthesis is performed, it is almost equivalent to scanning at a pitch P indicated by the vibrator spacing of the vibrating elements in an array. At this time, if the rotation speed V of the vibrator is high, the pitch P becomes large as shown on the left side of FIG.
Generates grating lobes but narrows main lobes. Therefore, in this case, a high-resolution tomographic image is obtained although a virtual image is generated. On the other hand, when the rotation speed V is low, the pitch P becomes small as shown on the right side of FIG. Therefore, in this case, a high-quality tomographic image is obtained although the resolution is reduced.

【0036】従って、振動子の回転速度Vを変化させて
等価的に振動子のピッチPを変化させることにより、開
口合成法により合成を行う超音波のビーム特性を変化さ
せることができる。
Accordingly, by changing the rotation speed V of the vibrator and equivalently changing the pitch P of the vibrator, it is possible to change the beam characteristics of the ultrasonic waves to be synthesized by the aperture synthesis method.

【0037】図5に示したような超音波のビーム特性を
考慮して、診断対象部位に応じて調整器18により振動
子の回転速度を変化させることによって、生成される断
層像の画質を調整できるため、状況に応じた最適な超音
波断層像を得ることができ、良好な診断を行うことが可
能となる。
The image quality of the generated tomographic image is adjusted by changing the rotational speed of the vibrator by the adjuster 18 in accordance with the part to be diagnosed in consideration of the ultrasonic beam characteristics as shown in FIG. Therefore, an optimal ultrasonic tomographic image according to the situation can be obtained, and a good diagnosis can be performed.

【0038】本実施形態によれば、超音波の送信間隔を
一定にして振動子の回転速度を可変とすることにより、
等価的に振動子のピッチを変化させて開口合成法により
合成を行う超音波のビーム特性を変化させることがで
き、診断部位に応じた最適な映像化を行うことが可能と
なる。
According to the present embodiment, by making the transmission interval of ultrasonic waves constant and making the rotation speed of the vibrator variable,
By changing the pitch of the transducers equivalently, the beam characteristics of the ultrasonic waves to be synthesized by the aperture synthesis method can be changed, and it is possible to perform optimal imaging according to the diagnosis site.

【0039】なお、以上の実施形態では、回転体の内部
に3個の振動子を組み込んだ構成例を示したが、これに
限らず1個以上の振動子で同様に実現できる。また、1
つの超音波プローブの中に、焦点深度の異なる複数の振
動子と、周波数の異なる複数の振動子を組み込むことも
可能である。
In the above embodiment, the configuration example in which three vibrators are incorporated in the rotating body has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be similarly realized by one or more vibrators. Also, 1
A plurality of transducers having different depths of focus and a plurality of transducers having different frequencies can be incorporated in one ultrasonic probe.

【0040】また、本実施形態では超音波プローブ本体
を生体組織に押しつけ、コンベックス型の超音波断層像
を作成するような構成を説明したが、超音波プローブ本
体を生体内へ注入できる大きさとすれば、全周ラジアル
型の超音波断層像を作成することができる。
Further, in the present embodiment, the configuration has been described in which the ultrasonic probe main body is pressed against the living tissue to generate a convex ultrasonic tomographic image. For example, it is possible to create an all-radial ultrasonic tomographic image.

【0041】[付記] (1) 回転可能な回転体に配設され出射する超音波の
ビームが回転方向に広がった1個以上の振動子と、前記
振動子を含む回転体を回転させる回転駆動部と、前記振
動子の回転位置に応じて振動子を駆動して超音波の送受
信を行う送受信制御手段と、前記回転する振動子から得
られた超音波の受信信号を基に開口合成法により回転断
面での映像化を行う断層像生成手段と、を備えたことを
特徴とする超音波診断装置。
[Supplementary Notes] (1) At least one vibrator disposed on a rotatable rotating body and having an emitted ultrasonic beam spread in a rotating direction, and a rotation drive for rotating the rotating body including the vibrator. Unit, transmission and reception control means for transmitting and receiving ultrasonic waves by driving the vibrator according to the rotational position of the vibrator, by aperture synthesis method based on the received signal of the ultrasonic wave obtained from the rotating vibrator An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a tomographic image generating unit that performs imaging on a rotating cross section.

【0042】(2) 前記振動子は、前記回転体の回転
方向に沿って配設された焦点距離の異なる複数の振動子
からなり、この複数の振動子を切り替えるスイッチ手段
を有することを特徴とする付記1に記載の超音波診断装
置。
(2) The vibrator is composed of a plurality of vibrators having different focal lengths arranged along the rotation direction of the rotator, and has a switch means for switching the plurality of vibrators. 7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein

【0043】(3) 前記振動子は、前記回転体の回転
方向に沿って配設された周波数特性の異なる複数の振動
子からなり、この複数の振動子を切り替えるスイッチ手
段を有することを特徴とする付記1に記載の超音波診断
装置。
(3) The vibrator is composed of a plurality of vibrators having different frequency characteristics arranged along the rotation direction of the rotating body, and has a switch means for switching the plurality of vibrators. 7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein

【0044】(4) 前記振動子が配設された回転体の
回転速度を変化させ、開口合成法により合成を行う超音
波のビーム特性を変化させる回転速度可変手段を有する
ことを特徴とする付記1に記載の超音波診断装置。
(4) A rotating speed varying means for changing a rotating speed of a rotating body provided with the vibrator and changing a beam characteristic of an ultrasonic wave to be synthesized by an aperture synthesizing method. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 1.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、比
較的安価に超音波プローブを構成することができ、この
超音波プローブによって開口合成法を利用した高分解能
の断層像を得ることが可能となる効果がある。
As described above, according to the present invention, an ultrasonic probe can be constructed relatively inexpensively, and a high-resolution tomographic image utilizing the aperture synthesis method can be obtained with this ultrasonic probe. There is a possible effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略
構成を示す構成説明図
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態に係る超音波診断装置の構成をより
詳しく示したブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment in more detail;

【図3】本発明の第2実施形態に係る複数の振動子の回
転軸方向の焦点深度とビーム特性を示す作用説明図
FIG. 3 is an operation explanatory view showing a depth of focus and a beam characteristic in a rotation axis direction of a plurality of transducers according to a second embodiment of the present invention.

【図4】複数の深度範囲の反射映像を組み合わせた超音
波断層像を示す作用説明図
FIG. 4 is an operation explanatory view showing an ultrasonic tomographic image obtained by combining reflection images in a plurality of depth ranges;

【図5】本発明の第3実施形態に係る振動子の回転速度
の変化による超音波のビーム特性変化を示す作用説明図
FIG. 5 is an operation explanatory view showing a change in beam characteristics of an ultrasonic wave according to a change in a rotation speed of a transducer according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超音波プローブ本体 2…開口合成観測装置 3…モニタ表示器 4…振動子保護ケース 5−1〜5−3…振動子 6…スリップリング 7…回転駆動部 11…スイッチ 12…送信パルサー 15…開口合成演算回路 17…タイミング制御回路 18…調整器 19…デジタル・スキャン・コンバータ(DSC) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic probe main body 2 ... Synthetic aperture observation apparatus 3 ... Monitor display 4 ... Transducer protection case 5-1-5-3 ... Transducer 6 ... Slip ring 7 ... Rotation drive part 11 ... Switch 12 ... Transmission pulsar 15 ... Aperture synthesis operation circuit 17 ... Timing control circuit 18 ... Adjuster 19 ... Digital scan converter (DSC)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転可能な回転体に配設され出射する超
音波のビームが回転方向に広がった1個以上の振動子
と、 前記振動子を含む回転体を回転させる回転駆動部と、 前記振動子の回転位置に応じて振動子を駆動して超音波
の送受信を行う送受信制御手段と、 前記回転する振動子から得られた超音波の受信信号を基
に開口合成法により回転断面での映像化を行う断層像生
成手段と、 を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
1. An at least one vibrator disposed on a rotatable rotator and having an emitted ultrasonic beam spread in a rotational direction, a rotation drive unit configured to rotate a rotator including the vibrator, and Transmission / reception control means for transmitting / receiving ultrasonic waves by driving the vibrator in accordance with the rotational position of the vibrator, and a rotational cross-section by an aperture synthesis method based on a received ultrasonic signal obtained from the rotating vibrator. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a tomographic image generating unit that performs imaging.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001046379A (en) * 1999-08-09 2001-02-20 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic diagnostic device
CN115137449A (en) * 2022-07-01 2022-10-04 上海沈德医疗器械科技有限公司 Ultrasonic probe device for magnetic wave knife

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