JPH105215A

JPH105215A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH105215A
Application number: JP16292496A
Authority: JP
Inventors: Kanya Tsujii; 貫也辻井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】音響パワーの低下やコストアップ等の不都合
を招来することなく、画像の鮮明度を増す。【解決手段】複数の振動子アレイ２Ａ，２Ｂからなる
探触子１を備えた超音波診断装置で、振動子アレイ２
Ａ，２Ｂを互いに平行に近接配置し、各振動子アレイ２
Ａ（２Ｂ）は隣接する他の振動子アレイ２Ｂ（２Ａ）に
対して振動子の配列ピッチにより決まる所要量だけアレ
イの長さ方向に偏位させて、全体を、振動子が数分の１
のピッチで並んだ単一の振動子アレイとして扱えるよう
にし、振動子を小さくしなくても、その間のピッチを狭
くしたのと同様の効果が得られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
係り、詳しくは、被検体に対して超音波を送受波する探
触子の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置は、被検体に当てがう探
触子を有している。探触子は、被検体に接触した状態
で、被検体内に超音波ビームを投射するとともに、被検
体内からの超音波エコーを受波する。このエコー信号を
処理することで、被検体内部の断層像が得られる。

【０００３】探触子は多数の振動子からなるものである
が、従来、これらの振動子は、一定のピッチで一列に並
んだ振動子アレイとして、一列だけ設けられているのが
普通である。

【０００４】そのアレイに含まれる各振動子からは、そ
れぞれ遅延させた超音波を発射することで、フォーカス
をかけ、鮮明な画像を得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、探触子の信
号から得られる超音波画像の方位分解能の良否は、前記
した振動子アレイでの振動子間のピッチを一つの要因と
して決まり、振動子間のピッチが狭いほど、画像の方位
分解能が高くなり、画像が鮮明になる。

【０００６】また、振動子からの超音波ビームの主たる
放射方向であるメインローブの両側にはグレーティング
ローブが現れるが、このグレーティングローブのメイン
ローブからの開き角度も、振動子間のピッチに関係し、
ピッチ幅が大きいと、グレーティングローブの開き角度
が小さい。グレーティングローブの開き角度が小さい
と、このグレーティングローブにより、メインローブの
近くにある反射体の像が取り込まれて虚像が生じ、画像
が不鮮明になる。

【０００７】上記のような理由から、鮮明な超音波画像
を得たい場合は、振動子アレイでの振動子間のピッチを
狭くして、画像の方位分解能を高め、また、グレーティ
ングローブをメインローブから離せばよいのであるが、
振動子間のピッチを狭くするには、振動子を小さくする
しかなく、そうすると、製造上の負担が大きく、コスト
がかさむ。

【０００８】また、振動子を小さくすると、その振動子
から発生する音響パワーが弱くなり、超音波を被検体の
所要の深さまで到達させることができなくなる。

【０００９】このため、従来の探触子では、振動子アレ
イでの振動子間のピッチを狭くするには限度があり、方
位分解能を高める等して、超音波画像を鮮明にするのは
容易ではない。

【００１０】なお、従来の探触子では、多数の振動子ア
レイを多数列に配列して、３次元の超音波画像を得るよ
うにしたものがあるが、各振動子アレイについてみる
と、事情は上記の場合と同じであり、画像を鮮明にする
には、同様の困難がある。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、振動子を小さくしなくても、その間
のピッチを狭くしたのと同様の効果が得られるようにし
て、音響パワーの低下やコストアップ等の不都合を招来
することなく、画像の鮮明度を増すことを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、上記課題を達成するために、互いに平行に近接配置
された複数の振動子アレイを有する探触子を備えてお
り、前記振動子アレイは、振動子アレイを構成する振動
子の配列ピッチにより決まる所要量だけ、隣接する他の
振動子アレイに対してアレイの長さ方向に偏位してい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図面の実施の形態に基づいて本発
明の詳細を説明すると、図１は、本発明の一実施の形態
に係る超音波診断装置の探触子の斜視図で、一部を破断
して内部を示している。図２は、前記探触子における振
動子の配列を示す説明図で、（ａ）は実際の振動子配列
を、（ｂ）はそれと等価の仮想の振動子配列をそれぞれ
示している。

【００１４】図１において、符号１は探触子の全体を示
し、２Ａ，２Ｂは振動子アレイ、３はマッチング材、４
は音響レンズ、５はケーブルである。

【００１５】振動子アレイ２Ａ，２Ｂは、図２（ａ）に
拡大して示すように、同一ピッチＰのものが複数列（図
示例では２列）互いに平行に近接して配置されている。
そして、これら複数の振動子アレイ２Ａ，２Ｂの間で、
一方の振動子アレイ２Ａは、隣接する他方の振動子アレ
イ２Ｂに対して、振動子間のピッチＰの２分の１（Ｐ／
２）だけアレイの長さ方向に偏位している。

【００１６】これら２列の振動子アレイ２Ａ，２Ｂは、
図２（ｂ）に示すように、一端から他端へ、振動子が２
Ａ₁，２Ｂ₁，２Ａ₂，２Ｂ₂，２Ａ₃，２Ｂ₃，……という
ように、半ピッチ（Ｐ／２）で並んでいる単一の振動子
アレイと見做すことができる。そこで、これらの振動子
アレイ２Ａ，２Ｂに含まれる各振動子２Ａ_1〜n，２Ｂ
_1〜nは、単一のアレイの振動子として、その駆動が制御
される。

【００１７】図３は、上記２列の振動子アレイの各振動
子を駆動し、そのエコー信号を処理する回路を示す回路
図である。

【００１８】同図において、符号６は、クロックパルス
を発生する基準信号発生器、７は、基準信号発生器６か
らのクロックパルスを導入して回路全体を統括する制御
回路、８は、前記のクロックパルスを入力して２列のア
レイ２Ａ，２Ｂの各振動子２Ａｎ，２Ｂｎを駆動する駆
動信号を出力する送信回路、９は、それぞれ遅延時間の
異なる複数の遅延素子を含む遅延回路、１０は、振動子
２Ａ_1〜n，２Ｂ_1〜nからの信号を受信する受信回路、１
１は、受信回路１０からの信号を処理して画像信号を生
成する信号処理回路、１２は、信号処理回路１１に結合
する画像メモリ、…１３は、得られた画像を表示するモ
ニターである。

【００１９】上記の構成において、２列の振動子アレイ
２Ａ，２Ｂの各振動子２Ａ_1〜n，２Ｂ_1〜nを駆動するこ
とで、リニアスキャンが行われるが、そのリニアスキャ
ンの場合、２列のアレイ２Ａ，２Ｂの各振動子２
Ａ_1〜n，２Ｂ_1〜nは、単一のアレイに含まれる振動子と
して、例えば次のような順序、態様で駆動される。な
お、下記において、（）で囲んだものは、同時に駆動さ
れる振動子を示す。

【００２０】〈駆動例イ〉振動子を１個ずつ、（２
Ａ₁）,（２Ｂ₁）,（２Ａ₂）,（２Ｂ₂）,（２Ａ₃）,……
と駆動する。この駆動例では、振動子アレイが１列のみ
である場合に比べ、音響パワーは等倍であるが、ピッチ
幅は２分の１（Ｐ／２）になる。フレームレートは２分
の１である。

【００２１】〈駆動例ロ〉斜めに隣り合う２個の振動子
を一群として駆動する例で、その駆動群は振動子１個分
ずつずれて行く。すなわち、（２Ａ₁，２Ｂ₁）,（２
Ｂ₁，２Ａ₂）,（２Ａ₂，２Ｂ₂）,（２Ｂ₂，２Ａ₃）,
（２Ａ₃，２Ｂ₃）,……… この駆動例では、音響パワーは２倍で、ピッチ幅は２分
の１（Ｐ／２）になる。フレームレートは２分の１であ
る。

【００２２】〈駆動例ハ〉斜めおよび横に隣り合う３個
の振動子を一群として駆動する例で、その駆動群は振動
子１個分ずつずれて行く。

【００２３】（２Ａ₁，２Ｂ₁，２Ａ₂）,（２Ｂ₁，２
Ａ₂，２Ｂ₂）,（２Ａ₂，２Ｂ₂，２Ａ₃）（２Ｂ₂，２
Ａ₃，２Ｂ₃）,…… この駆動例では、音響パワーが３倍で、ピッチ幅は２分
の１（Ｐ／２）になる。フレームレートは２分の１であ
る。

【００２４】〈駆動例ニ〉飛び飛びに１個の振動子を駆
動する例で、１の振動子からその斜めおよび横に隣り合
う振動子を飛び越して次の振動子に移る。

【００２５】（２Ａ₁）,（２Ｂ₂）,（２Ａ₄）,…… この駆動例では、音響パワーは等倍で、ピッチ幅は１．
５倍、フレームレートも１．５倍になる。

【００２６】〈その他の駆動例〉斜めに隣り合う２個の
振動子を一群として、振動子２個分ずつずらせて、（２
Ａ₁，２Ｂ₁）,（２Ａ₂，２Ｂ₂）,（２Ａ₃，２Ｂ₃）……
……と駆動すると、ピッチ幅は等倍であるが、音響パワ
ーは２倍になる。フレームレートは等倍である。

【００２７】また、斜めおよび横に隣り合う３個の振動
子を一群として、振動子２個分ずつずらせて、（２
Ａ₁，２Ｂ₁，２Ａ₂）,（２Ａ₂，２Ｂ₂，２Ａ₃）,（２Ａ
₃，２Ｂ₃，２Ａ₄）,……と駆動すると、ピッチ幅は等倍
であるが、音響パワーは３倍になる。フレームレートは
等倍である。

【００２８】もちろん、このほかに、一方の振動子アレ
イ２Ａ（もしくは２Ｂ）のみを振動子１個ずつ駆動する
ことも可能である。

【００２９】上記の実施例では、２列の振動子アレイか
らなる探触子を示したが、図４に示すように、３列以上
の振動子アレイで同様の探触子を構成することもでき
る。

【００３０】図４は、３列の振動子アレイからなる探触
子での振動子の配列を示す説明図で、（ａ）は実際の振
動子配列を、（ｂ）はそれと等価の仮想の振動子配列を
それぞれ示している。

【００３１】３列の振動子アレイ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、
図４（ａ）に示すように、いずれも同一ピッチＰのもの
で、互いに平行に近接して配置されている。そして、こ
れらの振動子アレイ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの間で、各振動子
アレイ２Ａ（もしくは２Ｂ，２Ｃ）は、隣接する他方の
振動子アレイ２Ｂ（もしくは２Ａ，２Ｃ）に対して、振
動子間のピッチＰの３分の１（Ｐ／３）だけアレイの長
さ方向に偏位している。具体的には、図で上位の振動子
アレイ２Ａに対して中位の振動子アレイ２ＢがピッチＰ
の３分の１だけ右方に偏位し、その中位の振動子アレイ
２Ｂに対して下位の振動子アレイ２ＣがさらにピッチＰ
の３分の１だけ右方に偏位している。

【００３２】これら３列の振動子アレイ２Ａ，２Ｂ，２
Ｃは、図４（ｂ）に示すように、一端から他端へ、振動
子が２Ａ₁，２Ｂ₁，２Ｃ₁，２Ａ₂，２Ｂ₂，２Ｃ₂，２Ａ
₃，２Ｂ₃，２Ｃ₃……というように、３分の１ピッチ
（Ｐ／３）で並んでいる単一の振動子アレイと見做すこ
とができる。

【００３３】したがって、３列の振動子アレイ２Ａ，２
Ｂ，２Ｃに含まれる振動子２Ａｎ，２Ｂｎ，２Ｃｎを、
一端のものから順次駆動することで、ピッチ幅３分の１
でリニアスキャンを行うことができる。

【００３４】また、前記した実施例における駆動例ロや
駆動例ハのように、斜めおよび横に隣り合う数個の振動
子を一群として駆動することで、音響パワーを倍加する
ことができる。

【００３５】なお、上記した実施の形態の説明では、リ
ニアスキャンによって一つの断層像を得ることとした
が、超音波ビームの角度を順次変えてビームを振るセク
タスキャンによって、断層像を得るようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、複数の振動子アレイをアレイ
の長さ方向に偏位させ互いに平行に近接配置して探触子
を構成したもので、複数の振動子アレイは、振動子が数
分の１のピッチで並んでいる単一の振動子アレイとして
扱うことが可能であり、このようにしてピッチ幅を縮小
することにより、画像の方位分解能を高め、また、メイ
ンローブからのグレーティングローブの開き角度を大き
くして虚像の発生を少なくし、画像を鮮明にすることが
できる。

【００３７】この場合、探触子を構成するアレイの振動
子は、従来の大きさでよいから、音響パワーを低下させ
るようなことがなく、また、高度な製造技術を必要しな
いので、コトスアップを招来することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る超音波診断装置の探触
子の斜視図であって、一部を破断して内部を示してい
る。

【図２】上記探触子における振動子の配列を示す説明図
であって、（ａ）は実際の振動子配列を、（ｂ）はそれ
と等価の仮想の振動子配列をそれぞれ示している。

【図３】上記探触子に接続される回路の回路図である。

【図４】他の実施例に係る探触子の振動子の配列を示す
説明図であって、（ａ）は実際の振動子配列を、（ｂ）
はそれと等価の仮想の振動子配列をそれぞれ示してい
る。

【符号の説明】

１探触子、２Ａ，２Ｂ振動子アレイ、Ｐ振動子間のピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに平行に近接配置された複数の振動
子アレイを有する探触子を備えており、前記振動子アレイは、振動子アレイを構成する振動子の
配列ピッチにより決まる所要量だけ、隣接する他の振動
子アレイに対してアレイの長さ方向に偏位していること
を特徴とする超音波診断装置。