JPS5920161A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は超音波診断装置特にその回転セクタ走査型超音
波スキャナに関する。

技術の背景 生体の超音波診断装置では超音波ビーム（こ−では単に
超音波という）でセクタ走査して断層像を撮ることが行
なわれている。第１図でこれを説明すると時刻ｔ１で超
音波をＦ＋方向に送信してその反射波を受信し、時刻ｔ
２で超音波をＦ２方向に送信してその反射波を受信し、
・・・・・・時刻ｔｎではＦｎ方向へ超音波を送信して
その反射波を受信し、次は最初に戻って同様操作を繰り
返す。このようにするとＦ１〜Ｆｎが規定する扇形（セ
クタ）領域が超音波診断領域となり、この領域に心臓が
あればその像（断層像）がＣＲＴなどに表示される。

超音波セクタ走査をするには機械式と電子式があり、前
者はまた回転型と往復回動型に分れる。

第１図は回転型の例で、１２０°ずつ離して３個の圧電
素子（超音波発受信素子）１２，１４．１６が支持体１
８に取付けられ、軸２０の廻りに回転する。第２図はカ
ミる超音波スキャナのへ・ノド部（トランスデユーサユ
ニットを示す）１０の概略斜視図を示す。支持体１８は
エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂などからなり、孔を有してい
て圧電素子はこの孔に埋設される。圧電素子１２が矢印
Ｆ１方向を向いたとき超音波を送受信し、回転してＦ２
方向を向いたとき再び超音波を送受信し、以下同様でＦ
ｎ方向を向いたとき最後の超音波送受信を行なう。この
順次の圧電素子１４が診断領域に近すいているのでそれ
がＦ１方向を向くとき超音波を送受信し、Ｆ２方向を向
くとき再び超音波を送受信し、以下同様操作を繰り返し
て行く。

電子式の場合は第３図に示すように多数の細幅帯状圧電
素子を並べた超音波スキャナへ・ノド（）ニーズドアレ
イ）２２を用い、各素子に異なる遅延時間を与えて駆動
して合成波面が矢印Ｆ＋、Ｆ２・・・・・・方向を向く
ようにする。

従来技術と問題点 ところで第１図のスキャナヘッドでは圧電素子１２．１
４．１６は同じ特性のもので、各素子による走査結果は
同じである。唯３個を図示の如く配列するとスキャナヘ
ッドを回転させるだけで扇形診断領域Ｓを途切れること
なく連続的に走査できるというだけである。スキャナヘ
ッドの回転速度は、一方向での超音波送受信後、次の方
向での超音波送受信を行ない、これを繰り返してゆくの
で、超音波送受信に要する時間の制約を受け、超音波伝
播速度は余り大ではないのでこの時間は比較的大きい。

フレーム数でいうと扇形領域Ｓの深さつまり診断深さ２
００ｍｍ、走査線の本数１２５本の場合フレーム数は約
３０枚である。

また超音波診断では超音波の周波数を変えると異質の断
層像が得られるので周波数の変更が望まれる場合がある
が、この場合はスキャナを交換する必要がある。成人と
子供では診断深さが異なるので、この場合もスキャナ交
換が必要になる。

発明の目的 本発明はスキャナが複数の機能を持ち得るようにし、上
記の問題に対処しようとするものである。

発明の構成 本発明はバンキング材の外面と内面に圧電素子を取付け
た超音波トランスデユーサを回転体に取付け、外側圧電
素子と内側圧電素子の両方が走査領域と対向するとき超
音波を送受信可能にしてなるスキャナヘッドを有するこ
とを特徴とするが、次−に第５図に示す実施例を参照し
ながらこれを説明する。

発明の実施例 第５図で３２．３４．３６はトランスデユーサであり、
１２０°間隔で支持体に取付けられ、各々外側と内側に
圧電素子Ａ、　Ｂを有する。支持体は円板、枠体その他
適宜のものでよいが、第６図＋ａ＋では円板を想定して
いる。トランスデユーサはこの円板３８に突出して取付
けられ、円板３８の軸４０が図示しないモータにより駆
動されることによす回転する。トランスデユーサは第６
図山）に示すようにバッキング材Ｃの上面および下面に
圧電素子ＡおよびＢを取付け、表面を整合層りで覆つて
なる。トランスデユーサ３２，３４．３６の外側トラン
スデユーサＡ１内側トランスデユーサＢはそれぞれ一群
として動作する。これらは、第４図に示すように切換ス
イッチ３０を介してＡ、　　Ｂの一方が又はＡ、Ｂ交互
に駆動される。

外側圧電素子Ａを動作させる場合は第１図と同様で、ト
ランスデユーサ３２，３４．３６が順次扇形走査領域に
入る（対向する）と共にその外側圧電素子Ａが作動して
超音波送受信を行なう。矢印Ｆはスキャナヘッド１０の
回転方向を示し、４２はトランスデユーサ３６の外側圧
電素子Ａが送出する超音波を示す。このスキャナヘッド
では内側圧電素子Ｂも超音波を送受信する。４４はトラ
ンスデユーサ３２の内側圧電素子Ｂが送出する超音波を
示す。内側圧電素子Ｂが送出する超音波は、外側圧電素
子Ａが送出する超音波とは方向が逆であり、他のトラン
スデユーサ本例では３４と３６の間を通って扇形走査領
域へ送出される。この内側圧電素子Ｂが送出する超音波
４４も送出源が走査領域からや＼遠いというだけで外側
圧電素子Ａと同様な走査を行なう。即ち当該トランスデ
ユーサが走査領域に対向し始めるとき圧電素子Ｂは超音
波送受信を開始し、走査領域からり（れるとき送受信を
停止し、代って次のトランスデユーサが走査領域に対向
し始めるので該トランスデユーサの内側圧電素子Ｂが送
受信を開始し、以下同様操作を繰り返す。

このスキャナは種々の機能を持たせ多目的に使用するこ
とが可能である。例えば外側、内側各圧電素子を同一特
性のものにすると、第５図のようにトランスデユーサを
３個配設する場合はスキャナヘッド１０の１回転で６フ
レーム得られ、遊び時間のに３減、フレーム数の増大が
図れる。外側の圧電素子Ａと内側の圧電素子Ｂでは特性
を異ならせてもよく、特性の異ならせ方には周波数を異
ならせる、遠距離用近距離用など測定範囲を異ならせる
、これら組合せる、がある。外側圧電素子Ａには高周波
、内側圧電素子には低周波谷超音波を送出させる、又は
この逆にすると、高、低側周波による超音波断層像が得
られ、診断対象領域を低周波像で見たい、高周波像で見
たいという場合りこスイッチ３０を操作するだけでこの
目的が達せられる。この切換要領にはスイッチ３ｏでＡ
、Ｂを切換え、ディスプレイに高、低周波像の一方を表
示させる、またはスイッチ３ｏをマルチプレクサとして
Ａ、Ｂを時分割使用し、２つのディスプレイに高、低周
波像を同時に現示する、等がある。

圧電素子は口径が大であると距離〜音圧特性の音圧一定
部分が距離大なる方へ移り、口径が小であるとこれが距
離小の方へ移る。測定は音圧一定部分で行なうので、遠
距離の測定には口径大、近距離の測定には口径小が望ま
れる。そこで外側、内側各圧電素子Ａ、Ｂには口径差を
持たせ、一方は遠距離用、他方は近距離用とすると、が
＼るスキャナ１個で遠、近両測定を行なうことができ、
大人、子供の診断に迅速に対処できる。また周波数と組
合せると近距゛離を高周波で遠距離を高周波で、または
これらの逆での診断が可能になる。

回転体３８に取付けるトランスデユーサの個数は１個か
ら多数個迄の適宜でよい。トランスデユーサの周囲は水
などの超音波伝播媒体を満すので、第６図等に示すよう
に全体を容器４Ｇ内に入れ、容器内に媒体４８を封入す
る。圧電素子から送出される超音波ビームにはサイドロ
ーブがあり、これがノイズ源となるが、内側圧電素子に
はこのサイドローブの吸収材を添設することが容易であ
る。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば回転型超音波スキャナ
を多機能にし、多目的に使用することができ甚だ有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来例の説明図、第４図〜第６図は本
発明の説明図で、第４図はブロック図、第５図はスキャ
ナの概略正面図、第６図（ａｌ及び（ｂｌはスキャナの
一部の概略側面図および断面図である。 図面で３２．３４．３６はトランスデユーサ、３８は回
転体、Ａは外側圧電素子、Ｂは内側圧電素子、Ｓは走査
領域、１０はスキャナ、３０は切換スイッチである。 第１図 四 第４図 第５図　　　　第６図 Ｄ　　日 ３５１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）バッキング材の外面と内面に圧電素子を取付けた
   超音波トランスデユーサを回転体に取付け、外側圧電素
   子と内側圧電素子の両方が走査領域と対向するとき超音
   波を送受信可能にしてなるスキャナヘッドを有すること
   を特徴とする超音波診断装置。
2. （２）回転体に取付けられるトランスデユーサは複数個
   であり、これらのトランスデユーサの外側、内側圧電素
   子は特性が同じ、または異なるものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の超音波診断装置。
3. （３）各トランスデユーサの外側圧電素子および内側圧
   電素子は、一方のみがまたは両方が交互に動作するよう
   に、切換え可能にされてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の超音波診断装置。