JPS61168340A - 超音波断面画像作成方法、同装置及び超音波走査器 - 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】 本発明は走査面に直角な回転軸の周りに回転可能で且つ
前記走査面内の前記回転軸と同心的な円に沿って間隔を
とって配置された少くとも第１及び第２のトランスジュ
ーサからなる１個のトランスジューサアレイを使用して
、前記トランスジューサアレイを回転軸の周りに回転さ
せ、一つの走査面においてパルスエコー法により体内の
２つの異なる一部重畳するセクター走査を行う体内の超
音波ｗｉｍ像生成方法及び前記方法を実施する装置及び
走査器に関する。

腹部及び産婦人科超音波診断及び身体の柔い部分の検査
を行う場合、二次元Ｂ画法（３−ｉｍａｇｅｍｅｔｈｏ
ｄ）を使用するのが一般的である。この方法では検査領
域を超音波ビームで線状に走査する。

所望により超音波ビームを表示して超音波像を形成する
さまざまな技術的方法がある。低速Ｂ像法として知られ
る合成走査法と島速Ｂ画法として知られるリアルタイム
法とに区別される。

従来の合成走査法では１個のモノリシックトランスジュ
ーサからなる超音波トランスジューサが結合媒体を介し
て皮膚上を通過し、トランスジューサの平行及び角変位
の結合がなされる。任意時点のトランスジューサ位置が
電気調整装置に送信されて、ディスプレイユニット内で
関連する超音波ビーム方向に電子ビームを偏向させる。

このようにして、超音波像が一線ずつ形成される。この
方法では像の形成が比較的遅く、例えば像ごとに３０秒
から２分程度を要するため、表示を行うためには像記憶
装置を使用しなければならない。従来の合成走査方法の
利点は次の通りである。

１、像の粒度（″′斑点ノイズ）が低減される。

その結果、異なる組織部間のグレートーン差が一層容易
に見えるようになり、例えば膨張やはう腫等の異なる組
織の構造を一層容易にｖｆｊ認できる。

２０）組織と臓器の境界の描写が改善される。

このような境界はＨ！４音波を反射するため、超音波ビ
ームが境界表面に垂直に入射する時トランスジューサは
最大エコー信号を送出する。検査中の体内にはいくつか
の異なる方向から超音波パルスが当てられるため、合成
走査ではこの状態が満たされる可能性が高い。

前記旧来の合成走査法の欠点は次のようである。

１、低速の像形成ということは静上記憶像しか生成でき
ず、新しい像を生成するにはこれを消去しなければなら
ないため動作のリアルタイムディスプレイを得ることが
できない。

２０）検査所要時間が比較的長い。

３、低速像形成中に臓器の動作により生じる人為構造が
像品質に大きな逆効果を与える。

４、所要装置及び操作技術が比較的複雑である。

５、特にトランスジューサを手動で移動させる場合には
、像品質は操作者の熟練度に大きく左右される。従って
使用可能な像を得るには、操作者を適格に訓練する必要
がある。同じ訓練を受けて同じ経験を持つ操作者であっ
ても、同じ対象から得られる像は通常異なるものである
。

従来の合成走査法に較べて、リアルタイム法は高速像形
成を特徴とする。機械的もしくは電子的に制御された走
査により、８像を数分の１秒で生成することができる。

リアルタイム法で得られる像繰返周波数は毎秒１５画像
よりも高くすることができる。

リアルタイム法の主な利点は比較的良好な解像度及び充
分なグレー階級で検査時間が比較的短くなり、比較的高
い像繰返周波数により動作をリアルタイムで表示するこ
とができる、すなわち検査中に動作を直接観察できると
いう事実である。リアルタイム法の他の利点は像の正確
な再現性、（すなわち像品質の操作者の技能に対する依
存度が低い）、装置コストが低い、及び装置の操作が簡
単なことである。

合成走査法と比較した場合のリアルタイム法の一つの重
要な欠点は異なる柔い部分のディスプレイの満足度が低
いことである。一方では像斑点ノイズが高いためグレー
トーン差の明瞭度は低く、他方ではリアルタイム法の場
合被検査体に異なる方向から超音波パルスを当てる可能
性がないため、組織と臓器の境界の描写は良好でない。

前記２つの方法の欠点を受容することなくその利点を達
成できるような方法と装置が必要とされている。その必
要性は医療超音波診断において特に高い。

従って、本発明の目的は合成走査法とリアルタイム法の
欠点を実質的に排除しながら両方法の利点を達成できる
ような方法、超音波像形成装置及び走査器を提供するこ
とである。

本発明に従って、この目的は前記した秤類の方法により
達成され、それは （ａ）少くとも２つの異なる走査のうち、一方は第１の
トランスジューサにより実施され他方は第２のトランス
ジューサにより実施され、各トランスジューサが超音波
パルスの放出及びエコ−波の受信に使用される、 （ｂ）全走査中、身体に対する回転軸の位置は変化しな
い、ことを特徴とする。

本発明はまた本発明に従った方法を実施するのに使用で
きる２つの超音波像形成装置にも関連する。

第１の装置は走査面に直角な回転軸の周りを回転可能な
１個の超音波トランスジューサアレイからなり、それは
少くとも第１及び第２のトランスジューサを有し、これ
らのトランスジューサは走査面内の回転軸と同心の円に
沿って間隔をとって配置されており、各トランスジュー
サの走査面内の断面はトランスジューサの放出面に直角
でその中心を通る対称軸を有し、さらにトランスジュー
サアレイの回転運動を可能とする駆動機構と、トランシ
ーバユニットを有している。本発明に従って、本装置は
前記円に沿って順次配置されたトランスジューサの断面
対称軸が前記円の中心点から間隔のとられた点で交差す
ることを特徴とする。

本発明に従った第２の装置は走査面に直角な回１転軸の
周りを回転可能な１個の超音波トランスジユーザアレイ
を有し、それは走査面内の回転軸と同心の円に沿って間
隔をとって配置された少くとも一対のトランスジューサ
からなり、各トランスジューサの走査面内の断面はトラ
ンスジューサの放出面に直角でその中心を通る対称軸を
有し、さらにトランスジューサアレイの回転運動を可能
とする駆動機構とトランシーバユニットを有している。

本装置は少くとも一対のトランスジューサが円の直径の
両端に配置され、対をなす２個のトランスジューサの断
面の対称軸が平行に且つ直径の同じ側に延在するか、も
しくは１方のトランスジューサの対称軸が直径と一致し
他方のトランスジューサの対称軸が直径と平行に延在す
ることを特徴としている。

本発明はまた、本発明に従った像形成装置に使用して本
発明に従った方法を実施できる２つの超音波走査器にも
関連する。

本発明に従った第１の走査器は走査面に直角な回転軸の
周りを回転可能な１個の超音波トランスジューサアレイ
を有し、それは少くとも第１及び第２のトランスジュー
サを有し、これらのトランスジューサは走査面内の回転
軸と同心の円に沿って間隔をとって配置されており、各
トランスジューサの走査面内の断面は放出面に直角でそ
の中心を通る対称軸を有し、さらに回転軸の周りにトラ
ンスジューサアレイの回転運動を可能とする駆動機構を
有している。本走査器は円に沿って連続的に配置された
トランスジューサの断面の対称軸が前記円の中心から間
隔のとられた点で交差することを特徴としている。

本発明に従った第２の走査器は走査面に直角な回転軸の
周りを回転可能な１個の超音波トランスジューサアレイ
を有し、それは走査面内の回転軸と同心の円に沿って間
隔をとって配置された少くとも一対のトランスジューサ
からなり、各トランスジューサの走査面内の断面はトラ
ンスジューサの放出面に直角でその中心を通る対称軸を
有し、さらに回転軸の周りにトランスジューサアレイの
回転運動を可能とする駆動機構を有している。本走査器
は円の直径の両端に少くとも一対のトランスジューサが
配置され、対をなす２個のトランスジューサの断面対称
軸が平行に且つ直径の同じ側に延在するか、もしくは一
方のトランスジューサの対称軸が直径と一致し他方のト
ランスジューサの対称軸が直径と平行に延在することを
特徴としている。

本発明に従った超音波像形成方法及び装置及び本発明に
従った超音波走査器により、従来の合成走査法（低速Ｂ
ｅｉ法）及びリアルタイム法（高速Ｂ１１１法）の前記
欠点を受容することなく、両方法の利点を有する体内の
超音波断層像を生成することができる。本発明により達
成される利点は次の通りである。

−・生成される超音像は粒度（″斑点ノイズ″）が低い
ため、類似の組織間のグレートーン差を一層容易に確認
できる。

−・結果として生じる像で組織と臓器の境界を明瞭に確
認できる。

−・本発明に従った方法は身体に極めて接近して配置で
き且つ比較的高速の回転運動が可能なトランスジューサ
により実施することができるため、比較的高い像繰返周
波数が得られ従ってリアルタイムで動作を表示すること
ができる。

−・得られる繰返周波数が比較的高いため、走査中の臓
器の動作は像品質に逆効果を及ぼさない。

−・本発明の応用範囲は極めて広い。適切な選択及び特
定応用に適したトランスジューサを使用することにより
、例えば、患者の身体の異なる部分を検べることができ
る。本発明は腹部臓器のリアルタイム超音波診断に応用
する場合、特に有利である。また本発明により得られる
像繰返周波数により、心臓の検査にも適している。

−・得られる像は再現性が際立って良好である、すなわ
ち、得られる像品質は操作者の技能とは実質的に無関係
である。

−・皮膚表面及びその付近の走査領域の幅はセクター走
査の場合よりも大きい。

−・本発明に従った方法を実施するのは比較的簡単であ
り、この目的のために要する検査時間は非常に短い。

本発明に従った方法は装置の出費を比較的少くして実施
することができる。

［実施例］ 第１図に本発明に従った方法を実施する超音波像形成装
置をブロック図で示す。本装置は超音波走査器１１４及
び信号処理ユニット１１５を有している。

超音波走査器１１４は超音波トランスジューサユニット
１１２及び駆動機構１４を有している。

第１図に示す信号処理ユニット１１５はトランシーバユ
ニット１５と、素子接続器１６と、像信号処理ユニット
１７と、超音波像を表示するテレビジョンモニター１８
と制御ユニット１９を有している。

第１図に示すように、トランスジューサユニット１１２
は例えばキャリア２５上に配置された２個のトランスジ
ューサ１２１，１２２からなる１個の超音波トランスジ
ューサアレイを有し、それは走査面に直角な回転軸１３
の周りを回転することができ、ｉ体２８及び例えばプラ
スチック製の超音波透過性ダイアフラム２６により形成
された容器内に収納されている。容器には例えばひまし
油等の伝導液２７が充填されている。図面を簡単化する
ために、この液は第１図に示されていない。

第１図から判るように、キャリア２５の断面及び回転軸
１３は同心である。

好ましくはアレイ内の各トランスジューサは単体のモノ
リシックトランスジューサであるが、セグメント化され
たトランスジューサでもよい。

モノリシックトランスジューサを使用する場合、各トラ
ンスジューサの放出面は例えば＾形もしくは環状とする
ことができる。この放出面は平坦とするかあるいは彎曲
させて超音波を焦点に集めることができる。この種の彎
曲は例えば球状、双曲線状もしくは円錐状とすることが
できる。

セグメント化されたトランスジューサもくしは対応する
トランスジューサ素子アレイを使用する場合、それらは
さ中ざまな形状とすることができる。

−・動的焦点合せとして知られる焦点合けを行うには、
例えば、複数個の同心環状トランスジュー什素子からな
るトランスジューサを使用するのが有利である。このア
レイの放出面は平坦、球状もしくは円錐状とすることが
できる。

−・超音波場の横方向マクシマを低減するには、環状ア
レイトランスジューサ素子を使用するのが有利である。

このアレイの放出面は平坦、球状もしくは円錐状とする
ことができる。

−・トランスジューサに対して移動及び／もしくは電子
的に焦点合せすることができる超音波ビームを発生する
必要がある場合には、隣接するトランスジューサ素子の
細長いアレイを使用するのが有利である。このアレイの
放出面の断面は平坦、球状もしくは円筒状もしくはＶ型
線とすることができる。

後記する一実施例において、第１図の各トランスジュー
サ１２１．１２２はモノリシック超音波トランスジュー
サを有している。

トランスジューサは頑丈なユニットを形成している。好
ましくはトランスジューサの放出面は球状であるが、円
筒状や平坦でもよい。

制御ユニット１９により制御される駆動機構１４により
トランスジューサアレイを回転運動させることができる
。駆動機構は駆動モータとセルシンを有している。セル
シンは任意時点のトランスジューサ位置に対応する信号
を送出し、この信号は像信号処理ユニット１７へ送られ
る。しかしながら、駆動機構は例えば制御回路は無いが
通常のセルシンを有する簡単な構造とすることができる
。駆動用としてステップモータを使用する場合はセルシ
ンは必要ではない。

トランシーバユニット１５がトランスジューサアレイ内
のトランスジューサ素子に送信する信号を発生し、トラ
ンスジューサ素子から送出されるエコー信号を処理して
像信号を発生する。

素子接続器１６がトランシーバユニット１５とトランス
ジューサアレイ間に接続されていて、アレイの個々のト
ランスジューサをトランシーバ１５に電気的に接続する
。

トランスジューサユニットがセグメント化されたトラン
スジューサを有し且つ１〜ランスジユーサ素子を群とし
て使用する手段が設けられている場合には、トランスジ
ューサ接続器１６はトランスジューサの少くとも異なる
２群の隣接トランスジューサ素子を選択して、選択され
た各群のトランスジューサ素子をトランシーバユニット
１５へ電気的に接続する素子選定器１６１を有する。好
ましくは、各群が等幅となり少くとも異なる２群の放出
面の中心間距離が各群の幅の半分とほぼ等しくなるよう
に素子選定器１６１はトランスジューサ素子群を選定す
る。

アレイの少くとも２個の異なるトランスジューサもしく
は異なるトランスジューサに属する少くとも２個のトラ
ンスジューサ素子もしくはトランスジューサ素子群によ
り体内１１を走査するか、あるいは一方のトランスジュ
ーサの少くとも異なる２群のトランスジューサ素子によ
り体内１１を走査して個々の像が記録される。像信号処
理ユニット１７の目的は電子的合成の実施、すなわちこ
れらの個々の像を組立てて合成像を与えることである。

このため、前記ユニット１７はトランシーバユニットか
ら送出される像信号を記憶して関連づける装置と、結果
として生じる合成像に対応する像信号をテレビジョンモ
ニター１８へ送信する装置を有している。

本明細書ではユニット１７の詳細構造及び動作には触れ
ず、それについては同時に出願した米国特許出願筒　　
　　　　　　　号９合成超音波断層像のリアルタイムデ
ィスプレイ方法、超音波像形成装置及び像信号処理ユニ
ット“を参照願いたい。

テレビジョンモニター１８が個々の像の前記合成により
生成される像を表示する。

制御ユニット１９が駆動機構１４、トランシーバユニッ
ト１５、素子接続器１６、像信号処理ユニット１７及び
テレビジョンモニター１８の動作を制御する。

第２図〜第９図は第１図のトランスジューサアレイのい
くつかの実施例の走査面内の断面図である。第２図〜第
９図の各々において、トランスジューサキャリア２５の
位置を円２４で示す。図から判るように、トランスジュ
ーサはこの円に沿って間隔をとって配置され、各トラン
スジューサの走査面内の断面はトランスジューサの放出
面に直角でその中心を通って延在する対称軸を有してい
る。第２図〜第９図に示すように、トランスジューサ１
２１〜１２４はキャリアの対称軸に関して異なる位置に
配置することができる。

第１図〜第６図に示すトランスジューサアレイの共通す
る特徴は、円２４に沿って順次配置されたトランスジュ
ーサの断面の対称軸３１〜３３が円２４の中心から離れ
た点３５．３６もしくは３７で交差することである。

第７図〜第９図に示すトランスジューサアレイの共通す
る特徴はこれらの７レイの各々が少くとも一対のトラン
スジューサ１２１．１２２及び１２３．１２４を有し、
少くとも一対のトランスジューサが円２４の直径１４１
もしくは１４２の両端に配置され、対をなす２個のトラ
ンスジューサの断面の対称軸３１１，３２１及び３３１
゜３４１が直径１４１及び１４２の同じ側を平行に延在
しているかく第７図及び第９図参照）もしくは一方のト
ランスジューサの対称軸３１２が直径１４１と一致し他
方のトランスジューサの対称軸３２２が直径１４１と平
行に延在している（第８図参照）ことである。

第３図及び第５図に示すトランスジューサアレイにおい
て、トランスジューサは円に沿って互いに等間隔で配置
されている。一方第２図、第４図、第６図〜第９図に従
ったトランスジューサアレイでは、トランスジューサは
互いにほぼ等間隔で配置されているだけである。

好ましくは、第１図〜第９図に示すアレイの全てのトラ
ンスジューサの放出面が等幅である。この種のトランス
ジューサアレイを使用する場合、トランスジューサアレ
イの回転の結果として各トランスジューサは検査中の身
体に対して異なる位置をとり、そこでは各トランスジュ
ーサは円２４の中心と検査中の身体との間に配置され、
走査面内の断面対称軸がトランスジューサ装置と検査中
の身体との接触面に直角な方向となり、前記異なる位置
における隣接トランスジューサの放出面のφ心意が占有
する位Ｍ間の距離が１個のトランスジューサの放出面の
幅のほぼ半分となるように円２４に沿った個々のトラン
スジューサの配置を選定するのが有利である（第２図〜
第９図）。これは例えば第７図及び第９図に示すトラン
スジューサアレイにより達成することができる。

トランスジューサアレイの前記実施例において、個々の
トランスジューサの放出面は球状、円筒状、円錐状もし
くは平坦とすることができる。

第１０図〜第１２図に関して説明するように、アレイの
各トランスジューサ（例えば第１図の符号１２１．１２
２＞は隣接するトランスジューサ素子にセグメント化す
ることができ且つ頑丈なユニットに形成することができ
る。トランスジューサのセグメント化はその励起電極を
セグメント化　　　　　□して行うことができる。トラ
ンスジューサ素子の放出面は使用する電極の形状の選択
によって決る異なる形状とすることができる。第１０図
〜第１２図に異なるトランスジューサ素子にセグメント
化されたトランスジューサ１２１及び１２２の実施例を
示す。

第１０図の実施例において、トランスジューサ電極によ
り覆われる領域は円型表面セグメントで形成されている
。これによって第１０図に示すようなトランスジューサ
素子４１〜４７へのセグメント化が行われる。同様に、
第１１図及び第１２図に示す実施例にはトランスジュー
サの素子６１〜６５及び８１〜８５へのセグメント化を
示す。

第１０図、第１１図もしくは第１２図に示すトランスジ
ューサから発生される超音波ビームを焦点に集めるため
、もしくは対応する受信特性のために、トランスジュー
サ放出面を彎曲する替りにもしくはさらにその上に個々
のトランスジューサ素子からの送信信号やエコー信号を
さまざまに遅延させることができる。

トランスジューサ素子で形成された異なる群を使用する
ことにより、異なる超音波ビームを発生することができ
る。

第１０図の小円５１〜５７の各々がトランスジ１−サ素
子群が発生する超音波ビームの断面対称中心を表わして
いる。次に示すトランスジューサ素子群を使用して第１
０図に示すトランスジューサによる合成像を生成するこ
とができる。

群　　トランスジューサ素子　　　　対称中心１　　４
１．４２　　　　　　　　　　　　５１２　　４２．４
３，４４　　　　　　　　　　５２３　　４４．４５，
４６　　　　　　　　　　５３４　　４６．４７　　　
　　　　　　　　　５４５　　４１．４２，４３，４４
　　　　　　　　５５６　　４２．４３，４４，４５，
４６　　　　　　５６７　　４４．４５．４６，４７　
　　　　　　　５？８　　４１．４２，４３，４４，４
５，４６　　　　５２９　　４２．４３，４４，４５．
４Ｂ、４７　　　　５３１０　　４１、４２．４３．４
４．４５．４６．４１　５６１〜１０群の組合せにより
体内を走査することにより、斑点ノイズ最の異なる個々
の像を生成することができる。これら個々の像の複数個
を電子的に結合すれば、臓器と組織の境界が個々の像の
場合よりも一層明瞭な合成像を生成することができる。

第１１図の実施例において、トランスジューサはトラン
スジューサ素子６１〜６５を有している。

第１１図において、各小円６６〜６９が２個１群の隣接
トランスジューサ素子から発生できる超音波ビームのお
およその所内対称中心を示す。

第１０図のトランスジューサと同様に、次のようなトラ
ンスジューサ素子群の組合せを使用して高次の合成を行
う目的で第１１図に示す実施例により合成像を生成する
ことができる。

群　　トランスジューサ素子 １　　６１．６２．６３ ２　　６２．６３．６４ ３　　６３．６４．６５ ４　　６１．６２，６３．６４ ５　　６２．６３，６４．６５ ６　　６１．６２，６３，６４．６５ 第１０図及び第１１図に示す実施例に関する前記説明は
トランスジューサ素子８１〜８５を有する第１２図のト
ランスジューサの実施例にも同様に当てはまる。第１２
図において、小円８６〜８９の各々が対称中心を表わす
。

前記装置を例えば第１２図に示すようなトランスジュー
サで作動させる場合、良好な横方向解像度を得るために
、放出面が対称構成とされるようにトランスジューサ素
子群を選定し個々の群の放出面の対称軸が２つの隣接す
るトランスジューサ素子間の間隙内に来るかもしくはト
ランスジューサ素子の放出面の中心に来るように素子選
定器１６１を制御するのが有利である。この種の実施例
では、完全な動作サイクル中に選定される群の放出面の
対称軸が２つの隣接トランスジューサ素子間の間隙内も
しくはトランスジューサ素子の中心の各位置を少くとも
１回占有し、例外となりうるのは第１のトランスジュー
サ群の最初の半分及び最終トランスジューサ群の第２の
半分のトランスジューサ素子のみとなるように、トラン
スジューサ素子群が選定されるように素子選定器を構成
するのが有利である。

実施例において、素子選定器１６１は１個のトランスジ
ューサによる走査期間中、トランスジューサの少くとも
異なる一対のトランスジューサ素子群を交互にトランシ
ーバユニット１５に接続するように構成されている。

第１図〜第１２図を参照として説明した装置を次のよう
に使用して、本発明に従った方法、例えば患者の身体の
一部の超音波ＩＩｉ層像の生成を行うことができる。

第１図に示すように、トランスジューサ装置１１２が検
査中の身体１１の一部の皮膚１１１に当てがわれ、トラ
ンスジューサ装置ダイアフラム２６と患者の皮膚間に伝
導ゲル１１３が与えられる。次に軸１３の周りで回転運
動を行うトランスジューサアレイで装置を作動させて体
内を走査し、トランスジューサを連続的に移動させる。

モノリシックトランスジューサを有するトランスジュー
サアレイにより本発明の方法を実施するには、一部分だ
け重畳する少くとも２つのセクター走査を実施する。第
２図、第３図、第７図、もしくは第８図に示すようなト
ランスジューサアレイを使用する場合、一方のセクター
走査は例えばトランスジューサ１２１によって行い他方
のセクター走査はトランスジューサ１２２によって行う
。

３個もしくは４個のトランスジューサを有することがで
きる第４図〜第６図もしくは第９図の１−ランスジュー
サアレイにより、この種の走査をさらに実施することも
できる。これらの各走査において、各トランスジューサ
素子は超音波パルスの放出及びエコー波の受信に使用さ
れる。超音波パルスのこの放出及びエコー波の受信はト
ランスジューサアレイの回転運動中に行われる。このよ
うにして行われる体内１１の全走査期間中、身体１１に
対する回転軸１３の位置は不変である。

トランスジューサがセグメント化されたトランスジュー
サを有する場合、好ましくは走査時に素子選定器１６１
が選定する各トランスジューサの少くとも異なる２群の
隣接トランスジューサ素子（例えば、第１０図〜第１２
図を参照として前記した群）を使用し、各群を超音波パ
ルスの放出及びエコー波の受信に使用する。

従って、前記した方法により、１個の超音波トランスジ
ューサ装置を使用して一つの走査面内の身体の少くとも
２つの異なる一部重畳するセクター走査をパルスエコー
法で実施することができる。

このようにして、これらのセクター走査により傾国の異
なる像が記録される。これらの各機に対応する像信号が
トランシーバユニット１５によりエコー信号から得られ
、像信号プロセッサ　ユニット１７に連続的に記憶され
る。セクター走査により生成される個々の異なる象の電
子的結合は、このユニット１７内で記憶された像信号を
適切に処理して連続的に実施される。この結合により生
成される合成像はテレビジョンモニター１８により表示
される。

本方法をセグメント化されたトランスジューサにより実
施する際、結果として生じる超音波像の斑点ノイズは等
幅のトランスジューサ素子群を使用し且つ少くとも２つ
の異なる走査を行うのに使用するトランスジューサ素子
群の放出面中心間距離をトランスジューサ素子もしくは
群の幅のほぼ半分に等しくなるように選定して低減され
る。

断層像を生成する走査線を増やすために、トランスジュ
ーサ素子群の放出面は対称構成とされ、個々の群の放出
面の対称軸が２個の隣接トランスジューサ素子間の間隙
内もしくはトランスジューサ素子の放出面の中心に来る
ようにされる。

極めて多数の走査線を得るために、完全な走査サイクル
中に選定群の放出面の対称軸が隣接する２個のトランス
ジューサ素子間の間隙もしくはトランスジューサ素子の
中心の各位置を少くとも１回占有し、考えられる例外は
最初のトランスジューサ群の第１の半分及び最終トラン
スジューサ群の第２の半分のみとなるようにトランスジ
ューサ素子群が選定される。

次に本発明に従った装置を患者の検査に使用する方法を
第１３図及び第１４図を参照として説明する。第１３図
は患者の身体１１に対する走査器１１４の配置を示す。

装置の他の部分は第１３図のブロック１１５に示す。第
１４図は心臓検査中の患者の心臓９１及び肋骨９３に対
する走査器１１４の配置を示す。これらの検査中に、く
第１３図及び第１４図に図示せぬ）トランスジューサ装
置に収納されたトランスジューサアレイは前記したよう
に作動する、すなわち軸１３の周りに回転し、患者の皮
膚１１を通って超音波パルスを放出し、エコー波を受信
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った装置のブロック図、第２図〜第
９図は第１図の超音波トランスジューサアレイのいくつ
かの実施例の線図、第１０図〜第１２図は第１図〜第９
図のトランスジューサのいくつかの実洗例、第１３図〜
第１４図は本発明に従った装置及び付随する超音波走査
器を患者の検査に使用する図である。 参照符号の説明 １３・・・回転軸 １４・・・駆ｌｌＪ機構 １５・・・トランシーバユニット １６・・・素子選定器 １７・・・像信号処理ユニット １８・・・テレビジョンモニター １９・・・制御ユニット ２５・・・キＡアリア ２６・・・ダイアフラム ２７・・・伝導液 ２８・・・凶体 ４１〜４７．６１〜６５．８１〜８５・・・トランスジ
ューサ素子 ９１・・・心臓 ９３・・・肋骨 １１１・・・皮膚 １１２・・・超音波トランスジューサユニット１１３・
・・伝導ゲル １１４・・・超音波走査器 １１５・・・信号処理ユニット １１６・・・患者 １２１〜１２４・・・トランスジューサ１６１・・・素
子選定器 ｒ”−’　−’−’　−’−’　−’　−’−’　−’
＝”−°−°−−゛−°コ１１．．．，１．身体 １３、、、、、．０帖軸 １４　、、、、、、ｓ和１ １５、、、、、、トうン：７−ｎ’ユニット１６、、　
、、、　、東口遣昏 １７、、、、、、イ亀ＭｖルヂＥニー、ト１８、、、、
、、テレビシ１γ七ニノー１９、、、、、、Ｎをニー、
ト ２５、、、、、、キイリア ２６、、、　、、、グイ１フラム ２７　、、、、、、ＪＬ４　、ｔ ２Ｂ、、１．、、ｈ＊ １１１、、、、、、　Ｌ涜 １１２０）、、、、、超ｔｉｔラン人シ゛ニー寸ユニテ
ト１１３、、、、、、ａ九１１ケ゛、 し１１４、、、、、、ｓｔ流１１ 昼１１５、、、、、、ｌ［４処１１２Ｌニツト１６１、
、、、、、ｕｉｃ ４７、．１１．、ｂランスう一−１ｊ＃）ｊ’ｌ　　　
　　ｌ１１ １２１９，９．、、　　ト５シＸ：；ｓ−ｒ　　　　　
　　　　　　　　　３１１　、、、、、、　クキに軸１
２２９．．　　、、　　トランスジ゛・−ザ　　　　　
　　　　　　　　　３１２．、、、、、＋１１劃、−−
１２３、、、、、トランスジ゛・−寸　　　　　　　　
　　　　３２１、．０．、、対襞」咄１２４、、、、、
、　　トランス強−ザ　　　　　　　　　　　　　３２
２．、、、、、例・臂、−１４１・・・・・・ｉ″　　
　　　　　　３３１　、、、、、、姐１１４２０）、、
、、、五１１　　　　　　　　３４１　、、、、、、婢
＃軸ｒ１２ 二Ｔシ１Ｊ３ ８１．０．、、、ｈランスジェーザ＋、３−　　　　　
　　　　　８９．、、、、、ａ、ｎ８２０）、、、、、
ｈラン人内−ザ素″Ｊ　　　　　　　　　　９１．、、
、、、、Ｌ：、繊８３、．０．、、　　トランスジ、−
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Ｊ骨８４、、、、、、　　トランスぬ−ザｌ）　　　　
　　　　　　　１１１０．、、、、ｘ膚８５＝０．、、
トランス−、；ユーナ１，３　　　　　　　　　　　１
１４．、、、、、λ亡者表え（４シ８６００．、、、　
　ｔｒ−ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１１５．、、　、、、ｔｓｉｇ　Ｒｊｌｚ−ｗｌ−
８７、９，、、、ｌ、Ｐ１１１６．、、、、、もル８３
、、、、、、　Ａ、ｇ 頁の続き 、間者　　　ピエールーアンドレ　　　スイス国ミュン
ヘンスタグランシャン 、間者　　　ベーター　クルメナツ　　スイス国ギプー
オベルフ１　明　者　　クロード　スクラエフ　　スイ
ス国ヴアルノくツノ飄。 アー ィン、ローグストラーセ　２６ キルヒストラーセ　４７４

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査面に直角な回転軸の周りに回転可能で且つ走
   査面内の回転軸と同心的な円に沿つて間隔をとつて配置
   された少くとも第１及び第２のトランスジユーサからな
   り、回転軸の周りで回転運動を行う、超音波トランスジ
   ユーサアレイを使用して、一つの走査面においてパルス
   エコー法により体内の少くとも２つの異なる部分的に重
   畳するセクター走査を実施する体内の超音波断層像生成
   方法において、 （ａ）少くとも２つの異なる走査の一方は第１のトラン
   スジユーサによつて行われ他方は第２のトランスジユー
   サ（１２１、１２２）によつて行われ、各トランスジユ
   ーサが超音波パルスの放出及びエコー波の受信に使用さ
   れ、 （ｂ）身体（１１）に対する回転軸（１３）の位置は全
   走査中不変である ことを特徴とする超音波断層像生成方法。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項記載の方法において、
   各トランスジユーサは頑丈なユニツトを形成し隣接する
   トランスジユーサ素子にセグメント化されており、走査
   の実施には各トランスジユーサの少くとも異なる２群の
   隣接トランスジユーサ素子が使用され、各群は超音波パ
   ルスの放出及びエコー波の受信に使用されることを特徴
   とする超音波断層像生成方法。
3. （３）特許請求の範囲第（２）項記載の方法において、
   トランスジユーサ素子群の放出面は個々の群の放出面の
   対称軸が２個の隣接トランスジユーサ素子間の間隙内も
   しくはトランスジユーサ素子の放出面中心に来るように
   対称構成とされていることを特徴とする超音波断層像生
   成方法。
4. （４）特許請求の範囲第（３）項記載の方法において、
   全走査サイクル中、選定された群の放出面の対称軸が隣
   接する２個のトランスジユーサ素子間の間隙内の各位置
   もしくはトランスジユーサ素子の中心を少くとも１回占
   有し、考えられる例外は第１のトランスジユーサ群の第
   １の半分及び最終トランスジユーサ群の第２の半分のト
   ランスジユーサ素子のみとなるようにトランスジユーサ
   素子群が選定されることを特徴とする超音波断層像生成
   方法。
5. （５）特許請求の範囲第（２）項記載の方法において、
   少くとも一方のトランスジユーサによる走査期間中に、
   互いに異なるトランスジユーサの少くとも一対のトラン
   スジユーサ素子群を超音波パルスの放出及びエコー波の
   受信に交互に使用することを特徴とする超音波断層像生
   成方法。
6. （６）体内の断層像を生成する超音波像形成装置の超音
   波走査器において、該走査器は、 （ａ）走査面に直角な回転軸の周りに回転可能で且つ走
   査面内の回転軸と同心的な円に沿つて間隔をとつて配置
   された少くとも第１及び第２のトランスジユーサからな
   り、各トランスジユーサの走査面内の断面は放出面に直
   角でその中心を通る対称軸を有する１個の超音波トラン
   スジユーサアレイと、 （ｂ）回転軸の周りにトランスジユーサアレイの回転運
   動を行わせる駆動機構を有し、 円（２４）に沿つて順次配置されたトランスジユーサの
   断面対称軸（３１〜３３）は円の中心から間隔のとられ
   た点（３５、３６、３７）において交差する ことを特徴とする超音波断層像形成装置の超音波走査器
   。
7. （７）体内の断層像を生成する超音波形成装置の超音波
   走査器において、該走査器は、 （ａ）走査面に直角な回転軸の周りに回転可能で走査面
   内の回転軸と同心的な円に沿つて間隔をとつて配置され
   た少くとも一対のトランスジユーサからなり、各トラン
   スジユーサの走査面内の断面はトランスジユーサの放出
   面に直角でその中心を通る対称軸を有する１個の超音波
   トランスジユーサアレイと、 （ｂ）回転軸の周りにトランスジユーサアレイの回転運
   動を行わせる駆動機構を有し、 （ｃ）少くとも一対のトランスジユーサ（１２１、１２
   ２）が円（２４）の直径（１４１）の両端に配置され、 （ｄ）２個のトランスジユーサの断面対称軸（３１１、
   ３２１）が直径の同じ側を平行に延在する対を形成し、 （ｅ）一方のトランスジユーサ（１２１）の対称軸（３
   １２）が直径（１４１）と一致し他方のトランスジユー
   サ（１２２）の対称軸（３２２）が直径に平行に延在す
   る ことを特徴とする超音波断層像形成装置の超音波走査器
   。
8. （８）特許請求の範囲第（６）項もしくは第（７）項記
   載の走査器において、トランスジユーサは円（２４）に
   そつてほぼ均一に配置されていることを特徴とする超音
   波断層像形成装置の超音波走査器。
9. （９）特許請求の範囲第（６）項もしくは第（７）項記
   載の走査器において、トランスジユーサは円（２４）に
   沿つて均一に配置されていることを特徴とする超音波断
   層像形成装置の超音波走査器。
10. （１０）特許請求の範囲第６項もしくは第７項記載の走
    査器において、トランスジユーサアレイの全トランスジ
    ユーサの放出面が等幅であることを特徴とする超音波断
    層像形成装置の超音波走査器。
11. （１１）特許請求の範囲第（６）項もしくは第（７）項
    記載の走査器において、トランスジユーサアレイは放出
    面が等幅であるトランスジユーサからなり、トランスジ
    ユーサアレイの回転によりトランスジユーサが円（２４
    ）の中心と検査中の身体（１１）との間に配置されるよ
    うな位置に各トランスジユーサが来る時に検査中の身体
    に対して異なる位置を占有し、走査面内のその断面対称
    軸はトランスジユーサアレイと検査中の身体との接触面
    に直角な方向となり、前記異なる位置における隣接トラ
    ンスジユーサの放出面中心が占有する位置間の距離は一
    方のトランスジユーサの放出面の幅のほぼ半分に対応す
    ることを特徴とする超音波断層像形成装置の超音波走査
    器。
12. （１２）特許請求の範囲第（６）項もしくは第（７）項
    記載の走査器において、個々のトランスジユーサ（１２
    ）の放出面が球状、円筒状、円錐状もしくは平坦である
    ことを特徴とする超音波断層像形成装置の超音波走査器
    。
13. （１３）特許請求の範囲第（６）項もしくは第（７）項
    記載の走査器において、少くとも一方のトランスジユー
    サは頑丈なユニツトを形成し隣接するトランスジユーサ
    素子にセグメント化されていることを特徴とする超音波
    断層像形成装置の超音波走査器。
14. （１４）特許請求の範囲第（１３）項記載の走査器にお
    いて、トランスジユーサの少くとも異なる２群の隣接ト
    ランスジユーサ素子は超音波デイスプレイユニツトのト
    ランシーバユニツトに随意に電気的に接続できるように
    されていることを特徴とする超音波断層像形成装置の超
    音波走査器。
15. （１５）特許請求の範囲第（１３）項記載の走査器にお
    いて、異なる各群のトランスジユーサ素子が円型表面セ
    グメントもしくは矩型表面もしくは円型表面セグメント
    と矩型表面で形成された放出面により作動することを特
    徴とする超音波断層像形成装置の超音波走査器。
16. （１６）体内の断層像を生成する超音波断層像形成装置
    において、該装置はトランシーバユニツトを有し、前記
    特許請求の範囲第（６）項から第（１５）項のいずれか
    一項に記載の超音波走査器（１１４）を有することを特
    徴とする超音波断層像形成装置。
17. （１７）特許請求の範囲第（１６）項記載の装置におい
    て、 （ｄ）各トランスジユーサは頑丈なユニツトを形成し隣
    接するトランスジユーサ素子にセグメント化されており
    、 （ｅ）トランスジユーサアレイとトランシーバユニツト
    （１５）との間に接続され各トランスジユーサの少くと
    も異なる２群の隣接トランスジユーサ素子を選択して、
    選択された各群をトランシーバユニツトに電気的に接続
    するようにされた素子選定器（１６１）を有する、 ことを特徴とする超音波断層像形成装置。
18. （１８）特許請求の範囲第（１７）項記載の装置におい
    て、トランスジユーサ素子群の放出面が等幅となり少く
    とも２つの異なる群の放出面が群の幅の半分にほぼ等し
    くなるように、素子選定器（１６１）がトランスジユー
    サ素子群を選択することを特徴とする超音波断層像形成
    装置。
19. （１９）特許請求の範囲第（１７）項記載の装置におい
    て、放出面が対称構成とされ個々の群の放出面対称軸が
    ２個の隣接トランスジユーサ素子間の間隙もしくは一方
    のトランスジユーサ素子の放出面中心に来るように、素
    子選定器（１６１）がトランスジユーサ素子群を選定す
    ることを特徴とする超音波断層像形成装置。
20. （２０）特許請求の範囲第（１９）項記載の方法におい
    て、全走査サイクル中、選定された群の放出面の対称軸
    が２個の隣接トランスジユーサ素子間の間隙内の各位置
    もしくはトランスジユーサ素子の中心を少くとも１回占
    有するように素子選定器（１６１）がトランスジユーサ
    素子群を選択し、考えられる例外は第１のトランスジユ
    ーサ群の最初の半分及び最終トランスジユーサ群の第２
    の半分のトランスジユーサ素子のみであることを特徴と
    する超音波断層像形成装置。
21. （２１）特許請求の範囲第（１７）項記載の装置におい
    て、素子選定器（１６１）はトランスジユーサの少くと
    も一対の異なるトランスジユーサ素子群を一方のトラン
    スジユーサによる走査中にトランシーバユニツト（１５
    ）に交互に接続することを特徴とする超音波断層像形成
    装置。