JPS6284699A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS6284699A JPS6284699A JP60223608A JP22360885A JPS6284699A JP S6284699 A JPS6284699 A JP S6284699A JP 60223608 A JP60223608 A JP 60223608A JP 22360885 A JP22360885 A JP 22360885A JP S6284699 A JPS6284699 A JP S6284699A
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- JP
- Japan
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- probe
- curvature
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Clinical applications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/32—Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、超音波診１ｇ′？装置をはじめとする超音波
撮像装置の基本コンポーネントである超音波七ンサ部に
関する。
撮像装置の基本コンポーネントである超音波七ンサ部に
関する。
超音波診断装置用探触子として、曲率半径が１２間以下
の円弧配列振動子型探触子は、その肋間における操作性
の良さから心部診断に大へん有用であり、また、その視
野の広さは腹部診断にさえ有効である。
の円弧配列振動子型探触子は、その肋間における操作性
の良さから心部診断に大へん有用であり、また、その視
野の広さは腹部診断にさえ有効である。
このような比較的小さな曲率半径をもつ円弧配列振動子
型探触子としては、従来、ウルトラソニツクス（Ｕｌｔ
ｔｒａｓｏｎｉｃｓ ） 、１９７２年３月号、第７２
〜７６頁に記載の例が知られている。しかし、この例で
は、振動子素子の配列ピッチが比較的大きいため、現在
の医療診断において実際に安水される關い画像分解能・
画像ＳＮ比を、その形式の探触子を用いて実現すること
は甚だ困難でるる。
型探触子としては、従来、ウルトラソニツクス（Ｕｌｔ
ｔｒａｓｏｎｉｃｓ ） 、１９７２年３月号、第７２
〜７６頁に記載の例が知られている。しかし、この例で
は、振動子素子の配列ピッチが比較的大きいため、現在
の医療診断において実際に安水される關い画像分解能・
画像ＳＮ比を、その形式の探触子を用いて実現すること
は甚だ困難でるる。
従来例のこのような５峨点を鑑み、本発明においては、
曲率半径の比較的小さい円弧配列振動子型探触子のもつ
操作性が良いという符長を生かしつつ、現在および将来
の医療診断において要求される高いレベルの画像分解能
および画像ＳＮ比を有する超音波探触子を提供すること
を目的とする。
曲率半径の比較的小さい円弧配列振動子型探触子のもつ
操作性が良いという符長を生かしつつ、現在および将来
の医療診断において要求される高いレベルの画像分解能
および画像ＳＮ比を有する超音波探触子を提供すること
を目的とする。
かかる目的を実現すべく、本発明では、前記の複数の振
動子素子を円弧状に配列した曲率半径１２龍以下の超音
波探触子において、素子の配列ピッチを小さく設定する
ことを提案する。以下、目的を実現するにはどのような
素子ピッチが必要であるかにつき説明する。
動子素子を円弧状に配列した曲率半径１２龍以下の超音
波探触子において、素子の配列ピッチを小さく設定する
ことを提案する。以下、目的を実現するにはどのような
素子ピッチが必要であるかにつき説明する。
まず、安来される画像分解能を実現するに必要な探触子
の撮像口径りの大きさを計算する。送受１菖方位分解能
（−６ｄＢ幅）Δと撮像距離Ｙ、超音波波長λ、及びＤ
との関係は次式により与えられる。
の撮像口径りの大きさを計算する。送受１菖方位分解能
（−６ｄＢ幅）Δと撮像距離Ｙ、超音波波長λ、及びＤ
との関係は次式により与えられる。
心部診断において多用されるＹ＝７０ｔｒａ付近の深さ
の画像に対し硬求される方位分解能を例にとると、Δ≦
２Ｂの程度であシ、必要な送受信口径りの大きさは次式
により与えられる。
の画像に対し硬求される方位分解能を例にとると、Δ≦
２Ｂの程度であシ、必要な送受信口径りの大きさは次式
により与えられる。
Ｄ≧３０λ ・・・・・・・・・（２）次に
、安求される画像ＳＮ比を実現するに必要な探触子の素
子配列ピッチＰの大きさを計算する。
、安求される画像ＳＮ比を実現するに必要な探触子の素
子配列ピッチＰの大きさを計算する。
成子走査型＃Ｌ像装置において画像ＳＮ比を劣化させる
最大要因であるグレイティング・ロープの強度を大きく
しないためには、サンプリング定理より、次のように素
子配列ピッチＰを決めればよいことがわかる。すなわち
、足点Ｆを発した音波が第１図に示すように、配列型探
触子１に受信されるとき、その位相差が隣接素子間で半
波長λ／２以下となるようにする。隣接素子間の信号の
位相差は、通常、撮暉口径の端Ａにおいて最大となるの
で、上の条件は１１次の条件と等価である。すなわち、
点Ａにおいて探触子面に立てた垂線と直線ＡＦとのなす
角を、第１図のように、θとおくと次式が条件式である
。
最大要因であるグレイティング・ロープの強度を大きく
しないためには、サンプリング定理より、次のように素
子配列ピッチＰを決めればよいことがわかる。すなわち
、足点Ｆを発した音波が第１図に示すように、配列型探
触子１に受信されるとき、その位相差が隣接素子間で半
波長λ／２以下となるようにする。隣接素子間の信号の
位相差は、通常、撮暉口径の端Ａにおいて最大となるの
で、上の条件は１１次の条件と等価である。すなわち、
点Ａにおいて探触子面に立てた垂線と直線ＡＦとのなす
角を、第１図のように、θとおくと次式が条件式である
。
Ｐ ｓｉｎθ≦λ／２ ・・・・・・・・・（
３）探触子の曲率半径比が、焦点距離Ｙに比べ充分に小
さいとき、θは一像口径の中心角θの半分にほぼ等しい
。
３）探触子の曲率半径比が、焦点距離Ｙに比べ充分に小
さいとき、θは一像口径の中心角θの半分にほぼ等しい
。
θ＝θ／２ ・旧・団・（４）また、θが極
端に大きくないとき、撮稼口径りを次のように近似する
ことができる。すなわち、Ｄよ凡θ ・・
・・・・・・・（５）また、 ｓｉｎθ＝θ ・・・・・・・・・（６）
従って、（４）、 （５）、 （６）式より、（２）式
および（３）式が同時に成立するためには、（７）式を
代入して、 Ｄ＞３ｏλ≧６０Ｐｓｉｎθ ＝３０ＰＤ／Ｒ・・・・・・（８） 故に、 Ｐ≦Ｒ／３０ ・・・・・・・・・（９）
すなわち、曲率半径の比較的小さな円弧配列型振動によ
り、要求される画像分解能と画像ＳＮ比を同時に実現す
るためには、素子ピッチＰを曲率半径Ｒの３０分の１以
下とすることが必要である。
端に大きくないとき、撮稼口径りを次のように近似する
ことができる。すなわち、Ｄよ凡θ ・・
・・・・・・・（５）また、 ｓｉｎθ＝θ ・・・・・・・・・（６）
従って、（４）、 （５）、 （６）式より、（２）式
および（３）式が同時に成立するためには、（７）式を
代入して、 Ｄ＞３ｏλ≧６０Ｐｓｉｎθ ＝３０ＰＤ／Ｒ・・・・・・（８） 故に、 Ｐ≦Ｒ／３０ ・・・・・・・・・（９）
すなわち、曲率半径の比較的小さな円弧配列型振動によ
り、要求される画像分解能と画像ＳＮ比を同時に実現す
るためには、素子ピッチＰを曲率半径Ｒの３０分の１以
下とすることが必要である。
以下、実施例を参照して、不発明をさらに説明する。
本発明による円弧配列型超音波探触子を用いて、第２図
に示したブロック図の構成をもつ超音波撮像装置蹴によ
り得られた点応答関数の一例を第３図に示す。この例の
超音波探触子は、電気・音響変換材料として圧電セラミ
クスを用いておシ、中心周波数は５．０１”ｄＺ、探触
子曲率半径Ｒは１０圏である。オた、点応答関数は、探
触子から７０閲の距離に置いた点反射体の反射像を、送
受信ビームを方位方向に走査することによシ撮像し、そ
の像強度をプロットしたものであり、高く幅の狭い山が
点反射体の真の位置にある主ロープ、幅の広い山がグレ
イティング・ロープである。第３図かられかるように、
この例では、本発明を実施することより、素子ピッチＰ
を０．３聾（（０，３３聰＝）１．／３０）と設定した
ので、実用上必要な方位分解能Δ＝２．０順（主ロープ
の−５ｄ 、３Ｉ隅）と、実用上必要な音４１８Ｎ比４
０ｄＢ Ｃ主ロープとグレイティング・ロープの強度比
）とを同時に実現することに成功している。なお、この
ときの送受信口径りは１０調である。
に示したブロック図の構成をもつ超音波撮像装置蹴によ
り得られた点応答関数の一例を第３図に示す。この例の
超音波探触子は、電気・音響変換材料として圧電セラミ
クスを用いておシ、中心周波数は５．０１”ｄＺ、探触
子曲率半径Ｒは１０圏である。オた、点応答関数は、探
触子から７０閲の距離に置いた点反射体の反射像を、送
受信ビームを方位方向に走査することによシ撮像し、そ
の像強度をプロットしたものであり、高く幅の狭い山が
点反射体の真の位置にある主ロープ、幅の広い山がグレ
イティング・ロープである。第３図かられかるように、
この例では、本発明を実施することより、素子ピッチＰ
を０．３聾（（０，３３聰＝）１．／３０）と設定した
ので、実用上必要な方位分解能Δ＝２．０順（主ロープ
の−５ｄ 、３Ｉ隅）と、実用上必要な音４１８Ｎ比４
０ｄＢ Ｃ主ロープとグレイティング・ロープの強度比
）とを同時に実現することに成功している。なお、この
ときの送受信口径りは１０調である。
比較のため、本発明を実施せず、素子ピッチＰを０．５
ｔＢ（）０．３３ｍ＝Ｒ／ ３０ ）と設定した場合に
得られる点応答関数の例を第４図・第５図に示した。こ
の場合、実用土部すな晋響ＳＮ比４０ａＢｔ実現しよう
とすれば、送受信口径りを３．６旭に制限せざるを傅ず
、その結果、点応答関数は第４図のようになシ、方位分
解能Δは５間以上となってしまう。一方、実用上必要な
方位分解能Δ＝２順を実現しようとすれば、点応答関数
は第５図のようになシ、音響ＳＮ比は２０ｄＢ程度とな
ってしまう。すなわち、本発明・と実施せずに実用上必
要な方位分解能と音＃ＳＮ比を両者同時に達成すること
は不可能である。
ｔＢ（）０．３３ｍ＝Ｒ／ ３０ ）と設定した場合に
得られる点応答関数の例を第４図・第５図に示した。こ
の場合、実用土部すな晋響ＳＮ比４０ａＢｔ実現しよう
とすれば、送受信口径りを３．６旭に制限せざるを傅ず
、その結果、点応答関数は第４図のようになシ、方位分
解能Δは５間以上となってしまう。一方、実用上必要な
方位分解能Δ＝２順を実現しようとすれば、点応答関数
は第５図のようになシ、音響ＳＮ比は２０ｄＢ程度とな
ってしまう。すなわち、本発明・と実施せずに実用上必
要な方位分解能と音＃ＳＮ比を両者同時に達成すること
は不可能である。
以上説明した様に、本発明によれば、曲率半径の比較的
小さい円弧配列振動子型探触子によシ、高い操作性と同
時に、半値幅２圏以下の高い画像分解能と４０ｄＢ以上
の高い画像ＳＮ比を両立して実現することができ、本発
明の産業・医療の分野における幼果はきわめて大きい。
小さい円弧配列振動子型探触子によシ、高い操作性と同
時に、半値幅２圏以下の高い画像分解能と４０ｄＢ以上
の高い画像ＳＮ比を両立して実現することができ、本発
明の産業・医療の分野における幼果はきわめて大きい。
第１図は、円弧配列振動子型超音波探触子と焦点の幾何
学的配置に関する説明図、第２図は、本発明の実施例を
探触子として用いる超音波撮像装置のブロック図、第３
図は、第２図の撮像装置を用い、本発明を実施して得ら
れる点応答関数の対数表示図、第４図、第５図は、本発
明を実施しなかったときの点応答関数の対数表示図であ
る。
学的配置に関する説明図、第２図は、本発明の実施例を
探触子として用いる超音波撮像装置のブロック図、第３
図は、第２図の撮像装置を用い、本発明を実施して得ら
れる点応答関数の対数表示図、第４図、第５図は、本発
明を実施しなかったときの点応答関数の対数表示図であ
る。
Claims (1)
- １、複数個の振動子を円弧状に配列した超音波振動子に
おいて、１２ｍｍ以下の曲率半径をもち、かつ、素子の
配列ピッチが曲率半径の１／３０以下であることを特徴
とする超音波探触子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60223608A JPH074040B2 (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 超音波探触子 |
| US06/916,791 US4759372A (en) | 1985-10-09 | 1986-10-08 | Convex array ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60223608A JPH074040B2 (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284699A true JPS6284699A (ja) | 1987-04-18 |
| JPH074040B2 JPH074040B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16800856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60223608A Expired - Lifetime JPH074040B2 (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 超音波探触子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4759372A (ja) |
| JP (1) | JPH074040B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113939233A (zh) * | 2019-06-12 | 2022-01-14 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于超声探头的具有复合形状的声学窗 |
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| JP2759808B2 (ja) * | 1988-10-05 | 1998-05-28 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| JPH0790026B2 (ja) * | 1989-08-25 | 1995-10-04 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP2789234B2 (ja) * | 1989-10-02 | 1998-08-20 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| GB2258364A (en) * | 1991-07-30 | 1993-02-03 | Intravascular Res Ltd | Ultrasonic tranducer |
| KR100271469B1 (ko) * | 1997-02-25 | 2001-01-15 | 이민화 | 초음파스캔시스템의 디지탈스캔컨버터 |
| US6409666B1 (en) * | 1999-04-15 | 2002-06-25 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Tip end of ultrasonic endoscope |
| KR100490565B1 (ko) * | 2002-07-23 | 2005-05-19 | 주식회사 메디슨 | 아날로그 멀티플렉서를 이용한 디지털 수신 집속 장치 |
| US8157739B2 (en) * | 2003-09-02 | 2012-04-17 | Surf Technology As | Ultrasound imaging with synthetic receive aperture and wide aperture, focused transmit beam |
| US20060184070A1 (en) * | 2004-11-12 | 2006-08-17 | Hansmann Douglas R | External ultrasonic therapy |
| KR100714682B1 (ko) * | 2004-12-02 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 파일 시스템 경로 처리 장치 및 방법 |
| US20060173387A1 (en) * | 2004-12-10 | 2006-08-03 | Douglas Hansmann | Externally enhanced ultrasonic therapy |
| US12109591B2 (en) | 2019-09-09 | 2024-10-08 | GE Precision Healthcare LLC | Ultrasound transducer array architecture and method of manufacture |
Citations (1)
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| JPS61109556A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-28 | 富士通株式会社 | コンベックス型超音波診断装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3938502A (en) * | 1972-02-22 | 1976-02-17 | Nicolaas Bom | Apparatus with a catheter for examining hollow organs or bodies with the ultrasonic waves |
| US4344327B1 (en) * | 1979-12-28 | 1994-05-03 | Aloka Co Ltd | Electronic scanning ultrasonic diagnostic system |
| US4409982A (en) * | 1980-10-20 | 1983-10-18 | Picker Corporation | Ultrasonic step scanning utilizing curvilinear transducer array |
| FR2543817B1 (fr) * | 1983-04-06 | 1986-06-27 | Rabelais Universite Francois | Sonde endoscopique de visualisation et d'echographie ultrasonore a balayage |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP60223608A patent/JPH074040B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-10-08 US US06/916,791 patent/US4759372A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113939233A (zh) * | 2019-06-12 | 2022-01-14 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于超声探头的具有复合形状的声学窗 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074040B2 (ja) | 1995-01-18 |
| US4759372A (en) | 1988-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |