JPS63115546A - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

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JPS63115546A
JPS63115546A JP61261268A JP26126886A JPS63115546A JP S63115546 A JPS63115546 A JP S63115546A JP 61261268 A JP61261268 A JP 61261268A JP 26126886 A JP26126886 A JP 26126886A JP S63115546 A JPS63115546 A JP S63115546A
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JP
Japan
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ultrasonic
ultrasonic wave
wave transmitting
rotating shaft
receiving section
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JP61261268A
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English (en)
Inventor
村松 文夫
川淵 正己
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主として被検者の体腔内部、例えば直腸内に
押入し、その周辺部の臓器、すなわち前立腺、あるいは
膀胱などの疾患を診断するのに適する体腔内用の超音波
探触子に関するものである。
従来の技術 近年、被検者の体腔内、例えば直腸内に挿入し、その周
辺部の臓器、例えば前立腺、あるいは膀胱などの疾患を
超音波断層画像により診断することができるようにした
体腔内用の超音波探触子が開発されている。
この従来の体腔内用の超音波探触子として、例えば特公
昭60−53625号公報及び特開昭59−16404
4号公報に記載されているような1tff成が知られて
いる。以下、上記従来の体腔内用の超音波探触子につい
て図面を参照しながら説明する。
第4図囚〜(E)は従来の一例を示す。第4図(A)に
示すように背面負荷材101の両面に超音波振動子アレ
イ102と103が設けられ、これら超音波振動子アレ
イ102と103はアレイの方向が互いに直交するよう
に配設されている。各超音波振動子アレイ102と10
3の前面には音響レシズ104と105が設けられてい
る。このようにして構成された超音波送受波部106は
同図(B)、(C)に示すようにオプチカルファイバー
107と共に、内視鏡108の可撓管109の先端部に
取付けられている。
第4図(D)は可撓管109を食道部に挿入し、心臓の
超音波断層画像をケーブル110により接続した表示部
111に表示している様子を示している。ところで、こ
の従来の体腔内用の超音波探触子は、第4図(A)に示
したように超音波振動子アレイ102により超音波ビー
ムを純電子式にセクター走査を行い、矢印aで示す扇形
状の超音波断層画像を得ることができる。一方、超音波
振動子アレイ103により同様に矢印すで示す扇形状の
超音波断層画像を得ることができる。従って、体腔内に
挿入した可撓管109を動かすことなく、互いに直交す
る二つの面の扇形状の超音波断層画像を得ることができ
る。
また第4図(E)に示すように超音波送受波部106を
可撓性内管112に取付け、可撓性内管112を可撓性
外管113により回動可能に支持する。
そして可撓性外管113を体腔内に押入し、可撓性外管
113を動かすことなく可撓性内管112を体腔内で回
動させることによって、矢印c、 dで示すようにより
広い範囲の扇形状の超音波断層画像を得る試みも行われ
ている。
また従来の例の例として、第5図(A)、(B)に示す
ように超音波振動子アレイよりなる超音波送受波部12
1を形状記憶合金からなる二つの保持具122a及び1
22bによりケース123に対し保持する。そしてヒー
タ(図示せず)で保持具122a、122bを加熱し、
保持具122a。
122bを同図(Nの状態から同図(B)の状態に変化
させて超音波送受波部121の傾きを変え、すなわち超
音波ビームの放射方向eを変えて超音波ビームの走査面
を変えることにより、得られる超音波断層画像の範囲、
すなわち被検領域を広くするようにした構成が知られて
いる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、第4図に示した従来の構成では、超音波振動子
アレイ102及び103を駆動するために、振動子10
2a、103aと同じ数の多数の信号線を外部に取り出
す必要がある。(例えば第4図(4)に示す場合、二つ
の超音波振動子アレイ102及び103において、各々
20本、合計40本の信号線が必要である。)。しかも
体腔内に挿入するため、極細線とする必要があり、断線
などの故障が発生し易い。また超音波振動子アレイ10
2.103を用いて純電子式に超音波ビームを扇形走査
するためには、公知のように各振動子102a、103
aに位相差を与えて送信及び受信駆動しなければならな
い。従って、振動子102a、102bと同数の駆動、
制御回路が必要となり、極めて複雑な回路構成となり、
大変高価な装置になる。しかも純電子式で扇形走査でき
る範囲、すなわち被検領域は原理的に9qであり、それ
以上は体腔内に押入した可撓管109または113を機
械的に動かさなければならず、被検者に大変な苦痛を与
える。また今日の電子回路部品の技術水準から見て、?
5MHzとかIOMH2といった高周波の純電子式セン
クー走査回路の実現は、不可能に近い。またセクター走
査に伴い放射される超音波ビームの対称性ば、木質的に
中央部に比べて周辺部では崩れる。従って、周辺部の超
音波断層画像の画質が劣化するなど、実用性は極めて乏
しいという問題がある。
一方、第5図に示した従来の構成では、形状記憶合金を
用いているため、形状記憶合金の局所加熱や冷却を行う
必要がある。また形状記憶合金の相変!島は、低温と高
温の二つの状態であるため、超音波送受波部121の傾
斜角は、二つの状席しか採ることができない。従って、
被検領域はあまり広くならない。また形状記憶合金の相
変窓を行わせるために加熱するが、これは体腔内に挿入
した超音波探触子を局部加熱するので、被検者にとって
危険を伴うという実用上、大きな問題がある。
そこで、本発明は、以上のような従来技術の問題点を解
決するもので、被検者に苦痛を与えることなく、極めて
広い被検領域を得ることができ、また容易に、かつ安価
に製作することができ、また高周波の走査回路を実現す
ることができ、また信頼性を向上することができ、更に
は高品位の超音波断層画像を得ることができるようにし
た超音波探触子を提供しようとするものである。
問題点を解決するだめの手段 そして上記問題点を解決するだめの本発明の技術的な手
段は、ケースと、このケースの筒状部内側にその軸方向
に沿って支持された回転軸と、この回転軸の先端部にこ
の回転軸と共に回転し、かつ回転軸と直交方向の軸を中
心として任意の角度に回転し得るように支持され、単一
の超音波振動子を有する超音波送受波部と、上記回転軸
を回転させる手段と、上記超音波送受波部を任意の角度
に回転させる手段とを備えたものである。
作  用 本発明は、上記構成により、ケースの筒状部を所望の体
腔内、例えば、直腸等に挿入し、その状態で、回転軸及
び超音波送受波部を回転させ、超音波ビームを円周状に
走査、すなわち360度、ラジアル走査する。これによ
り円形状の超音波断層画像を得ることができ、そして超
音波送受波部を適宜の角度に回転させ、別の走査面を同
様にラジアル走査することによって、走査域を広くする
ことができる。つまり被検領域を広くすることができる
。このとき、筒状部は体腔内で動かさないので、被検者
に苦痛を与えることがない。また圧電振動子は単一であ
るので、容易に、かつ安価に製作することができ、また
高周波の走査回路を実現することができ、また電気信号
線も1木で済み、太めの線を用いることができ、断線の
おそれがないので、信頼性を向上することができ、史に
超音波ビームの対称性がよく、高品位の超音波断層画像
を得ることができる。
実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
第1図乃至第3図は本発明の一実施例における超音波探
触子を示し、第1図は全体の一部破断側面図、第2図は
要部の正面図、第3図は動作説明図である。
第1図に示すようにケース1は駆動部の収納部2と筒状
部3とよりなり、筒状部3の先端が半球状に閉塞され、
先端側が音響窓となっている。筒状部3の内側にはその
軸方向に沿って中空の回転軸4が軸受5により回転のみ
可能に支持されている。筒状部3の先端部内側には超音
波送受波部6が設けられている。超音波送受波部6は背
面負荷材7に平板状の単一の圧電振動子8が設けられ、
圧電振動子8の前面にシリコーンゴムよりなる凸面状、
若しくはプラスチックよりなる凹面状の音響レンズ9が
設けられ、必要に応じて圧電振動子8と音響レンズ9と
の間に一層以上の音響整合層(図示省略)が設けられる
。この超音波送受波部6は回転軸4の先端に取付けられ
た二股状の支持部材10の内側に筒状部3及び回転軸4
の軸方向と直交方向、すなわち筒状部30体腔に対する
挿入方向と直交方向の軸11により任意の角度に回転可
能に支持されている(第2図参照)。駆動部収納部2内
にはモータ12が支持され、モータ12の出力軸13上
に歯車14が取付けられ、この歯車14が回転軸4の基
部外周に取付けられた歯車15に噛合わされている。従
ってモータ12の駆動により歯車14.15を介して回
転軸4、支持部材10及び超音波送受波部6が矢印a方
向に回転される。モータ12にはエンコーダ16が備え
られ、このエンコーダ16によりモータ12を制御し、
超音波送受波部6の回転位置を検出する。筒状部3の先
端部内側には超音波伝搬媒質17が充満され、回転軸4
の中間部外周と筒状部3の内側突出部18との間にオイ
ルシール19が介在されている。回転軸4の後側大径部
の内側には摺動軸20が軸方向に摺動可能に支持され、
摺動軸20と回転軸4との間に0リング21が介在され
ている。摺動軸20の後方突出部には操作部材22の一
端が摺動1lQI]20の回転を許すように係合され、
この操作部材22は収納部2に挿通されて支持され、操
作部材22の突出端に摘み23が取付けられている。第
1図及び第2図より明らかなように超音波送受波部6の
一側面にはドラム24が取付けられ、このドラム24に
ワイヤ25の一端が連結され、このワイヤ25はドラム
24に2〜3回巻き付けられ、支持部材10の内側と回
1伝軸4の先端内側に設けられた案内ロール26.27
に導かれ、他端が摺動軸20に連結されている。超音波
送受波部6の他側面と軸11とに渦巻ばね28の両端が
係止されている。従って摘み23の操作により操作部材
22、摺動軸20及びワイヤ25を後退させることによ
りドラム24及び超音波送受波部6が渦巻ばね28の弾
性に抗し、軸11を中心として任意の角度に回転され、
操作部材22、摺動軸20を前進させ、ワイヤ25を緩
めることにより渦巻ばね28の復元弾性により1仙11
を中心として反対側に任意の角度回転される。すなわち
、超音波送受波部6は第1図の矢印すで示すように任意
の角度範囲に回転される。収納部2にはポテンショメー
ク等よりなる傾斜角センサ29が支持され、操作部材2
2の移動量を検出することにより超音波送受波部6の傾
斜角を検出することができる。摺動軸20の後端にはス
リップリング等よりなる信号伝達器30が備えられ、超
音波送受波部6からの信号線(図示省略)が回転軸4及
び摺動軸20の内側を通り信号伝達器30に接続され、
信号伝達器30に接続された信号線(図示省略)がクー
プル31により超音波診断装置本体(図示省略)に接続
されている。
次に上記実施例の超音波探触子を用いて診断を行う動作
について説明する。
まず、筒状部3を被検者の所望体腔内、例えば、直腸等
の必要な深さに押入する。そしてモーフ12の駆動によ
り上記のように回転軸4及び超音波送受波部6を第1図
の矢印a方向に回転させる。
一方、超音波診断装置本体よりケーブル31、信号伝達
器30及び信号線を介して超音波送受波部6の圧電振動
子8を駆動し、超音波ビームを発生させる。この超音波
ビームは超音波伝搬媒質17、筒状部3の音響窓を通じ
て被検体に向けて放射する。被検体の音響インピーダン
スの差異によって生じる反射波は逆の経路を経て圧電振
動子8により受渡され、その受信信号は信号線、信号伝
達器30及びケーブル31を介して超音波診断装置本体
に送られ、−走査線分として表示部に表示される。以上
の操作を回転軸4及び超音波送受波部6の回転と共に行
う。つまり360度のラジアル走査を行って被検体の一
ラジアル走査面として超音波断層画像を得ることができ
る。ここで、上記のように摘み23、摺動軸20、ワイ
ヤ25及び渦巻ばね28等を用いて超音波送受波部6を
軸11により任意の角度に回転させた場合の超音波ビー
ムの放射方向を第3図に示す。今、超音波送受波部6が
実嵌で示すように傾斜しないで、超音波ビームが矢印C
で示すように押入方向と直角方向へ放射され、その方向
においてラジアル走査されているとする。この状悪より
上記のように摘み23の操作により超音波送受波部6を
点線で示すように傾斜させると、超音波ビームは矢印d
1若しくはe方向へ放射され、その方向においてラジア
ル走査される。この超音波送受波部6の傾斜角、すなわ
ち超音波ビームの放射方向は傾斜角センサ29により検
出される。
以上のように筒体3を被検者の体腔内に挿入し、その位
置に固定状力に保持し、超音波送受波部6を無段階で任
意方向に向けることができ、広範囲に亘り、立体的に3
60度のラジアル走査が可能となる。従って被検者に苦
痛を与えることなく、広い被検視野を得ることができる
なお、圧電振動子8は平板状に形成することなく、凹面
状として、超音波ビームの集束を行うようにしてもよい
。また摘み23を回転することにより摺動1IIII1
20を摺動させるようにしてもよい。
また傾斜角センサ29はポテンショメークに代えて磁気
式、あるいは光学式リニアエンコーグ、ホール素子、磁
気抵抗素子等を用いてもよい。更に信号伝達器30はス
リップリングに代えてロータリートランスを用いてもよ
い。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、ケースの筒状部内側
にその軸方向に沿って回転軸を支持し、この回転軸の先
端部に単一の超音波振動子を有する超音波送受波部を回
転軸と共に回転し、かつ回転軸と直交方向の軸を中心と
して任意の角度に回転し得るように支持し、上記回転軸
を回転させる手段と、超音波送受波部を任意の角度に回
転させる手段を設けているので、体腔内に筒状部を挿入
し、固定状壜に保持したま捷で、超音波送受波部を任意
の方向に向けて360度のラジアル走査ができ、立体的
に極めて広い被検視野を得ることができる。従って、疾
思部を見逃すことがなく、また筒状部を被検者の体腔内
で動かすことはないので被検者に苦痛を与えることがな
い。まだ超音波送受波部に用いた圧電振動子は単一に構
成されている。従って容易に、かつ安価に製作すること
ができ、また7、 5 MHz以上の高周波回路を実現
することができ、また電気信号線が1木であるので極細
線ではなく、太めの線を用いることができ、断線などの
故障の心配がなく、信頼性を向上することができ、更に
放射される超音波ビームの対称性がよく、高品位の超音
波断層画像が得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の一実施例における超音波探
触子を示し、第1図は全体の一部破断側面図、第2図は
要部の正面図、第3図は動作説明図、第4図(5)は従
来の超音波探触子に用いる超音波送受波部の斜視図、同
図(B)と(C)は同図囚に示す超音波送受波部を用い
た超音波探触子の装部拡大斜視図と全体斜視図、同図(
D)はその使用状店説明図、同図(E)は同図Aに示す
超音波送受波部を用いた他の例の超音波探触子の斜視図
、第5図囚、(B)は従来の他の例の超音波探触子を示
し、それぞれ低温時と高温時の断面図である。 1・・・・・・ケース、3・・・・・・筒状部、4・・
・・・・回転軸、6・・・・・・超音波送受波部、7・
・・・・・背面負荷材、8・・・・・・超音波振動子、
9・・・・・・音響レンズ、12・・・・・・モータ、
16・・・・・・エンコーグ、17・・・・・・超音波
仏像媒質、20・・・・・・摺動軸、25・・・・・・
ワイヤ、28・・・・・・渦巻ばね、29・・・・・・
傾斜角センサ、30・・・・・・信号伝達器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 第5図(A) M5図(8)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ケースと、このケースの筒状部内側にその軸方向に沿っ
    て支持された回転軸と、この回転軸の先端部にこの回転
    軸と共に回転し、かつ回転軸と直交方向の軸を中心とし
    て任意の角度に回転し得るように支持され、単一の超音
    波振動子を有する超音波送受波部と、上記回転軸を回転
    させる手段と、上記超音波送受波部を任意の角度に回転
    させる手段とを備えたことを特徴とする超音波探触子。
JP61261268A 1986-10-31 1986-10-31 超音波探触子 Pending JPS63115546A (ja)

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