JPS6330017B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6330017B2 JPS6330017B2 JP55150648A JP15064880A JPS6330017B2 JP S6330017 B2 JPS6330017 B2 JP S6330017B2 JP 55150648 A JP55150648 A JP 55150648A JP 15064880 A JP15064880 A JP 15064880A JP S6330017 B2 JPS6330017 B2 JP S6330017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- probe
- transducers
- measuring
- pulse voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波撮像装置、特に可とう性を有す
る超音波探触子を用いた超音波撮像装置に関す
る。
る超音波探触子を用いた超音波撮像装置に関す
る。
従来装置の問題点を例えば特開昭49―43480号
公報に記載されている。従来の超音波断層装置の
構成及びその動作を説明することにより明らかに
する。その従来の超音波撮像装置の一例として所
謂リニア電子走査を用いた超音波撮像装置をとり
あげる。第１図は、その構成の概略を示すブロツ
ク図である。図において、T1〜Toは矩形状の振
動子素子で一列に配列されて所謂アレイ形探触子
１を構成する。振動子素子T1〜Toの各々には、
リード線２を介して電子スイツチS1〜Soが接続さ
れ、これらのスイツチS1〜Soの他方は共通に接続
されて受信回路３及びパルサー４に接続されてい
る。パルサー４からのパルス信号は、スイツチS1
〜Soのうちオン状態にあるスイツチを介して、そ
のスイツチに接続された探触子に加えられる。こ
れにより、その探触子は付勢されて超音波を発生
する。この超音波は、被検体例えば生体内（図示
せず）で反射され、この反射波は、同じ探触子で
受波されて電気信号に変換される。この電気信号
は、スイツチS1〜Soのうちオン状態にあるスイツ
チを介して受信回路３に加えられ、増幅検波され
た後、デイスプレイ６を輝度変調する。なお、ス
イツチS1〜Soは、スイツチ制御回路５にて制御さ
れる。即ち、スイツチS1〜Soを１個ずつ順次進ま
せながら、例えば連続する４個ずつ同時にオン動
作させることにより、超音波ビームを振動子素子
T1〜Toの配列方向に走査（リニア走査）させる。
また、CRTデイスプレイの垂直軸及び水平軸の
掃引はスイープ回路７により制御される。即ち、
垂直軸は探触子１から超音波が発射され、生体内
を進行し、その過程で反射波として受信される時
間内に、超音波の音速に相当した速さでスイープ
される一方、水平軸はスイツチS1〜Soにより選択
された探触子群の中心軸方向に対応してスイープ
される。ここでパルサー４、スイツチ制御回路５
及びスイープ回路７はクロツクパルスを発生する
タイミング回路８により制御される。この装置は
リアルタイムで断層像が観察されると云う特長か
ら現在広く用いられている。ここで用いている探
触子１は第２図に示すごとき構成のものがケース
（図示せず）内に収められて用いられている。第
２図において、９は巾の狭い振動子素子で、両面
には薄い電極がある。この振動子素子にはPZT
などチタン酸鉛系の圧電セラミツクが用いられて
いる。これらの電極にはそれぞれリード線２が接
続されている。これら振動子素子は通常固い吸音
材１２、例えば金属粉を混入したゴムなどに所定
の間隙で一列に配列されている。振動子素子各々
に接続されているリード線２は第１図のスイツチ
S1〜Soに接続されている。リニア電子走査形超音
波断層装置で視野を広くしようとすれば、第２図
のごとき探触子における振動子素子の数を増加さ
せて、探触子の長さを長くすればよい。しかし被
検体が生体のように探触子を接触させる表面が曲
面である場合、あまり長くすると接触面に空隙が
でき超音波が伝播しなくなり実用にならなくな
る。このような理由で探触子の長さにおのずから
限界がある。探触子を円弧状にすることにより長
いものを実用化する方法を考えられるが、被検体
である生体は、曲面の曲がりの個人差が大きく実
際に適用する場合、種々の曲面の探触子を用意す
るなどの不便があり実用化はされていない。
公報に記載されている。従来の超音波断層装置の
構成及びその動作を説明することにより明らかに
する。その従来の超音波撮像装置の一例として所
謂リニア電子走査を用いた超音波撮像装置をとり
あげる。第１図は、その構成の概略を示すブロツ
ク図である。図において、T1〜Toは矩形状の振
動子素子で一列に配列されて所謂アレイ形探触子
１を構成する。振動子素子T1〜Toの各々には、
リード線２を介して電子スイツチS1〜Soが接続さ
れ、これらのスイツチS1〜Soの他方は共通に接続
されて受信回路３及びパルサー４に接続されてい
る。パルサー４からのパルス信号は、スイツチS1
〜Soのうちオン状態にあるスイツチを介して、そ
のスイツチに接続された探触子に加えられる。こ
れにより、その探触子は付勢されて超音波を発生
する。この超音波は、被検体例えば生体内（図示
せず）で反射され、この反射波は、同じ探触子で
受波されて電気信号に変換される。この電気信号
は、スイツチS1〜Soのうちオン状態にあるスイツ
チを介して受信回路３に加えられ、増幅検波され
た後、デイスプレイ６を輝度変調する。なお、ス
イツチS1〜Soは、スイツチ制御回路５にて制御さ
れる。即ち、スイツチS1〜Soを１個ずつ順次進ま
せながら、例えば連続する４個ずつ同時にオン動
作させることにより、超音波ビームを振動子素子
T1〜Toの配列方向に走査（リニア走査）させる。
また、CRTデイスプレイの垂直軸及び水平軸の
掃引はスイープ回路７により制御される。即ち、
垂直軸は探触子１から超音波が発射され、生体内
を進行し、その過程で反射波として受信される時
間内に、超音波の音速に相当した速さでスイープ
される一方、水平軸はスイツチS1〜Soにより選択
された探触子群の中心軸方向に対応してスイープ
される。ここでパルサー４、スイツチ制御回路５
及びスイープ回路７はクロツクパルスを発生する
タイミング回路８により制御される。この装置は
リアルタイムで断層像が観察されると云う特長か
ら現在広く用いられている。ここで用いている探
触子１は第２図に示すごとき構成のものがケース
（図示せず）内に収められて用いられている。第
２図において、９は巾の狭い振動子素子で、両面
には薄い電極がある。この振動子素子にはPZT
などチタン酸鉛系の圧電セラミツクが用いられて
いる。これらの電極にはそれぞれリード線２が接
続されている。これら振動子素子は通常固い吸音
材１２、例えば金属粉を混入したゴムなどに所定
の間隙で一列に配列されている。振動子素子各々
に接続されているリード線２は第１図のスイツチ
S1〜Soに接続されている。リニア電子走査形超音
波断層装置で視野を広くしようとすれば、第２図
のごとき探触子における振動子素子の数を増加さ
せて、探触子の長さを長くすればよい。しかし被
検体が生体のように探触子を接触させる表面が曲
面である場合、あまり長くすると接触面に空隙が
でき超音波が伝播しなくなり実用にならなくな
る。このような理由で探触子の長さにおのずから
限界がある。探触子を円弧状にすることにより長
いものを実用化する方法を考えられるが、被検体
である生体は、曲面の曲がりの個人差が大きく実
際に適用する場合、種々の曲面の探触子を用意す
るなどの不便があり実用化はされていない。
本発明は上記のごとき問題点を解決するため、
生体のごとき表面が個々の異なる曲面である被検
体でも広視野で撮像可能であり、しかも常に超音
波ビームを正しく集束することができる超音波撮
像装置を提供することを目的とする。
生体のごとき表面が個々の異なる曲面である被検
体でも広視野で撮像可能であり、しかも常に超音
波ビームを正しく集束することができる超音波撮
像装置を提供することを目的とする。
而してすでに述べたように従来の探触子に用い
られているPZTなどセラミツク系の圧電材は固
く曲げることができない。これに対し延伸された
ポリフツ化ビニリデン（PVDF）、PZTをPVDF
など有機材料に混合したいわゆる複合圧電材など
は圧電性として可とう性がある。したがつて自由
に曲げて生体等の曲面に沿つて接触させることが
できる。第２図に示したようなPZTで構成され
た巾のせまい多数振動子素子からなるアレー探触
子をPVDFで作ると第３図のようになる。ここで
１３は一定の厚さのPVDFのシートで、その一つ
の面には一面に電極１４が、それに対向した面に
は、巾のせまい多数の電極１５が設けられてあ
る。これらの電極にはリード線１６が接続されて
いる。このようにしてPVDFでできたアレー探触
子は自由に曲げることができる。超音波診断装置
に上記の探触子を適用し、被検体に探触子をあて
た場合、各々の振動子素子の位置は、被検体の曲
線に対して変化する。このような位置の変化に対
応して、振動子素子に与える電気信号の遅延時間
を変えないと超音波ビームの方向はPVDFででき
た振動子のシートの曲がり方により影響を受け所
望の方向に向かつて進行しないことになる。この
ような問題は、自由に曲がる可とう性のある圧電
材によりできたアレー探触子を構成する多数の振
動子素子それぞれの位置を正確に測定し、振動子
に印加するパルス電圧の遅延時間に補正を行うこ
とにより解決される。次に振動子素子が列状に一
列に並んでいなくともそれらの位置の測定値から
補正する方法について述べる。
られているPZTなどセラミツク系の圧電材は固
く曲げることができない。これに対し延伸された
ポリフツ化ビニリデン（PVDF）、PZTをPVDF
など有機材料に混合したいわゆる複合圧電材など
は圧電性として可とう性がある。したがつて自由
に曲げて生体等の曲面に沿つて接触させることが
できる。第２図に示したようなPZTで構成され
た巾のせまい多数振動子素子からなるアレー探触
子をPVDFで作ると第３図のようになる。ここで
１３は一定の厚さのPVDFのシートで、その一つ
の面には一面に電極１４が、それに対向した面に
は、巾のせまい多数の電極１５が設けられてあ
る。これらの電極にはリード線１６が接続されて
いる。このようにしてPVDFでできたアレー探触
子は自由に曲げることができる。超音波診断装置
に上記の探触子を適用し、被検体に探触子をあて
た場合、各々の振動子素子の位置は、被検体の曲
線に対して変化する。このような位置の変化に対
応して、振動子素子に与える電気信号の遅延時間
を変えないと超音波ビームの方向はPVDFででき
た振動子のシートの曲がり方により影響を受け所
望の方向に向かつて進行しないことになる。この
ような問題は、自由に曲がる可とう性のある圧電
材によりできたアレー探触子を構成する多数の振
動子素子それぞれの位置を正確に測定し、振動子
に印加するパルス電圧の遅延時間に補正を行うこ
とにより解決される。次に振動子素子が列状に一
列に並んでいなくともそれらの位置の測定値から
補正する方法について述べる。
第４図に可とう性のあるPVDFでできた圧電体
のシートで作られたアレー探触子を体表に密着し
た状態を示す。ここで１３は上記のPVDFで作ら
れた圧電体のシート、１５はアレー探触子を構成
する幅のせまい電極群である。Ｓは体表に密着さ
せることにより体表に沿つた曲面を示す。S′はア
レー探触子の前方Ｐ（xP，yP）を中心とし、ｍ番
目の電極の中心を通る円弧状の曲線である。
PVDFでできた探触子がこの円弧S′上にあれば、
１５の電極群に同時にパルス電圧を印加すれば超
音波は点Ｐに同時に到着するためＰ点に超音波ビ
ームが集束されることになる。ここで円弧Ｓなる
曲面の圧電体でもつて曲面S′と同様の集束作用を
与える方法について述べる。
のシートで作られたアレー探触子を体表に密着し
た状態を示す。ここで１３は上記のPVDFで作ら
れた圧電体のシート、１５はアレー探触子を構成
する幅のせまい電極群である。Ｓは体表に密着さ
せることにより体表に沿つた曲面を示す。S′はア
レー探触子の前方Ｐ（xP，yP）を中心とし、ｍ番
目の電極の中心を通る円弧状の曲線である。
PVDFでできた探触子がこの円弧S′上にあれば、
１５の電極群に同時にパルス電圧を印加すれば超
音波は点Ｐに同時に到着するためＰ点に超音波ビ
ームが集束されることになる。ここで円弧Ｓなる
曲面の圧電体でもつて曲面S′と同様の集束作用を
与える方法について述べる。
円弧S′の曲率半径をｒとする。Ｓなる曲面上の
圧電体の各電極にパルス電圧を印加させて発射す
る超音波が点Ｐに同時に到着するためには、それ
ぞれ適当な遅延を与える必要がある。
圧電体の各電極にパルス電圧を印加させて発射す
る超音波が点Ｐに同時に到着するためには、それ
ぞれ適当な遅延を与える必要がある。
この遅延時間は次のようにして与えることがで
きる。即ち、Ｐ点からＳ曲線上のｎ番目の電極を
通る直線と曲線S′と交る点を（x′o，y′o）とする。
曲線Ｓ上の電極位置は正確に測定されており、そ
の位置を（xo，yo）とする。（xo，yoと（x′o，
y′o）との距離の差ΔrはΔr＝√（o−′o）2＋（
o
−y′o）2で与えられる。したがつて、圧電体の各
電極にはΔTo＝Δr／ｖなる遅延時間を与えたパ
ルス電圧を印加すると超音波は点Ｐに集束され
る。ここにｖは媒体中の音速である。ここで曲線
S′とＰ（xP，yP）を通る直線の連立方程式を解け
ばx′o，y′oが与えられる故次の連立程式の解が
x′o，y′oである。
きる。即ち、Ｐ点からＳ曲線上のｎ番目の電極を
通る直線と曲線S′と交る点を（x′o，y′o）とする。
曲線Ｓ上の電極位置は正確に測定されており、そ
の位置を（xo，yo）とする。（xo，yoと（x′o，
y′o）との距離の差ΔrはΔr＝√（o−′o）2＋（
o
−y′o）2で与えられる。したがつて、圧電体の各
電極にはΔTo＝Δr／ｖなる遅延時間を与えたパ
ルス電圧を印加すると超音波は点Ｐに集束され
る。ここにｖは媒体中の音速である。ここで曲線
S′とＰ（xP，yP）を通る直線の連立方程式を解け
ばx′o，y′oが与えられる故次の連立程式の解が
x′o，y′oである。
（x′o−xP）2＋（y′o−yP）2＝r2
（y′o−yo）（xo−xP）
＝（yo−yP）（x′o−xo）
以上説明したように体表に沿つた任意曲面のア
レー探触子においても、各振動子素子の位置が正
確に与えられると振動子に印加するパルス電圧の
遅延時間に補正をすることにより解決されること
が明らかになつた。次にこの補正を実現するため
の体表に沿つた曲面のアレー探触子の各振動子素
子の位置を計測する方法を実施例で説明する。第
５図は、本発明の一実施例の構成を示す図であり
振動子素子それぞれの位置を測定する装置を示し
ている。第５図に於て、１７は被検体である生
体、１８はPVDFなど有機圧電材でできた可とう
性のある超音波探触子で広視野で撮像できるよう
その長さを十分長くとつたもので、第３図と同じ
構造のアレー形探触子となつている。この探触子
の振動子は可とう性があるためその長さを長くし
ても生体と密着し空隙ができる恐れはないのが特
徴である。１９は、ケースで、この中には超音波
を伝播する液体２０（例えば水、桐油等）が封じ
こめられてある。ケースの内面は上記の液体の音
響インピーダンスにほぼ近い値にとつて界面の反
射が生じないようになるとよい。またこの物質は
超音波の減衰の大きいものが吸音材となり都合が
よい。このような材料として例えばシリコンゴ
ム、またはシリカ等を混合させたシリコンゴムが
ある。このケース内には一定の距離Ｌをおいて複
数個の超音波の受波器２１，２２がおかれてあ
る。第１図に示したパルサー４とスイツチ回路２
より超音波振動子の任意の位置の電極にパルス電
圧を印加することができる。ここでパルサとスイ
ツチ回路とを回路２３で示す。例えば１本の振動
子Ａを選び、パルス電圧を印加し、超音波を発射
する。ここから発射された超音波は受波器２１と
２２で受波し、その電気信号は増巾器２４，２５
で増幅する。パルサーと切換スイツチからなる回
路２３により振動子Ａにパルス電圧を印加した
後、受波器２１，２２からの電気信号までの時
間々隔t1，t2をパルス時間々隔測定回路２６によ
り測定すると、振動子Ａから受波器２１，２２ま
での距離l1＝ｖ／t1，l2＝ｖ／t2は測定できる。こ
こにｖはケース内の液体の音速である。また、こ
こで用いられている受波器２１，２２は第２図に
示した探触子で振動子素子を１本とした構造のも
のを用いればよい。例えば第６図に示したような
構造のものを用いるのである。なお、第６図にお
いて、第２図と同一符号は同一又は均等部分を示
している。振動子Ａは一定の距離のある２ケ所の
受波器からの距離がわかれば、その位置を正確に
求めることができる。上記の距離測定にシングア
ラント法（超音波便覧（日刊工業新聞社発行）
592頁参照）を適用すれば測定精度はさらに向上
する。振動子Ａと受波器の距離の測定法について
詳細に説明する。上記のパルス時間々隔測定回路
２６として第７図に示した構成のものが用いられ
る。図においてクロツク信号発生器６１は一定の
周期のパルスが発生する。６２はフリツプフロツ
プであり、上記パルサの送波パルスでセツトされ
受波パルスでリセツトされる。フリツプフロツプ
６２からの出力信号でゲート回路６３の開閉を行
なうようになつている。なお、６４はカウンター
である。
レー探触子においても、各振動子素子の位置が正
確に与えられると振動子に印加するパルス電圧の
遅延時間に補正をすることにより解決されること
が明らかになつた。次にこの補正を実現するため
の体表に沿つた曲面のアレー探触子の各振動子素
子の位置を計測する方法を実施例で説明する。第
５図は、本発明の一実施例の構成を示す図であり
振動子素子それぞれの位置を測定する装置を示し
ている。第５図に於て、１７は被検体である生
体、１８はPVDFなど有機圧電材でできた可とう
性のある超音波探触子で広視野で撮像できるよう
その長さを十分長くとつたもので、第３図と同じ
構造のアレー形探触子となつている。この探触子
の振動子は可とう性があるためその長さを長くし
ても生体と密着し空隙ができる恐れはないのが特
徴である。１９は、ケースで、この中には超音波
を伝播する液体２０（例えば水、桐油等）が封じ
こめられてある。ケースの内面は上記の液体の音
響インピーダンスにほぼ近い値にとつて界面の反
射が生じないようになるとよい。またこの物質は
超音波の減衰の大きいものが吸音材となり都合が
よい。このような材料として例えばシリコンゴ
ム、またはシリカ等を混合させたシリコンゴムが
ある。このケース内には一定の距離Ｌをおいて複
数個の超音波の受波器２１，２２がおかれてあ
る。第１図に示したパルサー４とスイツチ回路２
より超音波振動子の任意の位置の電極にパルス電
圧を印加することができる。ここでパルサとスイ
ツチ回路とを回路２３で示す。例えば１本の振動
子Ａを選び、パルス電圧を印加し、超音波を発射
する。ここから発射された超音波は受波器２１と
２２で受波し、その電気信号は増巾器２４，２５
で増幅する。パルサーと切換スイツチからなる回
路２３により振動子Ａにパルス電圧を印加した
後、受波器２１，２２からの電気信号までの時
間々隔t1，t2をパルス時間々隔測定回路２６によ
り測定すると、振動子Ａから受波器２１，２２ま
での距離l1＝ｖ／t1，l2＝ｖ／t2は測定できる。こ
こにｖはケース内の液体の音速である。また、こ
こで用いられている受波器２１，２２は第２図に
示した探触子で振動子素子を１本とした構造のも
のを用いればよい。例えば第６図に示したような
構造のものを用いるのである。なお、第６図にお
いて、第２図と同一符号は同一又は均等部分を示
している。振動子Ａは一定の距離のある２ケ所の
受波器からの距離がわかれば、その位置を正確に
求めることができる。上記の距離測定にシングア
ラント法（超音波便覧（日刊工業新聞社発行）
592頁参照）を適用すれば測定精度はさらに向上
する。振動子Ａと受波器の距離の測定法について
詳細に説明する。上記のパルス時間々隔測定回路
２６として第７図に示した構成のものが用いられ
る。図においてクロツク信号発生器６１は一定の
周期のパルスが発生する。６２はフリツプフロツ
プであり、上記パルサの送波パルスでセツトされ
受波パルスでリセツトされる。フリツプフロツプ
６２からの出力信号でゲート回路６３の開閉を行
なうようになつている。なお、６４はカウンター
である。
第８図にこれら回路の信号のタイムチヤートを
示す。第８図ａはクロツク信号発生器６１の出力
信号、第８図ｂはパルサからの送波パルス、第８
図ｃは受波パルス、第８図ｄはフリツプフロツプ
６２の出力信号、第８図ｅはゲート回路の出力信
号である。このようにゲート回路６３が開いてい
る期間は、第５図で送波パルスにより探触子から
音波が発射し、受波器２１，２２に音波が到達す
る時間t1，t2に相当する。したがつてゲート回路
６３の出力信号のパルス数が上記の時t1，t2に相
当する。したがつてこのパルス数をカウンターで
計測することにより上記のt1，t2を求めることが
できる。
示す。第８図ａはクロツク信号発生器６１の出力
信号、第８図ｂはパルサからの送波パルス、第８
図ｃは受波パルス、第８図ｄはフリツプフロツプ
６２の出力信号、第８図ｅはゲート回路の出力信
号である。このようにゲート回路６３が開いてい
る期間は、第５図で送波パルスにより探触子から
音波が発射し、受波器２１，２２に音波が到達す
る時間t1，t2に相当する。したがつてゲート回路
６３の出力信号のパルス数が上記の時t1，t2に相
当する。したがつてこのパルス数をカウンターで
計測することにより上記のt1，t2を求めることが
できる。
このようにして求めた時間間隙の逆数を計算す
ることにより距離を求めることができる。
ることにより距離を求めることができる。
次にこの距離を与えると振動子素子の位置Ｅ
（ｘ，ｙ）が一義的に与えられることを説明する。
（ｘ，ｙ）が一義的に与えられることを説明する。
いま、第１１図に示す如く、第５図の受波器２
１と２２の位置をＣ（x1，y1），Ｄ（x2，y2）とす
る。
１と２２の位置をＣ（x1，y1），Ｄ（x2，y2）とす
る。
Ｃを中心として半径l1の円を描き、Ｄを中心と
して半径l2の円を描くと、これらの円の交点Ｅ
（ｘ，ｙ）が、ＣとＤよりl1とl2なる距離の点でＡ
に相等する。従つてl1とl2が与えられれば点Ａの
位置は求められる。
して半径l2の円を描くと、これらの円の交点Ｅ
（ｘ，ｙ）が、ＣとＤよりl1とl2なる距離の点でＡ
に相等する。従つてl1とl2が与えられれば点Ａの
位置は求められる。
Ｃを中心とした半径l1の円の式
（ｘ−x1）2＋（ｙ−y1）2＝l1 2 (1)
Ｄを中心とした半径l2の円の式
（ｘ−x2）2＋（ｙ−y2）2＝l2 2 (2)
(1)と(2)で、x1，y1，x2，y2，l1，l2は既知数でｘ，
ｙのみ未知数、式２ケあり解くことが出来る。な
お第５図ではy1＝y2 従つて ｘ＝（l1 2−l2 2）＋（x2 2−x1 2）／２（x2−x1） (3) ｙ＝√1 2−（−1）2−1 (4) となり、振動子素子の位置（ｘ，ｙ）は与えられ
る。
ｙのみ未知数、式２ケあり解くことが出来る。な
お第５図ではy1＝y2 従つて ｘ＝（l1 2−l2 2）＋（x2 2−x1 2）／２（x2−x1） (3) ｙ＝√1 2−（−1）2−1 (4) となり、振動子素子の位置（ｘ，ｙ）は与えられ
る。
以上の計算は装置に設けたマイクロコンにより
容易に実施できる。
容易に実施できる。
第９図は、生体の超音波断層像をさらに広視野
とするためさらに大きい有機圧電材で作つた振動
子を用いた実施例の構成を示す図である。第９図
に於て１７は第４図と同じく診断しようとする生
体、１８はPVDFなどでできた振動子、１９はケ
ース、２０は超音波の媒体となる液体、２１，２
２，２１′，２２′，２１″，２２″はそれぞれ超音
波の受波器であり、支持具２８，２９及び３０に
装着されている。２７はケース１９と振動子１８
を接続する可とう性のあるシートで媒体となる流
体をとりかこみ、振動子を体表にあてたとき十分
密着するよう、ケースの支持具２８，２９，３０
をヒンジ３１を中心に任意の角度でおり曲げられ
るよう十分可とう性を持つ有機材料で作られてあ
る。この図の実施例の動作は第５図のものと全く
同じで、断層像の視野を広くするため、大きな振
動子を用い、それらが自由に屈曲するよう支持具
を設け、且つ受波器の数を増加させたことにあ
る。ここで受波器２１，２２と２１′，２２′ある
いは２１″，２２″との相対位置は、支持具２８，
２９，３０をヒンジ３１を中心におりまげること
により変化するため、ヒンジ３１に回転角のセン
サを設けることにより振動子全面にわたり位置を
計測することを行う。この回転センサーとしては
公知のポテンシヨメーター、コード板などを適用
すれば正確に測定できる。
とするためさらに大きい有機圧電材で作つた振動
子を用いた実施例の構成を示す図である。第９図
に於て１７は第４図と同じく診断しようとする生
体、１８はPVDFなどでできた振動子、１９はケ
ース、２０は超音波の媒体となる液体、２１，２
２，２１′，２２′，２１″，２２″はそれぞれ超音
波の受波器であり、支持具２８，２９及び３０に
装着されている。２７はケース１９と振動子１８
を接続する可とう性のあるシートで媒体となる流
体をとりかこみ、振動子を体表にあてたとき十分
密着するよう、ケースの支持具２８，２９，３０
をヒンジ３１を中心に任意の角度でおり曲げられ
るよう十分可とう性を持つ有機材料で作られてあ
る。この図の実施例の動作は第５図のものと全く
同じで、断層像の視野を広くするため、大きな振
動子を用い、それらが自由に屈曲するよう支持具
を設け、且つ受波器の数を増加させたことにあ
る。ここで受波器２１，２２と２１′，２２′ある
いは２１″，２２″との相対位置は、支持具２８，
２９，３０をヒンジ３１を中心におりまげること
により変化するため、ヒンジ３１に回転角のセン
サを設けることにより振動子全面にわたり位置を
計測することを行う。この回転センサーとしては
公知のポテンシヨメーター、コード板などを適用
すれば正確に測定できる。
受波器２１，２２の信号と受波器２１″，２
２″の信号の処理は左右対称で原理は同じである
ため受波器２１，２２を例にとり説明する。
２″の信号の処理は左右対称で原理は同じである
ため受波器２１，２２を例にとり説明する。
第９図に示すようにヒンジ３１の回転角センサ
ーの位置を示す座標を（xs，ys）とする。受波器
２１，２２の同じく位置を示す座標を（xa，ya）
と（xb，yb）とする。回転角センサを通る水平線
に対し、受波器２１，２２がなす角をθa，θb、回
転角センサーの中心点から受波器までの距離を
ra，rbとする。
ーの位置を示す座標を（xs，ys）とする。受波器
２１，２２の同じく位置を示す座標を（xa，ya）
と（xb，yb）とする。回転角センサを通る水平線
に対し、受波器２１，２２がなす角をθa，θb、回
転角センサーの中心点から受波器までの距離を
ra，rbとする。
xa＝xs＋racosθ (5)
yb＝ys＋rasinθ (6)
xb＝xs＋rbcosθ (7)
yb＝ys＋rbsinθ (8)
ここでxs，ys，ra，rbは既知、θは回転角セン
サーより与えられる。従つて（xa，ya）と（xb，
yb）とは上記の式より求まり、受波器の位置は定
まる。回転角センサーとして２進コード板による
エンコーダーは市販されており、上記の式に従つ
て計算機などの演算装置などにより容易に受波器
２１，２２の位置は与えられる。受波器２１，２
２の位置が求まると上記の式により振動子Ａの絶
対位置も演算装置などを用いて容易に演算でき
る。
サーより与えられる。従つて（xa，ya）と（xb，
yb）とは上記の式より求まり、受波器の位置は定
まる。回転角センサーとして２進コード板による
エンコーダーは市販されており、上記の式に従つ
て計算機などの演算装置などにより容易に受波器
２１，２２の位置は与えられる。受波器２１，２
２の位置が求まると上記の式により振動子Ａの絶
対位置も演算装置などを用いて容易に演算でき
る。
以上第４図、第７図、第８図で、可とう性のあ
る圧電材料を用いることにより任意の形状の被検
体の表面に密着できるアレー形探触子において、
任意に変形する振動子部における巾のせまい振動
部の位置を正確に測定できる方法を示した。
る圧電材料を用いることにより任意の形状の被検
体の表面に密着できるアレー形探触子において、
任意に変形する振動子部における巾のせまい振動
部の位置を正確に測定できる方法を示した。
また、上記は送波の集束法について説明した
が、受波の集束法においては全く同じ考え方で実
現できる。
が、受波の集束法においては全く同じ考え方で実
現できる。
第１０図は、上記の説明を実現した実施例を示
す図である。この図は第７図に示した距離の計測
回路と第９図に示した有機圧電材による探触子と
組合せてすでに説明した原理（式(3)，(4)）による
探触子の素子各々の位置計測の演算とそれに印加
するパルス電圧のタイミングの補正計算を実現す
るものである。
す図である。この図は第７図に示した距離の計測
回路と第９図に示した有機圧電材による探触子と
組合せてすでに説明した原理（式(3)，(4)）による
探触子の素子各々の位置計測の演算とそれに印加
するパルス電圧のタイミングの補正計算を実現す
るものである。
ここで、６５はマイクロコンピユータの入出力
部、６６はマイクロコンピユータ、６７，６７′
はタツプ付遅延線からなる遅延回路６８，６８′
のレジスター、６９はパルサーである。上記のレ
ジスター、遅延回路は探触子の素子の数だけ設け
られる。本図は説明の簡略化のため２回路のみ示
してある。前記の原理に基づいて受波器２１，２
２の信号と回転角センサーの信号より式(7)〜(8)に
基づいてマイクロコンにより素子の位置を式(3)と
(4)より計算し次に各々のパルス電圧のタイミング
の補正値がレジスタに与えられる。
部、６６はマイクロコンピユータ、６７，６７′
はタツプ付遅延線からなる遅延回路６８，６８′
のレジスター、６９はパルサーである。上記のレ
ジスター、遅延回路は探触子の素子の数だけ設け
られる。本図は説明の簡略化のため２回路のみ示
してある。前記の原理に基づいて受波器２１，２
２の信号と回転角センサーの信号より式(7)〜(8)に
基づいてマイクロコンにより素子の位置を式(3)と
(4)より計算し次に各々のパルス電圧のタイミング
の補正値がレジスタに与えられる。
以上の構成により本発明が目的とした広視野の
探触子が実現される。
探触子が実現される。
なお以上の説明では、本発明が電子走査形超音
波断層装置の探触子に適用した例について説明し
たが、開口合成法による超音波断層装置に適用で
きることは明らかである。
波断層装置の探触子に適用した例について説明し
たが、開口合成法による超音波断層装置に適用で
きることは明らかである。
また超音波振動子としてPVDFなど可とう性の
ある圧電材料の代わりPZTなど従来のセラミツ
ク系の圧電材を小さくしたものを可とう性のある
有機材料などで結合してPVDFなど可とう性のあ
る圧電材料と類似した可とう性を持たせたものを
用い、本発明と同様の効果を持たせることもでき
る。
ある圧電材料の代わりPZTなど従来のセラミツ
ク系の圧電材を小さくしたものを可とう性のある
有機材料などで結合してPVDFなど可とう性のあ
る圧電材料と類似した可とう性を持たせたものを
用い、本発明と同様の効果を持たせることもでき
る。
第１図は、従来の超音波断層装置の概略構成を
示す図、第２図は、従来の探触子の構成を示す
図、第３図は、本発明で用いられる有機圧電体に
より構成された探触子の構成を示す図、第４図
は、本発明における超音波ビームの集束方法を説
明するための図、第５図は、本発明の要部の一実
施例の構成を示す図、第６図は、本発明で用いる
受波器の概略構成を示す図、第７図は、本発明の
要部の一実施例の構成を示す図、第８図は、第７
図の動作を説明するための図、第９図は、本発明
の要部の他の実施例の構成を示す図、第１０図
は、本発明の実施例の構成を示す図、第１１図
は、本発明の動作を説明するための図である。
示す図、第２図は、従来の探触子の構成を示す
図、第３図は、本発明で用いられる有機圧電体に
より構成された探触子の構成を示す図、第４図
は、本発明における超音波ビームの集束方法を説
明するための図、第５図は、本発明の要部の一実
施例の構成を示す図、第６図は、本発明で用いる
受波器の概略構成を示す図、第７図は、本発明の
要部の一実施例の構成を示す図、第８図は、第７
図の動作を説明するための図、第９図は、本発明
の要部の他の実施例の構成を示す図、第１０図
は、本発明の実施例の構成を示す図、第１１図
は、本発明の動作を説明するための図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の一列に配列された振動子列の所定数
の振動子をほぼ同時に駆動し、この駆動される振
動子を切り換えることによつて超音波ビームを発
生して超音波像を得る超音波撮像装置において、
上記複数個の振動子が可とう性を有する圧電体上
に複数の電極を配列することによつて構成される
と共に、上記振動子列の少なくとも両端を該振動
子列が目的物の表面の曲面に沿つて自在に屈曲す
るように支持する支持体と、上記複数個の振動子
の個々の位置を計測する計測手段と、該計測手段
から得られる個々の振動子の位置と集束させるべ
き超音波ビームの集束点を中心とする円孤上の位
置との距離に応じて上記振動子を適宜遅延させて
駆動することにより送波される超音波ビームを集
束させる駆動手段とを有してなることを特徴とす
る超音波撮像装置。 ２ 上記計測手段は、上記個々の振動子を順次パ
ルス電圧を印加する手段と、該パルス電圧の印加
により振動子から発射される超音波を所定位置で
受波する複数個の受波器と、パルス電圧の印加か
ら該受波器による受波までのパルス間隔を計測す
る手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の超音波撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55150648A JPS5775640A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Ultrasonic shotographing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55150648A JPS5775640A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Ultrasonic shotographing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5775640A JPS5775640A (en) | 1982-05-12 |
| JPS6330017B2 true JPS6330017B2 (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=15501436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55150648A Granted JPS5775640A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Ultrasonic shotographing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5775640A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5817361A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Aloka Co Ltd | 超音波探触子 |
| JPS5977840A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-04 | 株式会社日立メデイコ | 超音波断層装置 |
| JPS59174151A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-02 | 横河メディカルシステム株式会社 | 超音波映像装置 |
| WO2004065954A1 (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | The Tokyo Electric Power Company, Incorporated | 超音波探触子 |
| FR2862385B1 (fr) * | 2003-11-17 | 2006-03-10 | Commissariat Energie Atomique | Transducteur ultrasonore de contact, a multiples elements emetteurs et moyens de plaquage de ces elements |
| JP2007192649A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Toshiba Corp | ３次元超音波検査装置 |
| JP5205110B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2013-06-05 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置 |
| KR20110137829A (ko) * | 2009-04-14 | 2011-12-23 | 마우이 이미징, 인코포레이티드 | 범용 복수 개구 의료용 초음파 프로브 |
| JP5986709B2 (ja) * | 2010-10-22 | 2016-09-06 | 株式会社Ihi | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
| US11090027B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-08-17 | Koninklijke Philips N.V. | Methods, apparatuses, and systems for coupling a flexible transducer to a surface |
| JP6598760B2 (ja) * | 2015-12-15 | 2019-10-30 | キヤノン株式会社 | 音響波プローブ、及び被検体情報取得装置 |
| CN111458409A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-07-28 | 苏州希声科技有限公司 | 一种柔性超声探头、超声成像检测系统和检测方法 |
| EP4105653A1 (en) * | 2021-06-18 | 2022-12-21 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast- Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Self-calibrating flexible ultrasound array for measuring a curved object |
| JP2024037352A (ja) * | 2022-09-07 | 2024-03-19 | 学校法人同志社 | 超音波画像形成方法および超音波診断装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5591293A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-10 | Olympus Optical Co Ltd | Ultrasonic wave transmission/reception probe |
-
1980
- 1980-10-29 JP JP55150648A patent/JPS5775640A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5775640A (en) | 1982-05-12 |
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