JPS6355936B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6355936B2 JPS6355936B2 JP56132747A JP13274781A JPS6355936B2 JP S6355936 B2 JPS6355936 B2 JP S6355936B2 JP 56132747 A JP56132747 A JP 56132747A JP 13274781 A JP13274781 A JP 13274781A JP S6355936 B2 JPS6355936 B2 JP S6355936B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer array
- circuit
- ultrasonic transducers
- moving means
- scanning
- 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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Landscapes
- 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、超音波ビームを生体のような被検体
に投射して、生体組織内の状況を診断する超音波
診断装置に関するものである。更に詳しくは、本
発明は、超音波振動素子の巾をせまくすることな
く走査線密度を増加させることのできる超音波診
断装置に関するものである。
に投射して、生体組織内の状況を診断する超音波
診断装置に関するものである。更に詳しくは、本
発明は、超音波振動素子の巾をせまくすることな
く走査線密度を増加させることのできる超音波診
断装置に関するものである。
超音波ビームのリニア走査は、一般に、Ｎ個の
超音波振動子を一列に並べて構成されるプローブ
において、Ｎ個の振動子のうちのｎ個（ｎ＜Ｎ）
を１組とし、これを１個づつ移動させながら駆動
することによつて行なわれる。この場合の走査線
の総数は、Ｎ−ｎ＋１本となる。例えば、Ｎ＝
128、ｎ＝８の場合、121本の走査線数となる。こ
の走査線数を増加、すなわち、振動子の数Ｎを増
加させれば、高解像度、高品質の断層像を得るこ
とができるが、Ｎを増大させると、振動子の巾が
狭くなり、製造上の困難が加わつたり、また駆動
が困難となつたりする。
超音波振動子を一列に並べて構成されるプローブ
において、Ｎ個の振動子のうちのｎ個（ｎ＜Ｎ）
を１組とし、これを１個づつ移動させながら駆動
することによつて行なわれる。この場合の走査線
の総数は、Ｎ−ｎ＋１本となる。例えば、Ｎ＝
128、ｎ＝８の場合、121本の走査線数となる。こ
の走査線数を増加、すなわち、振動子の数Ｎを増
加させれば、高解像度、高品質の断層像を得るこ
とができるが、Ｎを増大させると、振動子の巾が
狭くなり、製造上の困難が加わつたり、また駆動
が困難となつたりする。
従来、走査線数を増大させるのに、特開昭52−
68775号公報や、特開昭52−152785号公報にみら
れるように、同時に駆動する振動子の数ｎを、一
定周期ごとに１個又は奇数個増減するようにした
ものも提案されている。しかしながら、これによ
つて増大される走査線の数は、せいぜい２倍であ
つて、これ以上にすることはできないし、また、
駆動回路が複数となる欠点を有している。
68775号公報や、特開昭52−152785号公報にみら
れるように、同時に駆動する振動子の数ｎを、一
定周期ごとに１個又は奇数個増減するようにした
ものも提案されている。しかしながら、これによ
つて増大される走査線の数は、せいぜい２倍であ
つて、これ以上にすることはできないし、また、
駆動回路が複数となる欠点を有している。
ここにおいて、本発明は、簡単な構成で、容易
に走査線本数の増大を行なうことができ、高解像
度、高品質の断層像を得ることのできる超音波診
断装置を実現しようとするものである。
に走査線本数の増大を行なうことができ、高解像
度、高品質の断層像を得ることのできる超音波診
断装置を実現しようとするものである。
本発明に係る装置は、複数個の振動子を配列し
た超音波振動子アレイを機械的に僅かづつ移動さ
せつつ、超音波ビームをリニア走査するようにし
た点にひとつの特徴がある。
た超音波振動子アレイを機械的に僅かづつ移動さ
せつつ、超音波ビームをリニア走査するようにし
た点にひとつの特徴がある。
第１図は本発明に係る装置に用いられるプロー
ブ（探触子）の一例を示す構成斜視図、第２図は
本発明に係る装置の一実施例を示す構成ブロツク
図である。
ブ（探触子）の一例を示す構成斜視図、第２図は
本発明に係る装置の一実施例を示す構成ブロツク
図である。
これらの図において、１はプローブケース、２
は本体とプローブとを結ぶケーブルである。
は本体とプローブとを結ぶケーブルである。
プローブケース１内には、複数個の超音波振動
子a1，a2，a3……aoが配列して構成され、かつ、
プローブケース１に対して機械的に移動可能なよ
うに設置された振動子アレイ１１と、この振動子
アレイ１１の駆動回路（スキヤナ）１２、振動子
アレイ１１に機械的に結合し、この振動子アレイ
１１を振動子の配列方向（走査方向）に、僅かづ
つ機械的に移動させる移動手段１３及びこの移動
手段１３の駆動回路１４とが収容されている。な
お、駆動回路１２及び駆動回路１４は、本体側に
設置してもよい。
子a1，a2，a3……aoが配列して構成され、かつ、
プローブケース１に対して機械的に移動可能なよ
うに設置された振動子アレイ１１と、この振動子
アレイ１１の駆動回路（スキヤナ）１２、振動子
アレイ１１に機械的に結合し、この振動子アレイ
１１を振動子の配列方向（走査方向）に、僅かづ
つ機械的に移動させる移動手段１３及びこの移動
手段１３の駆動回路１４とが収容されている。な
お、駆動回路１２及び駆動回路１４は、本体側に
設置してもよい。
第３図は、振動子アレイ１３を機械的に僅かづ
つ移動させる移動手段１４の一例を示す構成図で
ある。この移動手段１４は、圧電素子の伸縮変位
を利用したものであつて、電極板を有する圧電材
料基板b1，b2，b3，b4を絶縁シートを介して複数
枚（ここでは４枚）積層して構成したものであ
る。ここで、圧電材料基板b1，b2……としては、
チタン酸バリウム（BaTiO3）系、チタン酸ジル
コン酸鉛（PZT）系の磁器、あるいはポリフツ
化ビニリデンのような高分子系の圧電材料を用い
ることができる。
つ移動させる移動手段１４の一例を示す構成図で
ある。この移動手段１４は、圧電素子の伸縮変位
を利用したものであつて、電極板を有する圧電材
料基板b1，b2，b3，b4を絶縁シートを介して複数
枚（ここでは４枚）積層して構成したものであ
る。ここで、圧電材料基板b1，b2……としては、
チタン酸バリウム（BaTiO3）系、チタン酸ジル
コン酸鉛（PZT）系の磁器、あるいはポリフツ
化ビニリデンのような高分子系の圧電材料を用い
ることができる。
このように構成した移動手段において、各圧電
材料基板b1，b2……に、スイツチs1，s2…を介し
て駆動電圧Ｅを順次印加すると、一端の移動量
（変位量）を、ひとつの圧電材料基板の厚さの伸
びΔlを最小単位とし、２・Δl、３・Δl……のよ
う順次増大させることができる。
材料基板b1，b2……に、スイツチs1，s2…を介し
て駆動電圧Ｅを順次印加すると、一端の移動量
（変位量）を、ひとつの圧電材料基板の厚さの伸
びΔlを最小単位とし、２・Δl、３・Δl……のよ
う順次増大させることができる。
第１図及び第２図に戻り、１５は駆動回路１２
と振動子アレイ１１とを結ぶフレキシブルワイ
ヤ、１６はプローブケース１において、被検体と
の接触面に設けた音響レンズ、１７は振動子アレ
イ１１と音響レンズ１６との間に介在されたゲル
剤で、振動子からの超音波ビームは、このゲル剤
１７、音響レンズ１６を介して、被検体側に出射
するようになつている。
と振動子アレイ１１とを結ぶフレキシブルワイ
ヤ、１６はプローブケース１において、被検体と
の接触面に設けた音響レンズ、１７は振動子アレ
イ１１と音響レンズ１６との間に介在されたゲル
剤で、振動子からの超音波ビームは、このゲル剤
１７、音響レンズ１６を介して、被検体側に出射
するようになつている。
３はクロツクパルス発生器、４はこのクロツク
パルス発生器３からのクロツクパルスを入力とす
る制御回路である。この制御回路４は、スキヤナ
としての機能をもつ駆動回路１２及び駆動回路１
４に制御信号を送出し、各駆動回路１２，１４
は、後述するように各振動子、及び移動手段１３
を所定の順番で順次駆動することによつて、超音
波ビームをリニア走査させる。
パルス発生器３からのクロツクパルスを入力とす
る制御回路である。この制御回路４は、スキヤナ
としての機能をもつ駆動回路１２及び駆動回路１
４に制御信号を送出し、各駆動回路１２，１４
は、後述するように各振動子、及び移動手段１３
を所定の順番で順次駆動することによつて、超音
波ビームをリニア走査させる。
５は遅延回路、６１は送信回路、６２は受信回
路、７はＢモード用の輝度変調信号を発生する電
圧発生回路、８はブラウン管のような表示器、９
はクロツク信号発生器３からのクロツク信号を入
力とする走査回路である。遅延回路５は、複数個
のそれぞれ遅延時間の異なつた遅延素子を含んで
おり、送信回路６１からの信号あるいはスキヤナ
としての機能をもつ駆動回路１２を介して印加す
る各振動子からの受信信号に遅延時間を与えて電
子フオーカス等を行う。表示器８は、電圧発生回
路７からの信号が輝度変調情報として与えられ、
また、走査回路９からの信号が偏向信号として与
えられている。
路、７はＢモード用の輝度変調信号を発生する電
圧発生回路、８はブラウン管のような表示器、９
はクロツク信号発生器３からのクロツク信号を入
力とする走査回路である。遅延回路５は、複数個
のそれぞれ遅延時間の異なつた遅延素子を含んで
おり、送信回路６１からの信号あるいはスキヤナ
としての機能をもつ駆動回路１２を介して印加す
る各振動子からの受信信号に遅延時間を与えて電
子フオーカス等を行う。表示器８は、電圧発生回
路７からの信号が輝度変調情報として与えられ、
また、走査回路９からの信号が偏向信号として与
えられている。
このように構成した装置の動作を次に第４図及
び第５図を参照しながら説明する。
び第５図を参照しながら説明する。
クロツクパルス発生器３からは、第４図イに示
すような一定周期のクロツクパルス（時間軸が図
の縦方向にある）を発生している。このクロツク
パルスの周期は、診断距離との関係で決められ
る。制御回路４は、例えばマイクロプロセツサを
含んで構成されており、はじめに駆動回路１２を
介して、第４図に示すように、多数の振動子a1
〜aoまでを、振動子a1〜a5、a2〜a6、a3〜a7……
のように順次１個づつずらせて駆動し、リニア走
査を行なう。ここでは、振動子をひとつだけずら
せつつ５個同時に駆動しているが、同時に駆動す
る振動子の数は５個以外の他の数でもよい。各振
動子から出た超音波ビームは、ゲル剤１７、音響
レンズ１６を通つて被検体に投射され、被検体内
においてふたつの組織の境界面で反射し、この反
射パルスが、音響レンズ１６、ゲル剤１７を通つ
て同じ振動子によつて受信される。各振動子から
の受信信号は、フオーカス回路としての役目をす
る遅延回路５を介した後、受信回路６２で受信さ
れ、信号処理がなされ、電圧発生回路７に印加さ
れる。走査回路９は、クロツクパルスの周期ごと
に診断距離に応じた信号および各振動子からの超
音波ビーム中心位置に応じた信号を発生する。表
示器８は、電圧発生回路７からの信号を輝度変調
情報として、また走査回路９からの各信号を偏向
信号としてそれぞれ入力し、Ｂモード表示を行な
う。このような、リニア走査は従来のリニア走査
と変るところはない。
すような一定周期のクロツクパルス（時間軸が図
の縦方向にある）を発生している。このクロツク
パルスの周期は、診断距離との関係で決められ
る。制御回路４は、例えばマイクロプロセツサを
含んで構成されており、はじめに駆動回路１２を
介して、第４図に示すように、多数の振動子a1
〜aoまでを、振動子a1〜a5、a2〜a6、a3〜a7……
のように順次１個づつずらせて駆動し、リニア走
査を行なう。ここでは、振動子をひとつだけずら
せつつ５個同時に駆動しているが、同時に駆動す
る振動子の数は５個以外の他の数でもよい。各振
動子から出た超音波ビームは、ゲル剤１７、音響
レンズ１６を通つて被検体に投射され、被検体内
においてふたつの組織の境界面で反射し、この反
射パルスが、音響レンズ１６、ゲル剤１７を通つ
て同じ振動子によつて受信される。各振動子から
の受信信号は、フオーカス回路としての役目をす
る遅延回路５を介した後、受信回路６２で受信さ
れ、信号処理がなされ、電圧発生回路７に印加さ
れる。走査回路９は、クロツクパルスの周期ごと
に診断距離に応じた信号および各振動子からの超
音波ビーム中心位置に応じた信号を発生する。表
示器８は、電圧発生回路７からの信号を輝度変調
情報として、また走査回路９からの各信号を偏向
信号としてそれぞれ入力し、Ｂモード表示を行な
う。このような、リニア走査は従来のリニア走査
と変るところはない。
次に、制御回路４は、第４図に示すように駆
動回路１４を介して、移動手段１３の例えば圧電
材料基板b1に電圧を加え、この状態で、各振動子
を順次、a1〜a5、a2〜a6、a3〜a7……のように順
次１個づつずらせて駆動し、リニア走査を行う。
ここで、移動手段１４において、圧電材料基板b1
に電圧が印加されると、その厚さが例えばｄ／５
（ｄは各振動子間の距離）だけ伸び、これによつ
て振動子アレイ１１が矢印Ｃ方向に、機械的に
ｄ／５だけずれた位置に移動し、この状態でリニ
ア走査が行なわれる。したがつて、この状態での
各超音波ビームの中心位置は、第５図破線に示
すように前記の状態での超音波ビームの中心位
置（第５図実線）に対して、ｄ／５だけずれる
こととなる。
動回路１４を介して、移動手段１３の例えば圧電
材料基板b1に電圧を加え、この状態で、各振動子
を順次、a1〜a5、a2〜a6、a3〜a7……のように順
次１個づつずらせて駆動し、リニア走査を行う。
ここで、移動手段１４において、圧電材料基板b1
に電圧が印加されると、その厚さが例えばｄ／５
（ｄは各振動子間の距離）だけ伸び、これによつ
て振動子アレイ１１が矢印Ｃ方向に、機械的に
ｄ／５だけずれた位置に移動し、この状態でリニ
ア走査が行なわれる。したがつて、この状態での
各超音波ビームの中心位置は、第５図破線に示
すように前記の状態での超音波ビームの中心位
置（第５図実線）に対して、ｄ／５だけずれる
こととなる。
次に、制御回路４は、第４図に示すように駆
動回路１４を介して、移動手段１３の圧電材料基
板b1，b2に電圧を加え、振動子アレイ１１をの
状態から2d／５だけ移動させた状態で、各振動
子を順次１個づつずらせて駆動し、リニア走査を
行う。この状態での各超音波ビームの中心位置
は、第５図一点鎖線に示すように前記の状態
での超音波ビームの中心位置に対して2d／５、
前記の状態での超音波ビームの中心位置に対し
てはｄ／５だけずれることとなる。
動回路１４を介して、移動手段１３の圧電材料基
板b1，b2に電圧を加え、振動子アレイ１１をの
状態から2d／５だけ移動させた状態で、各振動
子を順次１個づつずらせて駆動し、リニア走査を
行う。この状態での各超音波ビームの中心位置
は、第５図一点鎖線に示すように前記の状態
での超音波ビームの中心位置に対して2d／５、
前記の状態での超音波ビームの中心位置に対し
てはｄ／５だけずれることとなる。
以下、同じようにして、移動手段１４の圧電材
料基板b1〜b3に電圧を加えた状態（第４図参
照）、移動手段１４の圧電材料基板b1〜b4に電圧
を加えた状態（第４図参照）で、それぞれリニ
ア走査を実施する。
料基板b1〜b3に電圧を加えた状態（第４図参
照）、移動手段１４の圧電材料基板b1〜b4に電圧
を加えた状態（第４図参照）で、それぞれリニ
ア走査を実施する。
以後、前記〜を繰返しながら、リニア走査
を行う。なお、ここでは、各振動子a1〜aoを一通
り駆動することによつて、一回のリニア走査を完
了し、この一回のリニア走査ごとに振動子アレイ
を僅かづつ移動させたもので、これによつて、振
動子アレイの機械的な移動回数を減少させるとと
もに、一枚の画像をできるだけ早く得ることがで
きるようにしたものである。
を行う。なお、ここでは、各振動子a1〜aoを一通
り駆動することによつて、一回のリニア走査を完
了し、この一回のリニア走査ごとに振動子アレイ
を僅かづつ移動させたもので、これによつて、振
動子アレイの機械的な移動回数を減少させるとと
もに、一枚の画像をできるだけ早く得ることがで
きるようにしたものである。
このように、振動子アレイを機械的に僅かづつ
移動させ、リニア走査を行わせると、各超音波ビ
ームの中心位置の相互間隔は、第５図に示すよう
に振動子の相互間隔ｄより狭い間隔（この実施例
では1/5ｄ）とすることができ、走査線総数を増
大（この実施例では５倍）させることができる。
移動させ、リニア走査を行わせると、各超音波ビ
ームの中心位置の相互間隔は、第５図に示すよう
に振動子の相互間隔ｄより狭い間隔（この実施例
では1/5ｄ）とすることができ、走査線総数を増
大（この実施例では５倍）させることができる。
振動子アレイを機械的に僅かづつ移動させ、リ
ニア走査をして得られる各画像は、表示器８の残
光あるいは目の残光による合成、また、必要に応
じてメモリ手段等を用いて行なわれる合成によつ
て、高解像度、高品質の断層像を得ることができ
る。
ニア走査をして得られる各画像は、表示器８の残
光あるいは目の残光による合成、また、必要に応
じてメモリ手段等を用いて行なわれる合成によつ
て、高解像度、高品質の断層像を得ることができ
る。
なお、上記の実施例では、振動子アレイ１１の
移動手段を側面にひとつだけ設けたものである
が、振動子アレイの残りの側面にも移動手段を設
置してもよい。また、この移動手段は、圧電材料
基板の厚味方向伸びを利用したが、印加する電圧
の極性を変え、縮み、あるいは伸びと縮みの組合
せを利用してもよい。
移動手段を側面にひとつだけ設けたものである
が、振動子アレイの残りの側面にも移動手段を設
置してもよい。また、この移動手段は、圧電材料
基板の厚味方向伸びを利用したが、印加する電圧
の極性を変え、縮み、あるいは伸びと縮みの組合
せを利用してもよい。
以上に説明したように、本発明は、プローブケ
ース内壁と振動子アレイとの間に、超音波振動子
の配列方向であつて、超音波振動子の配列間隔よ
り小さい僅かな距離を単位として、この振動子ア
レイを機械的に移動させる、複数の圧電材料基板
を積層して構成した移動手段を設置し、また、振
動子アレイを構成する複数の超音波振動子の中の
いくつかを順次１個ずつずらせながら駆動してリ
ニア走査を実施すると共に、この１回のリニア走
査毎に振動子アレイを移動手段によつて超音波振
動子の配列方向に前記僅かな距離を単位として移
動させるようにしたものである。
ース内壁と振動子アレイとの間に、超音波振動子
の配列方向であつて、超音波振動子の配列間隔よ
り小さい僅かな距離を単位として、この振動子ア
レイを機械的に移動させる、複数の圧電材料基板
を積層して構成した移動手段を設置し、また、振
動子アレイを構成する複数の超音波振動子の中の
いくつかを順次１個ずつずらせながら駆動してリ
ニア走査を実施すると共に、この１回のリニア走
査毎に振動子アレイを移動手段によつて超音波振
動子の配列方向に前記僅かな距離を単位として移
動させるようにしたものである。
したがつて、本発明によれば、簡単な構成で、
容易に均一なピツチであつて、走査線の本数を増
大させることができ、高い解像度、均一で画質の
高い断層像を得ることができる超音波診断装置が
実現できる。
容易に均一なピツチであつて、走査線の本数を増
大させることができ、高い解像度、均一で画質の
高い断層像を得ることができる超音波診断装置が
実現できる。
第１図は本発明に係る装置に用いられるプロー
ブの一例を示す構成斜視図、第２図は本発明に係
る装置の一実施例を示す構成ブロツク図、第３図
は第１図に使用されている移動手段の一例を示す
構成図、第４図は第２図装置の動作の一例を説明
するための説明図、第５図は超音波ビームの走査
例を示す説明図である。 １……プローブケース、２……ケーブル、１１
……振動子アレイ、a1，a2，a3……超音波振動
子、１２……駆動回路（スキヤナ）、１３……移
動手段、１４……駆動回路、１６……音響レン
ズ、１７……ゲル剤、３……クロツクパルス発生
器、４……制御回路、５……遅延回路、６１……
送信回路、６２……受信回路、７……電圧発生回
路、８……表示器、９……走査回路。
ブの一例を示す構成斜視図、第２図は本発明に係
る装置の一実施例を示す構成ブロツク図、第３図
は第１図に使用されている移動手段の一例を示す
構成図、第４図は第２図装置の動作の一例を説明
するための説明図、第５図は超音波ビームの走査
例を示す説明図である。 １……プローブケース、２……ケーブル、１１
……振動子アレイ、a1，a2，a3……超音波振動
子、１２……駆動回路（スキヤナ）、１３……移
動手段、１４……駆動回路、１６……音響レン
ズ、１７……ゲル剤、３……クロツクパルス発生
器、４……制御回路、５……遅延回路、６１……
送信回路、６２……受信回路、７……電圧発生回
路、８……表示器、９……走査回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ プローブケースと、 複数個の超音波振動子を配列して構成され、前
記プローブケース内に収容されると共に当該プロ
ーブケースに対して機械的に移動可能なように配
置された振動子アレイと、 前記プローブケース内壁と前記振動子アレイと
の間に設置され、前記超音波振動子の配列方向で
あつて、超音波振動子の配列間隔より小さい僅か
な距離を単位として、この振動子アレイを機械的
に移動させる、複数の圧電材料基板を積層して構
成した移動手段とを具備し、 前記振動子アレイを構成する複数の超音波振動
子の中のいくつかを順次１個づつずらせながら駆
動してリニア走査を実施すると共に、当該リニア
走査の１回毎に振動子アレイを前記移動手段によ
つて超音波振動子の配列方向に前記僅かな距離を
単位として移動させるようにしたことを特徴とす
る超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56132747A JPS5836535A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56132747A JPS5836535A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5836535A JPS5836535A (ja) | 1983-03-03 |
| JPS6355936B2 true JPS6355936B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=15088632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56132747A Granted JPS5836535A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836535A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158846A (ja) * | 1984-01-28 | 1985-08-20 | 株式会社島津製作所 | 超音波診断装置における超音波ビ−ムの走査方法 |
| JPS60165544A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | Hitachi Ltd | アレイ型超音波プロ−ブ |
-
1981
- 1981-08-26 JP JP56132747A patent/JPS5836535A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5836535A (ja) | 1983-03-03 |
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