JP2000023974A - 超音波プローブ用傾き角度検出器 - Google Patents

超音波プローブ用傾き角度検出器

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JP2000023974A
JP2000023974A JP10201678A JP20167898A JP2000023974A JP 2000023974 A JP2000023974 A JP 2000023974A JP 10201678 A JP10201678 A JP 10201678A JP 20167898 A JP20167898 A JP 20167898A JP 2000023974 A JP2000023974 A JP 2000023974A
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ultrasonic
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裕 長井
Kohei Ono
浩平 大野
Eiji Harasawa
栄志 原澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単であり、操作が容易であり、被検
者に負担を与えず、正確に3次元的画像を得ること。 【解決手段】 超音波プローブ1に設けられた傾き角度
検出器2において、そのスライド板4は超音波プローブ
1の先端側方向へ、基準アーム6は超音波プローブ1か
ら離間する方向へ回動するようにそれぞればねによって
付勢されている。この超音波プローブ1が被検者の体表
面に当接されて使用される場合、基準アーム6は常に体
表面に密着している。超音波プローブ1に設けられたエ
ンコーダ12は、基準アーム6に対する超音波プローブ
1の傾き角度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波装置におい
て生体内の3次元領域の画像収得と、3次元的画像を構
築するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医用超音波装置は、超音波プローブによ
り得られるデータから臓器や病変組織の断面を可視化す
るものである。このような装置において、測定対象を3
次元的画像とするために、従来は、操作者が超音波プロ
ーブを適当に移動させあるいは傾けて複数の断面のデー
タを記録し、これにより3次元的画像を構築していた。
しかし、このような装置では超音波プローブの位置や傾
き角度が正確に得られないので正確な3次元的画像を構
築することはできなかった。
【0003】一方、被検者の外部で支持されたアームに
超音波プローブを取り付け、被検者の外部に基準となる
座標をとり、このアームの動きからその座標における超
音波プローブの位置および傾き角度を求め、これに基づ
いて3次元的画像を得る方法がある(特開平2−172
452号参照)。しかし、このような装置は、構造が複
雑であり、また測定の間、被検者は身動きできないとい
う欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来装置に
よれば、簡易に3次元的画像を得ようとするならば正確
さに欠け、正確に3次元的画像を得ようとするならば装
置が複雑となり、被検者に負担をかけるといった欠点が
あった。
【0005】本発明の目的は、構成が簡単であり、操作
が容易であり、被検者に負担を与えず、正確に3次元的
画像を得ることができる装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
超音波プローブに用いられ、この超音波プローブの先端
近傍に一端を回動自在に取り付けられた基準アームと、
この基準アームを前記超音波プローブから離間する方向
に回転付勢する第1の付勢手段と、前記基準アームに対
する前記超音波プローブの傾き角度を検出する検出部と
からなる傾き角度検出器である。
【0007】このような構成において、超音波プローブ
の先端が被検者の体表面に押し当てられると、基準アー
ムは被検者の体表面に密着する。基準アームが被検者の
体表面に密着した状態で操作者が超音波プローブを傾け
ると、検出部はその傾き角度を検出する。
【0008】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明において、傾き角度検出器は、超音波プローブの側面
に沿って摺動自在とされた摺動部材と、この摺動部材を
前記超音波プローブの先端およびその先の方向に付勢す
る第2の付勢手段とを備え、基準アームの一端は、前記
摺動部材の先端に回動自在に取り付けられていることを
特徴とする。
【0009】このような構成において、操作者が超音波
プローブを被検者の体表面に押し当てた状態でいかよう
に傾けても、摺動部材は摺動し、その先端は常に被検者
の体表面と同じ位置にある。このため、基準アームは、
常に被検者の体表面に密着した状態にある。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の斜
視図である。図に示すように、超音波プローブ1には傾
き角度検出器2が設けられている。超音波プローブ1
は、複数の超音波振動子が一列に配置されたいわゆるア
レイタイプであり、その走査面は図中Aで示すように超
音波を送受する先端面1aに直交する面である。
【0011】傾き角度検出器2は、超音波プローブ1の
側面1bに設けられたベース板3と、このベース板3上
を摺動自在とされたスライド板4(摺動部材)と、この
スライド板4の一端に回動自在に設けられた軸5と、こ
の軸5に一端を取り付けられた基準アーム6とを備えて
いる。
【0012】スライド板4には長手方向にスリット4a
が設けられている。ベース板3に植設された1対のピン
7a,7bは、スリット4aに挿通されている。ピン7
a,7bのヘッド部の径は、スリット4aの幅よりも大
きい。これらのヘッド部によってスライド板4は、ベー
ス板3からの離脱を阻止されている。一方のピン7a
と、スライド板4のスリット4aの一端側との間には円
筒コイルばね8(第2の付勢手段)が設けられている。
この円筒コイルばね8は、図2の断面図の矢印Bに示す
ように、スライド板4をその先端部が超音波プローブ1
の先端面1aの方に至るように、更に先端面1aよりも
先の方に突出するように付勢している。
【0013】さらにスライド板4と基準アーム6との間
には、軸5を捲回する状態とされた1対のねじりコイル
ばね9(第1の付勢手段)が設けられている。このねじ
りコイルばね9は、スライド板4と基準アーム6との間
の角度が略180度となるまで付勢するものである。ね
じりコイルばね9は、スライド板4と基準アーム6にそ
れぞれ設けられた溝部4b,6b(図1参照)に収納さ
れている。
【0014】図3には、スライド板4と基準アーム6を
収納した状態を示している。ベース板3の一端には係止
部10が設けられている。係止部10は断面L字状であ
り、その先端部10aは内側に突出している。この先端
部10aは、基準アーム6の先端部近傍の裏面に設けら
れた凹部6aと係合するようになっている。
【0015】更に、傾き角度検出器2は図1に示すよう
に、超音波プローブ1の側面1bに設けられたベース板
11にエンコーダ12(検出部)を備えている。図1お
よび図4に示すように、基準アーム6の軸5の一端には
半円板状のギア13が取り付けられており、エンコーダ
12の回転軸にはギア14が取り付けられている。基準
アーム6の軸5の回転は、これらギア13とギア14と
を介してエンコーダ12に伝達される。従って、エンコ
ーダ12は、超音波プローブ1の側面1bと基準アーム
6との間の角度、すなわち超音波プローブ1の走査面A
に対する基準アーム6の角度を検出するものである。
尚、エンコーダ12のリード線は、超音波プローブ1の
超音波振動子に接続されているリード線と共に超音波プ
ローブ1のコード部1cとされて外部に導出されてい
る。
【0016】図5に、この超音波プローブ1が用いられ
た3次元超音波装置の全体構成を示す。超音波プローブ
1には、傾き角度検出器2が設けられている。超音波プ
ローブ1は、その超音波振動子を駆動する送信部21
と、超音波振動子からの信号を受信する受信部22が接
続されている。送信部21には、この送信部21を制御
して超音波振動子の超音波ビームの走査のタイミングを
制御する送信タイミングコントロール部23が接続され
ており、受信部22には、この受信部22が受信した信
号のノイズ除去、増幅、比較等の信号処理を行う受信信
号処理部24が接続されている。2次元処理部25は、
送信タイミングコントロール部23を制御すると共に、
受信信号処理部24から得られる受信信号に基づいて2
次元の断層画像を作成するものである。
【0017】角度情報処理部25は、傾き角度検出器2
が検出した角度が所定角度変化する毎にそれを検出する
ものである。3次元画像合成部26は、2次元処理部2
5からの2次元の断面画像と角度情報処理部28からの
検出信号とに基づいて3次元の画像情報にするものであ
り、表示部27は3次元画像合成部26が合成した画像
を表示するものである。
【0018】次にこのように構成された装置の動作を説
明する。まず操作者は、超音波プローブ1を図3に示し
た収納状態にして手に持ち、その先端面1a(送受信
面)を被検者の体表面の測定部位に当接させ、関心領域
を決定後、基準アーム6を係止部10から外す。このと
き円筒コイルばね8は、スライド板4を超音波プローブ
1の先端方向に移動するように付勢する。一方、ねじり
コイルばね9は、基準アーム6をスライド板4との角度
が大きくなるように付勢する。このため、基準アーム6
は被検者の体表面に密着する。
【0019】操作者はこのように超音波プローブ1を押
し付けた状態でその側面の一方が生体表面に近接するよ
うに傾け、次に、超音波プローブ1を上記の状態から体
表面に対し徐々に直立するようにし、直立の後、他方の
側面が生体表面に近接するように傾ける。
【0020】このとき、被検者の体表面上における超音
波プローブ1と、この超音波プローブ1に取り付けられ
たスライド板4および基準アーム6の状態は図6に示す
ようになる。図6(a)は、超音波プローブ1が傾き角
度検出器2が設けられている側面とは反対側に傾いたと
きを示している。このときスライド板4の先端は超音波
プローブ1より突出し、基準アーム6は体表面Cに密着
する。
【0021】図6(b)は、超音波プローブ1が体表面
Cに対し直角にされたときを示している。このとき、ス
ライド板4の先端は超音波プローブ1の先端面1aの近
傍にあり、基準アーム6は体表面に密着する。
【0022】図6(c)は、超音波プローブ1が傾き角
度検出器2が設けられている側に傾いたときを示してい
る。このとき、スライド板4の先端は超音波プローブ1
の先端面1aより引っ込み、基準アーム6は体表面Cに
密着する。
【0023】すなわち被検者の体表面Cに超音波プロー
ブ1を押し付けた状態でその超音波プローブ1をその走
査面に直交する方向で傾けた場合、いかように傾けても
基準アーム6は、体表面Cに密着した状態になってい
る。このためスライド板4と基準アーム6がなす角度θ
は、常に体表面Cの所定部位(基準アーム6が密着した
部位)に対する超音波プローブ1の傾き角度となってい
る。図7に、超音波プローブ1による走査の状態を示
す。
【0024】ここでエンコーダ12は、基準アーム6に
対する超音波プローブ1の傾き角度を検出しており、角
度情報処理部28は、エンコーダ12の検出角度が所定
角度変化する毎にその旨の信号を3次元画像合成部26
に出力する。
【0025】一方、送信タイミングコントロール部23
の制御により送信部21は超音波振動子を駆動して送信
を行なう。送信された超音波ビームは測定対象で反射し
超音波振動子に戻る。受信部22はこの戻ってきた信号
を受信する。
【0026】受信部22で受信された信号は、受信信号
処理部24でノイズ除去、増幅、比較等の処理がなされ
て、2次元処理部25に至る。2次元処理部25は、与
えられる受信信号から断層画像を作成する。
【0027】3次元画像合成部26は、角度情報処理部
28からの信号に基づいて超音波プローブ1が所定角度
傾く毎に、2次元処理部25が作成した断層画像を記録
し、所定数の断層画像を得た時、これに基づいて3次元
的画像を作成し、これを表示部27に表示させる。
【0028】本装置における傾き角度検出器2は、スラ
イド板4を備え、その先端に基準アーム6を取り付けて
いるので、常に基準アーム6はその裏面全体が対表面に
密着する。このため、操作者が超音波プローブ1を対表
面に押し付け、傾ける際、何等特別な技術を必要としな
くても、正確に超音波プローブ1の傾き角度を得ること
ができる。これにより正確な3次元的画像が得られる。
【0029】上記の例において、基準アーム6が収納状
態にある場合は、2次元処理部25で作成された2次元
断層画像を直接に表示部27にて表示するようにしても
良い。この2次元表示と3次元表示の切り換えは、例え
ば超音波プローブ1に取り付けたスイッチによっておこ
なっても良いし、また基準アーム6が収納状態にあるか
否かを検出する検出器によって行っても良い。
【0030】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、構成が簡単で
あり、操作が容易であり、被検者に負担を与えず、正確
に3次元的画像を構築することができる。
【0031】請求項2の発明によれば、更に正確に3次
元的画像を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の傾き角度検出器付き超音波プローブを
示す斜視図。
【図2】図1に示した傾き角度検出器の要部断面図。
【図3】図1に示した傾き角度検出器の基準アームの収
納状態を示す図。
【図4】図1に示した傾き角度検出器の検出部を説明す
るための図。
【図5】図1に示したプローブが用いられた3次元超音
波装置の全体構成を示す図。
【図6】図1に示したプローブの使用状態を説明するた
めの図。
【図7】図1に示したプローブの走査状態を説明するた
めの図。
【符号の説明】
1 超音波プローブ 2 傾き角度検出器 4 スライド板 6 基準アーム 8 円筒コイルばね 9 ねじりコイルばね 12 エンコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原澤 栄志 東京都新宿区西落合1丁目31番4号 日本 光電工業株式会社内 Fターム(参考) 2G047 AC13 BA03 BC13 DA02 DB02 DB03 DB10 EA12 EA14 GA06 GA19 GB02 GB16 GG35 GH07 GH09 4C301 AA02 BB05 BB13 BB22 BB28 BB35 CC01 EE13 EE15 GA01 GB03 JB22 JC14 KK16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波プローブに用いられ、 この超音波プローブの先端近傍に一端を回動自在に取り
    付けられた基準アームと、この基準アームを前記超音波
    プローブから離間する方向に回転付勢する第1の付勢手
    段と、前記基準アームに対する前記超音波プローブの傾
    き角度を検出する検出部とからなる超音波プローブ用傾
    き角度検出器。
  2. 【請求項2】 超音波プローブの側面に沿って摺動自在
    とされた摺動部材と、この摺動部材を前記超音波プロー
    ブの先端およびその先の方向に付勢する第2の付勢手段
    とを備え、基準アームの一端は、前記摺動部材の先端に
    回動自在に取り付けられていることを特徴とする請求項
    1に記載の超音波プローブ用傾き角度検出器。
JP10201678A 1998-07-16 1998-07-16 超音波プローブ用傾き角度検出器 Pending JP2000023974A (ja)

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DE19933228A DE19933228A1 (de) 1998-07-16 1999-07-15 Neigungswinkel-Detektiereinrichtung für eine Ultraschallsonde
US09/354,120 US6322506B1 (en) 1998-07-16 1999-07-15 Inclination angle detecting device for an ultrasound probe

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