JP2006296750A - 超音波探触子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 超音波振動子の周辺に位置センサを設置することなく、超音波振動子の位置を検出できる超音波探触子を提供する。
【解決手段】 超音波振動子4の揺動範囲にあたる筐体の先端部3に、内側に反射体15が設置された着脱可能なカバー14を有する。この構成により、カバーの装着時に、超音波振動子を揺動させて、カバーに設置された反射体からのエコーを超音波振動子で受信して得られたエコー信号から、超音波振動子の位置情報を読み取ることができる。よって、新たに検出センサを用いることなく、超音波振動子の位置検出とずれを補正することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 超音波振動子4の揺動範囲にあたる筐体の先端部3に、内側に反射体15が設置された着脱可能なカバー14を有する。この構成により、カバーの装着時に、超音波振動子を揺動させて、カバーに設置された反射体からのエコーを超音波振動子で受信して得られたエコー信号から、超音波振動子の位置情報を読み取ることができる。よって、新たに検出センサを用いることなく、超音波振動子の位置検出とずれを補正することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、生体内に超音波を照射してそのエコー信号を受け取る超音波探触子に関する。
図8と図9は、従来の超音波探触子を示す縦断面図と側面図をそれぞれ示すものである。従来の超音波探触子は、図8と図9に示すように、グリップ部1に、モータ5と当該モータ5に連結された駆動プーリ102を有し、生体内への挿入部となる先端部3の筐体部3b内部に、超音波振動子4と当該超音波振動子4の回転軸9に設置された揺動プーリ7を有し、駆動プーリ102と揺動プーリ7とがワイヤ8により連結された揺動機構100を構成しており、モータ5により駆動プーリ102を回転させることで、モータ5の回転をワイヤ8により揺動プーリ7に伝えて、超音波振動子4を回転軸9の回りに揺動させ、そのときの超音波振動子4の位置角度を、揺動プーリ7に設置された位置角度センサ103で検出するようになされている(例えば、下記の特許文献1参照)。なお、符号3aは先端部3のベース部を示す。
特開平10−179588号公報(第2−11頁、第12図)
しかしながら、従来の超音波探触子においては、揺動時にワイヤ8が駆動プーリ102及び揺動プーリ7上を滑ることによる位置のずれやワイヤ8の経年変化のため、超音波振動子4の位置角度を正確に検出するために、位置角度センサ103により揺動プーリ7の位置角度を検出することで超音波振動子4の位置角度を検出する方法をとっている。このため、揺動プーリ7周辺に位置角度センサ103を設置しなければならないという問題があった。
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、揺動プーリ周辺に新たに位置角度センサを設置することなく、超音波振動子の位置角度を検出することができる超音波探触子を提供することを目的とする。
本発明に係る超音波探触子は、筐体内に超音波振動子を揺動運動させる揺動機構を有する超音波探触子において、前記筐体の先端部に、前記超音波振動子の揺動範囲にあたる揺動周方向に沿って内側に反射体が設置された着脱可能なカバーを有することを特徴とする。
この構成により、カバー装着時に、超音波振動子を揺動させて、カバーに設置された反射体からのエコーを超音波振動子で受信して得られたエコー信号から、超音波振動子の位置情報を読み取ることができる。よって、新たに検出センサを用いることなく、超音波振動子の位置を検出することができる。
また、前記反射体は、揺動周方向に沿って設置された複数の反射体で構成されていることを特徴とする。
この構成により、複数の反射体を超音波振動子でスキャンすることでできる波形により、揺動機構の経年変化などで反射体の設定値情報がずれている場合にそのずれ分を補正して正確な揺動位置を検出することができる。
また、前記反射体は、反射面に複数のスリット部を有することを特徴とする。
この構成により、反射体のスリット部を超音波振動子でスキャンすることでできる波形により、駆動側の移動揺動角度に対する超音波振動子の移動揺動角度のずれを検出することができ、双方の移動ずれを補正することができる。
さらに、前記反射体は、揺動周方向に沿って反射面の面積が周期的に変化することを特徴とする。
この構成により、反射体を超音波振動子でスキャンすることでできる反射波の強度変化から、駆動側の移動揺動角度に対する超音波振動子の移動揺動角度のずれを検出することができ、双方の移動ずれを補正することができる。
本発明に係る超音波探触子によれば、筐体内に超音波振動子を揺動運動させる揺動機構を有する超音波探触子において、前記超音波振動子の揺動範囲にあたる前記筐体の先端部に、内側に反射体が設置された着脱可能なカバーを有することで、カバー装着時に、超音波振動子を揺動させて、カバーに設置された反射体からのエコーを超音波振動子で受信して得られたエコー信号から、超音波振動子の位置情報を読み取ることができる。よって、新たに検出センサを用いることなく、超音波振動子の位置検出とずれを補正することができる。
以下、本発明の各実施の形態に係る超音波探触子について図面を参照して説明する。
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す縦断面図であり、図2は図1の先端部の拡大図、図3は図1の先端部の横断面図である。
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す縦断面図であり、図2は図1の先端部の拡大図、図3は図1の先端部の横断面図である。
第1の実施の形態に係る超音波探触子は、図1〜図3に示すように、グリップ部1にモータ5を有し、生体内への挿入部2となる先端部3の筐体部3b内部に、前記モータ5にシャフト10を介して連結された駆動プーリ6と、超音波振動子4が設置された超音波振動子ユニット4aの回転軸9に設置された揺動プーリ7とが中間プーリ13を介してワイヤ8により連結された揺動機構を有している。
筐体の先端部3はカバー14を有し、カバー14の内側には、超音波振動子4の揺動範囲にあたる揺動周方向に沿って反射体15が設置されている。なお、反射体15は、カバー14の内部にあってもよい。反射体15の形状は、図4Aに示すように、複数個の反射体15からなる特徴を有している。反射体15は、位置情報を取得したい位置に設置される。例えば、揺動の中心や、左右の両端部などである。それぞれ、図中の反射体15の長手方向を揺動周方向に沿って設置される。なお、本実施の形態において、前記モータ5は、エンコーダ5a付きのモータであるが、ステッピングモータであってもよく、コントローラ側から位置指定をできるものであればよい。また、図1〜図3において、3aは先端部3のベース部を示し、11と12は揺動プーリ7と駆動プーリ6の図面表面側と同様な構成を有する裏面側を示す符号である。
超音波振動子を使用する範囲及びその揺動範囲は、図2及び図3における破線内の範囲であり、例えば、120度としたら、センターから±60度となる。なお、反射体15の材質は、反射率が大きい金属などが望ましい。また、カバー14と先端部3の隙間は、超音波及びエコーを伝播する液体で満たされていることが望ましい。本実施の形態に示した反射体15の形状は長方形であるが、楕円形などであってもかまわない。また、本実施の形態に係る超音波探触子は、体腔に挿入してエコー信号を受け取る超音波探触子であるが、体表からエコー信号を受け取る超音波探触子であってもかまわない。
図10は、超音波探触子の動作制御部の構成を示すブロック図である。図10に示す超音波探触子の動作制御部20は、モータ5を制御する駆動制御部21と、超音波振動子4からの出力波形を整形しカウントする波形カウント部22と、初期データなどを記憶するデータ記憶部23と、これらを制御する主制御部24とから構成される。また、主制御部24は、超音波診断装置からの制御信号のやり取りを行い、波形カウント部22からのデータをデータ記憶部23のデータと比較演算できる手段を備えている。なお、主制御部24は、超音波探触子の筐体内、又は超音波診断装置内、又は超音波診断装置と超音波探触子をつなぐケーブルやコネクタに設置されていてもよい。なお、波形カウント部22は、コンパレータとデータをカウントする手段を備えている。
次に、以上のように構成された超音波探触子の動作について図5及び図6A、図6Bを参照して説明する。
図1において、超音波プローブとして体腔内に超音波を照射してそのエコー信号を受け取るという使用時を除く非使用時には、カバー14を装着している。これは、落下などによる先端部3の破壊に対する保護カバーの役割も有する。使用時には、図5に示すように、カバー14を外した状態で、体腔外にて操作者がグリップ部1を保持して、挿入部2を体腔内に挿入することができる。そして、モータ5によりシャフト10に設置された駆動プーリ6を回転運動させて、前記駆動プーリ6の回転運動を、中間プーリ13を介してワイヤ8により揺動プーリ7に伝達して、超音波振動子4が設置された超音波振動子ユニット4aを回転軸9の回りに揺動運動させることができる。
図1において、超音波プローブとして体腔内に超音波を照射してそのエコー信号を受け取るという使用時を除く非使用時には、カバー14を装着している。これは、落下などによる先端部3の破壊に対する保護カバーの役割も有する。使用時には、図5に示すように、カバー14を外した状態で、体腔外にて操作者がグリップ部1を保持して、挿入部2を体腔内に挿入することができる。そして、モータ5によりシャフト10に設置された駆動プーリ6を回転運動させて、前記駆動プーリ6の回転運動を、中間プーリ13を介してワイヤ8により揺動プーリ7に伝達して、超音波振動子4が設置された超音波振動子ユニット4aを回転軸9の回りに揺動運動させることができる。
なお、図1〜図3、図5及び図6A、図6Bにおいては、駆動プーリ6の軸方向と回転軸9の軸方向とは直交する場合を示している。また、各軸とシャフトの軸受けは、図中、省略してある。また、図1及び図5中、揺動プーリ7と駆動プーリ6の裏面側11及び12にも表面と同様な中間プーリ13が設置され、表面と同様にワイヤ8がかけられている。なお、図中のように中間プーリ13は複数あってもよい。また、各プーリにはワイヤ8がかかる円周状の溝を有していてもよい。さらに、筐体部3bの中には、超音波及びエコーを伝播する液体のカップリング液などが充填されていてもよい。
次に、図6A、図6B、図10を用いて超音波振動子4の位置検出について説明する。カバー14を装着している非使用時に、図6A、図6Bに示すように、超音波振動子4を揺動させて、反射体15からのエコーを超音波振動子4で受信して得られたエコー信号を読み取る。図10に示す波形カウント部22において、その時の回転位置に応じたエコーの反射強度から、その最大値、又は、コンパレータを用いた場合は所定のスレッシュホールド値を超える値を読み取り、主制御部24にて反射体15にあたる超音波振動子4の位置とする。このとき、主制御部24にてモータ5がステッピングモータの場合は送りステップからモータ位置を読み取り、エンコーダ付きモータの場合はそのエンコーダ値からモータ位置を読み取る。よって、反射体15にあたる超音波振動子4の位置を、そのときのモータ位置から検出することができる。あらかじめ、データ記憶部23に反射体15の設定位置情報を持っているため、揺動機構の経年変化などでその設定位置情報とずれている場合は、主制御部24においてそのずれ分を補正することにより、正確な揺動位置が分かるようになる。
このように、本発明の第1の実施の形態によれば、超音波振動子4を揺動することで超音波振動子4によってカバー14につけられた反射体15からのエコーをスキャンすることから超音波振動子4の位置情報を読み取ることができる。よって、新たに磁気式や光学式の位置検出センサを用いることなく、超音波振動子4の位置検出とずれを補正することができる。
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態に係る超音波探触子について図4B及び図7A、図7Bを用いて説明する。本発明の第2の実施の形態に係る超音波探触子は、図4Bに示すように、反射体15として、反射面に複数のスリット部16を有する反射体15を用いている。なお、スリット部16は、超音波振動子4の揺動周方向に等間隔になっていることが望ましい。また、スリット部16は、反射率が異なる材質により形成されていてもかまわない。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
本発明の第2の実施の形態に係る超音波探触子について図4B及び図7A、図7Bを用いて説明する。本発明の第2の実施の形態に係る超音波探触子は、図4Bに示すように、反射体15として、反射面に複数のスリット部16を有する反射体15を用いている。なお、スリット部16は、超音波振動子4の揺動周方向に等間隔になっていることが望ましい。また、スリット部16は、反射率が異なる材質により形成されていてもかまわない。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
次に、図7A、図7B、図10を用いて本実施の形態に係る超音波探触子における超音波振動子4の位置検出について説明する。カバー14が装着された状態で、図7A、図7Bに示すように、超音波振動子4を揺動させるときに、超音波振動子4でカバー14に揺動周方向に設置してある反射体15からのエコーを図中の矢印の方向に回転しながらその反射強度の波形を読み取り、図10に示す波形カウント部22において、その最大値、又は、コンパレータを用いた場合は所定のスレッシュホールド値を超える値を数えることにより、全周にわたり連続的に位置情報を読み取ることができる。なお、主制御部24にて、モータ位置は、ステッピングモータの場合はステップ送り数から読み取り、エンコーダの付いているモータの場合はエンコーダから読み取る。
このような本発明の第2の実施の形態によれば、カバー14に設置された反射体15のスリット部16を超音波振動子4でスキャンして反射強度の波形を読み取り、最大値、又は、所定のスレッシュホールド値を超える値をカウントすることで、全周にわたり連続的に位置情報を読み取ることができる。
<第3の実施の形態>
本発明の第3の実施の形態に係る超音波探触子について図4C及び図7A、図7Bを用いて説明する。本発明の第3の実施の形態に係る超音波探触子は、図4Cに示すように、反射体15として、超音波振動子4の揺動周方向に沿って反射面の面積が周期的に変化する反射体15を用いている。なお、形状の外形は、図4Cのように曲線から形成されても、あるいは図示を省略した直線から形成されていてもよい。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
本発明の第3の実施の形態に係る超音波探触子について図4C及び図7A、図7Bを用いて説明する。本発明の第3の実施の形態に係る超音波探触子は、図4Cに示すように、反射体15として、超音波振動子4の揺動周方向に沿って反射面の面積が周期的に変化する反射体15を用いている。なお、形状の外形は、図4Cのように曲線から形成されても、あるいは図示を省略した直線から形成されていてもよい。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
次に、図7A、図7B、図10を用いて本実施の形態に係る超音波探触子における超音波振動子4の位置検出について説明する。カバー14が装着された状態で、図7A、図7Bに示すように、超音波振動子4の揺動時に、超音波振動子4でカバー14に揺動周方向に設置してある反射体15からのエコーを図中の矢印の方向に回転しながらその反射強度の波形を読み取り、図10に示す波形カウント部22において、その最大値、又は、コンパレータを用いた場合は所定のスレッシュホールド値を超える値を数えることにより、全周にわたり連続的に位置情報を読み取ることができる。なお、主制御部24にて、モータ位置は、ステッピングモータの場合はステップ送り数から読み取り、エンコーダの付いているモータのばあいはエンコーダから読み取る。
このような本発明の第3の実施の形態によれば、カバー14に設置された面積が周期的に変化する反射体15のエコーを超音波振動子4でスキャンして反射強度の波形を読み取り、最大値、又は、所定のスレッシュホールド値を超える値をカウントすることで、スリットを形成しなくとも全周にわたり連続的に位置情報を読み取ることができる。
以上のように、本発明は、揺動範囲にあたる筐体の先端部に、内側に反射体が設置された着脱可能なカバーを有する構成により、カバー装着時に、超音波振動子を揺動させて、カバーに設置された反射体からのエコーを超音波振動子で受信して得られたエコー信号から、超音波振動子の位置情報を読み取ることができる。よって、新たに位置検出センサを用いることなく、超音波振動子の位置検出とずれを補正することができるという効果を奏し、生体内に超音波を照射してそのエコー信号を受け取る超音波探触子として有用である。
1 グリップ部
2 挿入部
3 先端部
3a 先端部のベース部
3b 先端部の筐体部
4 超音波振動子
4a 超音波振動子ユニット
5 モータ
5a エンコーダ
6 駆動プーリ
7 揺動プーリ
8 ワイヤ
9 回転軸
10 シャフト
13 中間プーリ
14 カバー
15 反射体
16 スリット部
20 動作制御部
21 駆動制御部
22 波形カウント部
23 データ記憶部
24 主制御部
2 挿入部
3 先端部
3a 先端部のベース部
3b 先端部の筐体部
4 超音波振動子
4a 超音波振動子ユニット
5 モータ
5a エンコーダ
6 駆動プーリ
7 揺動プーリ
8 ワイヤ
9 回転軸
10 シャフト
13 中間プーリ
14 カバー
15 反射体
16 スリット部
20 動作制御部
21 駆動制御部
22 波形カウント部
23 データ記憶部
24 主制御部
Claims (4)
- 筐体内に超音波振動子を揺動運動させる揺動機構を有する超音波探触子において、
前記筐体の先端部に、前記超音波振動子の揺動範囲にあたる揺動周方向に沿って内側に反射体が設置された着脱可能なカバーを有することを特徴とする超音波探触子。 - 前記反射体は、前記揺動周方向に沿って設置された複数の反射体で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波探触子。
- 前記反射体は、反射面に複数のスリット部を有することを特徴とする請求項1に記載の超音波探触子。
- 前記反射体は、前記揺動周方向に沿って反射面の面積が周期的に変化することを特徴とする請求項1に記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005122796A JP2006296750A (ja) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005122796A JP2006296750A (ja) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | 超音波探触子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006296750A true JP2006296750A (ja) | 2006-11-02 |
Family
ID=37465573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005122796A Withdrawn JP2006296750A (ja) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006296750A (ja) |
-
2005
- 2005-04-20 JP JP2005122796A patent/JP2006296750A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |