JPH06154220A - 機械走査式超音波探触子 - Google Patents
機械走査式超音波探触子Info
- Publication number
- JPH06154220A JPH06154220A JP4313074A JP31307492A JPH06154220A JP H06154220 A JPH06154220 A JP H06154220A JP 4313074 A JP4313074 A JP 4313074A JP 31307492 A JP31307492 A JP 31307492A JP H06154220 A JPH06154220 A JP H06154220A
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- Japan
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- acoustic window
- ultrasonic
- acoustic
- center
- curved surface
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波変換素子の表面と音響窓の間に発生す
る多重反射を減少させ、超音波が音響窓を透過する際に
生じる屈折を補正し、良好な超音波画像を得るようにし
た機械走査式超音波探触子を提供する。 【構成】 超音波を送受信する超音波変換素子７が固定
されているローター５の回転軸６の中心と、音響窓２の
内壁曲面１１と外壁曲面９の曲率中心１２、１０を異な
らせる。超音波変換素子７から送信された超音波を音響
窓２に垂直に入射させずに、角度を持たせて入射させる
ことができるので、超音波変換素子７と音響窓２の間に
発生する超音波の多重反射を減少させることができる。
音響窓２の内壁曲面１１の曲率中心１２と外壁曲面９の
曲率中心１０を異ならせることにより、音響窓２を透過
する際、音速が異なるために生じる超音波の屈折を補正
することができる。
る多重反射を減少させ、超音波が音響窓を透過する際に
生じる屈折を補正し、良好な超音波画像を得るようにし
た機械走査式超音波探触子を提供する。 【構成】 超音波を送受信する超音波変換素子７が固定
されているローター５の回転軸６の中心と、音響窓２の
内壁曲面１１と外壁曲面９の曲率中心１２、１０を異な
らせる。超音波変換素子７から送信された超音波を音響
窓２に垂直に入射させずに、角度を持たせて入射させる
ことができるので、超音波変換素子７と音響窓２の間に
発生する超音波の多重反射を減少させることができる。
音響窓２の内壁曲面１１の曲率中心１２と外壁曲面９の
曲率中心１０を異ならせることにより、音響窓２を透過
する際、音速が異なるために生じる超音波の屈折を補正
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置に使用
され、超音波変換素子の機械的動作により、超音波ビー
ムの走査を行う機械走査式超音波探触子に関する。
され、超音波変換素子の機械的動作により、超音波ビー
ムの走査を行う機械走査式超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的な機械走査式超音波探触子
については、文献「超音波診断」（日本超音波医学会
編）１７頁に示されているような構成が知られている。
以下、従来の機械走査式超音波探触子について図５に示
す要部の一部破断側面図を参照しながら説明する。
については、文献「超音波診断」（日本超音波医学会
編）１７頁に示されているような構成が知られている。
以下、従来の機械走査式超音波探触子について図５に示
す要部の一部破断側面図を参照しながら説明する。
【０００３】図５に示すように、収納ケース４１はその
前面側、すなわち、超音波の透過する前面側が音響窓４
２になっている。収納ケース４１の内側にフレーム４３
が取り付けられている。フレーム４３の支持部４４には
ローター４５が回転軸４６により回転可能に支持され、
ローター４５には超音波を送受信する超音波変換素子４
７が固定されている。ローター４５および超音波変換素
子４７はモータ（図示省略）の駆動により動力伝達手段
（図示省略）を介して回転運動、若しくは円弧運動され
る。音響窓４２内には音響結合媒体４８が封入されてい
る。上記音響窓４２における内壁曲面４９と外壁曲面５
０の曲率中心５１は、ローター４５等を回転運動、若し
くは円弧運動可能に支持する回転軸４６の中心上に位置
している。
前面側、すなわち、超音波の透過する前面側が音響窓４
２になっている。収納ケース４１の内側にフレーム４３
が取り付けられている。フレーム４３の支持部４４には
ローター４５が回転軸４６により回転可能に支持され、
ローター４５には超音波を送受信する超音波変換素子４
７が固定されている。ローター４５および超音波変換素
子４７はモータ（図示省略）の駆動により動力伝達手段
（図示省略）を介して回転運動、若しくは円弧運動され
る。音響窓４２内には音響結合媒体４８が封入されてい
る。上記音響窓４２における内壁曲面４９と外壁曲面５
０の曲率中心５１は、ローター４５等を回転運動、若し
くは円弧運動可能に支持する回転軸４６の中心上に位置
している。
【０００４】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。モータの駆動によりローター４５および
超音波変換素子４７を回転運動、若しくは円弧運動させ
ながら、超音波変換素子４７から被検体Ｍに向けて超音
波を送信し、被検体Ｍで反射された反射波を超音波変換
素子４７で受信する。信号伝達系（図示省略）を介して
上記受信信号を超音波診断装置本体に送り、信号処理し
て扇状の超音波画像として表示させることができる。
いて説明する。モータの駆動によりローター４５および
超音波変換素子４７を回転運動、若しくは円弧運動させ
ながら、超音波変換素子４７から被検体Ｍに向けて超音
波を送信し、被検体Ｍで反射された反射波を超音波変換
素子４７で受信する。信号伝達系（図示省略）を介して
上記受信信号を超音波診断装置本体に送り、信号処理し
て扇状の超音波画像として表示させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の機械走査式超音波探触子は、超音波走査の際に超
音波変換素子４７から送信する超音波を音響窓４２に垂
直に入射させる。このため、音響窓４２と被検体Ｍ、若
しくは音響窓４２とこの音響窓４２内に封入されている
音響結合媒体４８との音響インピーダンスの差から、一
部の超音波は音響窓４２を透過しないで反射し、送信し
た超音波変換素子４７に戻り、再び音響窓４２に向けて
放射する。このように超音波変換素子４７からの１回の
超音波放射で、音響窓４２と超音波変換素子４７との間
で繰り返して反射された超音波による多重反射が発生す
る。多重反射が発生すると、超音波画像における被検体
表面に近い部位には、同心円状の筋が多数現れ、これが
アーティファクトとなり、超音波画像によって診断する
上で大きな障害となる。
来例の機械走査式超音波探触子は、超音波走査の際に超
音波変換素子４７から送信する超音波を音響窓４２に垂
直に入射させる。このため、音響窓４２と被検体Ｍ、若
しくは音響窓４２とこの音響窓４２内に封入されている
音響結合媒体４８との音響インピーダンスの差から、一
部の超音波は音響窓４２を透過しないで反射し、送信し
た超音波変換素子４７に戻り、再び音響窓４２に向けて
放射する。このように超音波変換素子４７からの１回の
超音波放射で、音響窓４２と超音波変換素子４７との間
で繰り返して反射された超音波による多重反射が発生す
る。多重反射が発生すると、超音波画像における被検体
表面に近い部位には、同心円状の筋が多数現れ、これが
アーティファクトとなり、超音波画像によって診断する
上で大きな障害となる。
【０００６】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、超音波変換素子の表面と音響窓との間に
発生する多重反射を減少させることができ、したがっ
て、多重反射像の少ない良好な超音波画像を得ることが
できるようにした機械走査式超音波探触子を提供し、ま
た、上記目的に加え、音響結合媒体と音響窓と被検体の
各々の音速の違いにより生じる超音波の屈折を補正する
ことができ、したがって、超音波画像の歪み、距離計測
における誤差のない良好な超音波診断画像を得ることが
できるようにした機械走査式超音波探触子を提供するこ
とを目的とするものである。
るものであり、超音波変換素子の表面と音響窓との間に
発生する多重反射を減少させることができ、したがっ
て、多重反射像の少ない良好な超音波画像を得ることが
できるようにした機械走査式超音波探触子を提供し、ま
た、上記目的に加え、音響結合媒体と音響窓と被検体の
各々の音速の違いにより生じる超音波の屈折を補正する
ことができ、したがって、超音波画像の歪み、距離計測
における誤差のない良好な超音波診断画像を得ることが
できるようにした機械走査式超音波探触子を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のうち、前者の目的
を達成するための本発明の技術的手段は、音響窓と、こ
の音響窓内に回転運動、若しくは円弧運動可能に支持さ
れたローターと、このローターに固定され、超音波を送
受信する超音波変換素子と、上記音響窓内に封入された
音響結合媒体とを備え、上記ローターの回転、若しくは
円弧運動の中心に対し、上記音響窓における内外壁曲面
の曲率中心が異なるように構成されたものである。
を達成するための本発明の技術的手段は、音響窓と、こ
の音響窓内に回転運動、若しくは円弧運動可能に支持さ
れたローターと、このローターに固定され、超音波を送
受信する超音波変換素子と、上記音響窓内に封入された
音響結合媒体とを備え、上記ローターの回転、若しくは
円弧運動の中心に対し、上記音響窓における内外壁曲面
の曲率中心が異なるように構成されたものである。
【０００８】また、上記のうち、後者の目的を達成する
ための本発明の他の技術的手段は、上記技術的手段にお
いて、音響窓が、音響結合媒体を伝搬する超音波の経路
と、被検体内を伝搬する超音波の経路とがほぼ平行にな
るような形状に形成されたものである。
ための本発明の他の技術的手段は、上記技術的手段にお
いて、音響窓が、音響結合媒体を伝搬する超音波の経路
と、被検体内を伝搬する超音波の経路とがほぼ平行にな
るような形状に形成されたものである。
【０００９】そして、上記のように平行な経路を得るに
は、音響窓の内壁曲面の曲率中心と、外壁曲面の曲率中
心とをそれぞれ適当な位置にずらして異なるように設定
し、かつ内壁曲面の曲率と外壁曲面の曲率を異ならせ
る。
は、音響窓の内壁曲面の曲率中心と、外壁曲面の曲率中
心とをそれぞれ適当な位置にずらして異なるように設定
し、かつ内壁曲面の曲率と外壁曲面の曲率を異ならせ
る。
【００１０】また、上記技術的手段における音響窓を被
検体の縦波音速よりも速い縦波音速を有する材料により
形成し、上記音響結合媒体を被検体の縦波音速とほぼ等
しい縦波音速を有する材料により形成する。
検体の縦波音速よりも速い縦波音速を有する材料により
形成し、上記音響結合媒体を被検体の縦波音速とほぼ等
しい縦波音速を有する材料により形成する。
【００１１】また、上記技術的手段において、音響窓の
内壁曲面の曲率中心が、ローターの軸中心と音響窓の外
壁曲面の曲率中心とを結ぶ直線を内分するように構成す
るのが好ましい。
内壁曲面の曲率中心が、ローターの軸中心と音響窓の外
壁曲面の曲率中心とを結ぶ直線を内分するように構成す
るのが好ましい。
【００１２】
【作用】したがって、本発明によれば、ローターの回
転、若しくは円弧運動の中心と音響窓の内壁曲面の曲率
中心を異ならせることにより、ローターに固定された超
音波変換素子から送信された超音波経路が音響窓の正面
１箇所を除いて音響結合媒体から音響窓の内壁曲面に垂
直に入射されることはなく、超音波変換素子の表面と音
響窓の内壁曲面との間での多重反射は、垂直に入射され
る場合に比べて減少する。
転、若しくは円弧運動の中心と音響窓の内壁曲面の曲率
中心を異ならせることにより、ローターに固定された超
音波変換素子から送信された超音波経路が音響窓の正面
１箇所を除いて音響結合媒体から音響窓の内壁曲面に垂
直に入射されることはなく、超音波変換素子の表面と音
響窓の内壁曲面との間での多重反射は、垂直に入射され
る場合に比べて減少する。
【００１３】また、ローターの回転、若しくは円弧運動
の中心に対し、音響窓の内壁曲面の曲率中心と、外壁曲
面の曲率中心をそれぞれ適当な位置に異なるように設定
することにより、音速の異なる音響結合媒体から音響窓
に、角度を持って入射されるために生じる界面での第１
の超音波の屈折を、音速のそれぞれ異なる音響窓の外壁
曲面と被検体の界面において生じる第２の超音波の屈折
で、被検体内の超音波伝搬経路が、理想的な超音波の経
路、すなわち、音響結合媒体における超音波伝搬経路と
ほぼ平行になるよう補正し、あたかも音響窓における超
音波の屈折がないようにすることができる。
の中心に対し、音響窓の内壁曲面の曲率中心と、外壁曲
面の曲率中心をそれぞれ適当な位置に異なるように設定
することにより、音速の異なる音響結合媒体から音響窓
に、角度を持って入射されるために生じる界面での第１
の超音波の屈折を、音速のそれぞれ異なる音響窓の外壁
曲面と被検体の界面において生じる第２の超音波の屈折
で、被検体内の超音波伝搬経路が、理想的な超音波の経
路、すなわち、音響結合媒体における超音波伝搬経路と
ほぼ平行になるよう補正し、あたかも音響窓における超
音波の屈折がないようにすることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例における機械走査
式超音波探触子を示す要部の一部破断側面図、図２は図
１のＡ部の拡大図である。
式超音波探触子を示す要部の一部破断側面図、図２は図
１のＡ部の拡大図である。
【００１６】図１に示すように、収納ケース１はプラス
チック製で、その前面側、すなわち、超音波の伝搬する
前面側の領域が音響窓２になっている。収納ケース１の
内側にフレーム３が取り付けられている。フレーム３の
支持部４にはローター５が回転軸６により回転可能に支
持され、ローター５には超音波を送受信する超音波変換
素子７が固定されている。ローター５および超音波変換
素子７はモータ（図示省略）の駆動により動力伝達手段
（図示省略）を介して回転運動、若しくは円弧運動され
る。音響窓２内には音響結合媒体８が封入されている。
チック製で、その前面側、すなわち、超音波の伝搬する
前面側の領域が音響窓２になっている。収納ケース１の
内側にフレーム３が取り付けられている。フレーム３の
支持部４にはローター５が回転軸６により回転可能に支
持され、ローター５には超音波を送受信する超音波変換
素子７が固定されている。ローター５および超音波変換
素子７はモータ（図示省略）の駆動により動力伝達手段
（図示省略）を介して回転運動、若しくは円弧運動され
る。音響窓２内には音響結合媒体８が封入されている。
【００１７】収納ケース１の音響窓２の音響的特性（音
速、音響インピーダンス）が被検体Ｍと同じ特性である
ことが理想であるが、このような特性を有する材料を入
手することは非常に困難であるのが実状である。このよ
うな状況において、音響窓２として、ポリエチレンやポ
リメチルペンテン（ＴＰＸ）などが用いられている。こ
れらの材料の音速は約２０００ｍ／sec前後であり、音
響結合媒体８、被検体Ｍに比べて速い。また、音響イン
ピーダンスも音響結合媒体８、被検体Ｍの音響インピー
ダンス１.５〜１.６５Ｍｒａｙｌより若干大きく、１.
６７〜１.８Ｍｒａｙｌという値になっている。
速、音響インピーダンス）が被検体Ｍと同じ特性である
ことが理想であるが、このような特性を有する材料を入
手することは非常に困難であるのが実状である。このよ
うな状況において、音響窓２として、ポリエチレンやポ
リメチルペンテン（ＴＰＸ）などが用いられている。こ
れらの材料の音速は約２０００ｍ／sec前後であり、音
響結合媒体８、被検体Ｍに比べて速い。また、音響イン
ピーダンスも音響結合媒体８、被検体Ｍの音響インピー
ダンス１.５〜１.６５Ｍｒａｙｌより若干大きく、１.
６７〜１.８Ｍｒａｙｌという値になっている。
【００１８】音響窓２の形状は、その外壁曲面９の曲率
中心１０が超音波変換素子７を固定しているローター５
の回転軸６の中心より被検体Ｍから遠くになり、また、
音響窓２の内壁曲面１１の曲率中心１２がローター５の
回転軸６の中心と外壁曲面９の曲率中心１０とを結ぶ直
線を内分するように形成されている。
中心１０が超音波変換素子７を固定しているローター５
の回転軸６の中心より被検体Ｍから遠くになり、また、
音響窓２の内壁曲面１１の曲率中心１２がローター５の
回転軸６の中心と外壁曲面９の曲率中心１０とを結ぶ直
線を内分するように形成されている。
【００１９】以上のような構成について、以下、その動
作とともに更に詳細に説明する。被検体Ｍの超音波画像
を得る動作については上記従来例で説明した内容とほぼ
同じであるので、ここではその説明を省略し、超音波変
換素子７により送信、若しくは受信する場合の超音波伝
搬経路について詳細に説明する。
作とともに更に詳細に説明する。被検体Ｍの超音波画像
を得る動作については上記従来例で説明した内容とほぼ
同じであるので、ここではその説明を省略し、超音波変
換素子７により送信、若しくは受信する場合の超音波伝
搬経路について詳細に説明する。
【００２０】モータの駆動によりローター５および超音
波変換素子７を回転軸６を中心として回転させるが、図
１に示すように、ローター５等の回転角（音響窓２の正
面における法線１３と放射音波経路１４が挟む角）はψ
0である。超音波変換素子７から送信された超音波は、
上記のような音響窓２等の構成により音響窓２の正面、
すなわち、法線１３の１箇所を除いて図２に示すよう
に、音響結合媒体（音速：Ｖ1）８中を放射音波経路１
４で伝搬し、入射角（入射面の法線１５と放射超音波経
路１４が挟む角）θ1で内壁曲面１１に入射する。内壁
曲面１１を透過せずに反射角（入射角に等しく、入射面
の法線１５と対称の角）θ´1で反射した一部の反射波
は、経路１６で音響結合媒体８中を伝搬する。したがっ
て、この反射波が超音波変換素子７に入射することはほ
とんどないため、超音波変換素子７の表面と音響窓２と
の間での多重反射は、ほとんど発生しない。
波変換素子７を回転軸６を中心として回転させるが、図
１に示すように、ローター５等の回転角（音響窓２の正
面における法線１３と放射音波経路１４が挟む角）はψ
0である。超音波変換素子７から送信された超音波は、
上記のような音響窓２等の構成により音響窓２の正面、
すなわち、法線１３の１箇所を除いて図２に示すよう
に、音響結合媒体（音速：Ｖ1）８中を放射音波経路１
４で伝搬し、入射角（入射面の法線１５と放射超音波経
路１４が挟む角）θ1で内壁曲面１１に入射する。内壁
曲面１１を透過せずに反射角（入射角に等しく、入射面
の法線１５と対称の角）θ´1で反射した一部の反射波
は、経路１６で音響結合媒体８中を伝搬する。したがっ
て、この反射波が超音波変換素子７に入射することはほ
とんどないため、超音波変換素子７の表面と音響窓２と
の間での多重反射は、ほとんど発生しない。
【００２１】一方、音響窓（音速：Ｖ2）２には、入射
角（入射面の法線１５と音響窓２での超音波経路１７が
挟む角）θ2で超音波が入射する。このとき、音響結合
媒体８と音響窓２の音速の違いから、スネルの法則によ
り超音波は、（Ｖ1／ｓｉｎθ1＝Ｖ2／ｓｉｎθ2）で屈
折する。
角（入射面の法線１５と音響窓２での超音波経路１７が
挟む角）θ2で超音波が入射する。このとき、音響結合
媒体８と音響窓２の音速の違いから、スネルの法則によ
り超音波は、（Ｖ1／ｓｉｎθ1＝Ｖ2／ｓｉｎθ2）で屈
折する。
【００２２】音響窓２に入射した超音波は、音響窓２内
を超音波経路１７で伝搬する。そして、超音波は、音響
窓（音速：Ｖ2）２から入射角（外壁曲面９の法線１８
と音響窓２での超音波経路１７が挟む角）θ3で被検体
（音速：Ｖ3）Ｍに入射する。このときも上記と同様
に、スネルの法則によって超音波は、（Ｖ2／ｓｉｎθ3
＝Ｖ3／ｓｉｎθ4）で屈折し、被検体Ｍへは入射角（外
壁曲面９の法線１８と超音波経路１９が挟む角）θ4で
入射する。
を超音波経路１７で伝搬する。そして、超音波は、音響
窓（音速：Ｖ2）２から入射角（外壁曲面９の法線１８
と音響窓２での超音波経路１７が挟む角）θ3で被検体
（音速：Ｖ3）Ｍに入射する。このときも上記と同様
に、スネルの法則によって超音波は、（Ｖ2／ｓｉｎθ3
＝Ｖ3／ｓｉｎθ4）で屈折し、被検体Ｍへは入射角（外
壁曲面９の法線１８と超音波経路１９が挟む角）θ4で
入射する。
【００２３】ローター５の回転角ψ0と、実際の被検体
Ｍ内の超音波経路１９のなす角は誤差角εであり、それ
ぞれ音速が異なる音響結合媒体８、音響窓２、被検体Ｍ
の界面を超音波が透過する際に、屈折によって生じたも
のである。
Ｍ内の超音波経路１９のなす角は誤差角εであり、それ
ぞれ音速が異なる音響結合媒体８、音響窓２、被検体Ｍ
の界面を超音波が透過する際に、屈折によって生じたも
のである。
【００２４】以下、本実施例における超音波の屈折の算
出方法について、図３を参照しながら説明をする。計算
を簡易化するために、音響窓２の中をｘ軸とｙ軸の２つ
の軸を持つ平面と仮定する。
出方法について、図３を参照しながら説明をする。計算
を簡易化するために、音響窓２の中をｘ軸とｙ軸の２つ
の軸を持つ平面と仮定する。
【００２５】ローター５の回転軸６の中心を原点（０，
０）とする。そして、内壁曲面１１の音響窓２の部分は
円１：ｘ2＋（ｙ−１.３）2＝１０2の一部であると仮定
される。ローター５が正面における音響窓２の法線１３
からψ0°回転したときの音響結合媒体８中の超音波の
経路１４は
０）とする。そして、内壁曲面１１の音響窓２の部分は
円１：ｘ2＋（ｙ−１.３）2＝１０2の一部であると仮定
される。ローター５が正面における音響窓２の法線１３
からψ0°回転したときの音響結合媒体８中の超音波の
経路１４は
【００２６】
【数１】
【００２７】であり、音響結合媒体８中の超音波の経路
１４が内壁曲面１１に入射する点ａは、上記円１と直線
１との交点である。この点ａ（ｘa，ｙa）は次式で表わ
される。
１４が内壁曲面１１に入射する点ａは、上記円１と直線
１との交点である。この点ａ（ｘa，ｙa）は次式で表わ
される。
【００２８】
【数２】
【００２９】超音波経路１４の内壁面１１への入射角θ
1は次式で表わされる。
1は次式で表わされる。
【００３０】
【数３】
【００３１】本発明の実施例においては、音響結合媒体
８の音速は１５４０ｍ／sec、プラスチック製の音響窓
２の音速は２０６０ｍ／secであり、スネルの法則によ
って音響窓２内の入射角θ2は次式で表わされる。
８の音速は１５４０ｍ／sec、プラスチック製の音響窓
２の音速は２０６０ｍ／secであり、スネルの法則によ
って音響窓２内の入射角θ2は次式で表わされる。
【００３２】
【数４】
【００３３】同様に外壁曲面９の音響窓２の部分は円
２：ｘ2＋（ｙ−１.５）２＝１１2の一部と仮定するこ
とができ、また、音響窓２内の超音波経路１７である直
線２は次式で表わされる。
２：ｘ2＋（ｙ−１.５）２＝１１2の一部と仮定するこ
とができ、また、音響窓２内の超音波経路１７である直
線２は次式で表わされる。
【００３４】
【数５】
【００３５】音響窓２内の超音波経路１７が音響窓２か
ら被検体Ｍに出ていく点ｂ（ｘb，ｙb）は、上記円２と
直線２との交点であり、次式で表わされる。
ら被検体Ｍに出ていく点ｂ（ｘb，ｙb）は、上記円２と
直線２との交点であり、次式で表わされる。
【００３６】
【数６】
【００３７】ここで、超音波が音響窓２から被検体Ｍに
入射する入射角θ3は次式で表わされる。
入射する入射角θ3は次式で表わされる。
【００３８】
【数７】
【００３９】一般的に被検体Ｍとなる人体中の音速は２
０６０ｍ／secであり、スネルの法則によって超音波の
被検体Ｍへの入射角θ4は次式で表わされる。
０６０ｍ／secであり、スネルの法則によって超音波の
被検体Ｍへの入射角θ4は次式で表わされる。
【００４０】
【数８】
【００４１】このとき、被検体Ｍ内の超音波経路１９と
理想的な被検体Ｍ内の超音波の経路２０との誤差角εは
次式のように算出される。
理想的な被検体Ｍ内の超音波の経路２０との誤差角εは
次式のように算出される。
【００４２】
【数９】
【００４３】図４はローター５の回転角ψ0と誤差角ε
との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、
実線は本発明の実施例による誤差角εを示し、破線は音
響窓２の内外壁曲面１１、９の曲率中心を同じ点にした
比較例における誤差角εを示している。表１はローター
５の回転角が６０°のときの各々の入射角θ1〜θ4と誤
差角εである。
との関係を示したグラフである。このグラフにおいて、
実線は本発明の実施例による誤差角εを示し、破線は音
響窓２の内外壁曲面１１、９の曲率中心を同じ点にした
比較例における誤差角εを示している。表１はローター
５の回転角が６０°のときの各々の入射角θ1〜θ4と誤
差角εである。
【００４４】
【表１】
【００４５】本発明の実施例のように、被検体Ｍである
人体の音速、約１５００ｍ／secに対し、音響結合媒体
８の音速を例えば１５００ｍ／sec、プラスチック製の
収納ケース１の音速を例えば２０００ｍ／secとし、収
納ケース１の音速が音響結合媒体８と被検体Ｍの音速に
比べて速くなるように設定している場合に、ローター５
の回転軸６の中心、音響窓２の内壁曲面１１の曲率中心
１２ならび外壁曲面９の曲率中心１０が直線上に位置
し、かつ内壁曲面１１の曲率中心１２をローター５の回
転軸６の中心と外壁曲面９の曲率中心１０との間に位置
するように設定することにより、超音波変換素子７から
送信された超音波が音響結合媒体８から音響窓２の内壁
曲面１１に垂直に入射されることはなく、多重反射のな
い超音波画像が得られ、しかも、被検体Ｍ内における超
音波伝搬経路が音響結合媒体８における超音波伝搬経路
と平行になるように補正するので、音響窓２による超音
波の屈折によって生じる歪のない良好な超音波画像が得
られる。
人体の音速、約１５００ｍ／secに対し、音響結合媒体
８の音速を例えば１５００ｍ／sec、プラスチック製の
収納ケース１の音速を例えば２０００ｍ／secとし、収
納ケース１の音速が音響結合媒体８と被検体Ｍの音速に
比べて速くなるように設定している場合に、ローター５
の回転軸６の中心、音響窓２の内壁曲面１１の曲率中心
１２ならび外壁曲面９の曲率中心１０が直線上に位置
し、かつ内壁曲面１１の曲率中心１２をローター５の回
転軸６の中心と外壁曲面９の曲率中心１０との間に位置
するように設定することにより、超音波変換素子７から
送信された超音波が音響結合媒体８から音響窓２の内壁
曲面１１に垂直に入射されることはなく、多重反射のな
い超音波画像が得られ、しかも、被検体Ｍ内における超
音波伝搬経路が音響結合媒体８における超音波伝搬経路
と平行になるように補正するので、音響窓２による超音
波の屈折によって生じる歪のない良好な超音波画像が得
られる。
【００４６】なお、本実施例では超音波変換素子７を固
定したローター５が回転する場合について説明したが、
このほか、ローター５が円弧状に往復運動をする場合に
ついても、同様の効果が得られる。このほか、本発明
は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変
更することができる。
定したローター５が回転する場合について説明したが、
このほか、ローター５が円弧状に往復運動をする場合に
ついても、同様の効果が得られる。このほか、本発明
は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変
更することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波変換素子を固定しているローターの回転、若しくは
円弧運動の中心と、音響窓における内壁曲面と外壁曲面
の曲率中心を異ならせることにより、超音波変換素子か
ら送信された超音波が音響窓の正面１箇所を除いて音響
結合媒体から音響窓の内壁曲面に垂直に入射されること
はなく、超音波変換素子の表面と音響窓の間で発生する
多重反射を抑えることができ、超音波診断画像における
被検体内の浅い部位を容易に観察することができる。
音波変換素子を固定しているローターの回転、若しくは
円弧運動の中心と、音響窓における内壁曲面と外壁曲面
の曲率中心を異ならせることにより、超音波変換素子か
ら送信された超音波が音響窓の正面１箇所を除いて音響
結合媒体から音響窓の内壁曲面に垂直に入射されること
はなく、超音波変換素子の表面と音響窓の間で発生する
多重反射を抑えることができ、超音波診断画像における
被検体内の浅い部位を容易に観察することができる。
【００４８】また、超音波変換素子を固定しているロー
ターの回転、若しくは円弧運動の中心と、音響窓の内壁
曲面と外壁曲面の曲率中心をそれぞれ異なるように設定
することにより、音響窓における超音波の屈折を補正す
ることができる。したがって、歪みのない良好な超音波
画像を得ることができ、また、誤差のない正確な距離測
定を行うことができる。
ターの回転、若しくは円弧運動の中心と、音響窓の内壁
曲面と外壁曲面の曲率中心をそれぞれ異なるように設定
することにより、音響窓における超音波の屈折を補正す
ることができる。したがって、歪みのない良好な超音波
画像を得ることができ、また、誤差のない正確な距離測
定を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例における機械走査式超音波探
触子を示す要部の一部破断側面図
触子を示す要部の一部破断側面図
【図２】同機械走査式超音波探触子を示し、図１のＡ部
の拡大図
の拡大図
【図３】同機械走査式超音波探触子を示し、超音波が音
響窓を透過する際の説明図
響窓を透過する際の説明図
【図４】同機械走査式超音波探触子におけるローターの
回転角と誤差角の関係を示すグラフ
回転角と誤差角の関係を示すグラフ
【図５】従来の機械走査式超音波探触子を示す要部の一
部破断側面図
部破断側面図
１ 収納ケース ２ 音響窓 ５ ローター ６ 回転軸（ローターの回転中心） ７ 超音波変換素子 ８ 音響結合媒体 ９ 外壁曲面 １０ 外壁曲面の曲率中心 １１ 内壁曲面 １２ 内壁曲面の曲率中心 １３ 正面における音響窓の法線 １４ 音響結合媒体中の超音波経路 １５ 内壁曲面の法線 １６ 音響結合媒体中の反射超音波経路 １７ 音響窓内の超音波経路 １８ 外壁曲面の法線 １９ 被検体内の超音波経路 ２０ 被検体内の理想的な超音波経路 Ｍ 被検体
Claims (6)
- 【請求項１】 音響窓と、この音響窓内に回転運動、若
しくは円弧運動可能に支持されたローターと、このロー
ターに固定され、超音波を送受信する超音波変換素子
と、上記音響窓内に封入された音響結合媒体とを備え、
上記ローターの回転、若しくは円弧運動の中心に対し、
上記音響窓における内外壁曲面の曲率中心が異なるよう
に構成されたことを特徴とする機械走査式超音波探触
子。 - 【請求項２】 音響窓が、音響結合媒体を伝搬する超音
波の経路と、被検体内を伝搬する超音波の経路とがほぼ
平行になるような形状に形成されたことを特徴とする請
求項１記載の機械走査式超音波探触子。 - 【請求項３】 音響窓の内壁曲面の曲率中心と、外壁曲
面の曲率中心とが異なるように形成されたことを特徴と
する請求項１記載の機械走査式超音波探触子。 - 【請求項４】 音響窓が、被検体の縦波音速よりも速い
縦波音速を有する材料により形成されたことを特徴とす
る請求項１記載の機械走査式超音波探触子。 - 【請求項５】 音響結合媒体が、被検体の縦波音速とほ
ぼ等しい縦波音速を有する材料により形成されたことを
特徴とする請求項１記載の機械走査式超音波探触子。 - 【請求項６】 音響窓の内壁曲面の曲率中心が、ロータ
ーの軸中心と音響窓の外壁曲面の曲率中心とを結ぶ直線
を内分するように構成されたことを特徴とする請求項１
記載の機械走査式超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4313074A JP2720732B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 機械走査式超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4313074A JP2720732B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 機械走査式超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06154220A true JPH06154220A (ja) | 1994-06-03 |
| JP2720732B2 JP2720732B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=18036883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4313074A Expired - Fee Related JP2720732B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 機械走査式超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720732B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001346797A (ja) * | 2000-06-12 | 2001-12-18 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波内視鏡 |
| JP2003230558A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-19 | General Electric Co <Ge> | ディジタル・イメージング方法、システム及び装置 |
| JP2006247203A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ３次元超音波探触子及び３次元超音波診断装置 |
| JP2007021037A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63234951A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
| JPH01149700A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-06-12 | Hewlett Packard Co <Hp> | 音響ダンパ |
| JPH0332652A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP4313074A patent/JP2720732B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63234951A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-30 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
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| JP2006247203A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ３次元超音波探触子及び３次元超音波診断装置 |
| JP4611064B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2011-01-12 | パナソニック株式会社 | ３次元超音波探触子及び３次元超音波診断装置 |
| JP2007021037A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2720732B2 (ja) | 1998-03-04 |
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