JPS59168844A - 超音波検査方法およびその装置 - Google Patents

超音波検査方法およびその装置

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JPS59168844A
JPS59168844A JP58042798A JP4279883A JPS59168844A JP S59168844 A JPS59168844 A JP S59168844A JP 58042798 A JP58042798 A JP 58042798A JP 4279883 A JP4279883 A JP 4279883A JP S59168844 A JPS59168844 A JP S59168844A
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JP
Japan
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probe
ultrasonic
monitor
wave
inspection method
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JP58042798A
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English (en)
Inventor
田中 計輔
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Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Original Assignee
Gencorp Inc
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波の歯科への応用とりわけ歯槽骨という
近距離で小寸法のものを対象としてその位置測定をす為
ための超音波検査方法とその装置に関するものである。
さらに詳しくは、第1図に示すように、歯(1)の歯根
部の外側には歯槽骨(2)が形成され、その表面が歯肉
(3)で被覆されているが、この歯槽骨(2)の状態を
知ることは歯科治療上極めて重要である。この歯槽骨(
2)は歯肉表面からの距離が短く、しかも小寸法である
から、超音波検査をするには、高分解能でかつ短いスキ
ャンタイムが要求され、しかも音響インピ°−クンスが
生体とは甚しく異なるものである。本発明はこのような
対象物の測定をしようとする方法と装置に関するもので
ある。
従来、歯科応用の超音波検査は、単体の探触子を用い、
これを歯肉用前面に固定して超音波ビームを発射し、返
ってきたエコーを同じ探触子で検出してそのエコーの位
置を測定し、つぎに、探触子を移動して再度同じ方法で
測定する。このように、1点ずつ移動して測定していた
のでは、能率が悪く、かつ探触子から被検体までの距離
が極めて短いので、探触子の固定位置のわずがな変動に
よっても不正確な断増像となり、さらに、深さ方向の分
解能にも限界があった。
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、探触子の大きさを15X3,5朋以下の縦長
とし、また超音波の送受波にも電子スキャン方式を採用
し、深さ方向の分解能を高めるため可能な限り高い周波
数(10〜40MH2)とし、さらに、送受波の指向性
を広くとるため、少なくとも、受波時には有効な指向性
の角度を35度以上の広角としてなるものである。
以下、本発明の一実施例を図面について説明する。
第1図において、(4)は探触子を示し、この探触子(
4)はPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などからなる振
動体の両面に電極を付着してなる振動素子(5□X52
)・・・を多数一定ピツチで並べて構成されている。そ
して探触子(4)の全体の長さく1)、巾(W)、振動
素子ピッチ(plはつぎのようにして決定される。
長さくJ−)は、被検体である歯(1)の長さに依存す
るが、同時に、振動素子(5,)(52)・・・から発
射された超音波が被検体である歯(1)の表面に当り易
いような長さであって、被検体(1)に正確に対向でき
ることが装置の感度の点から重要である。さらに操作性
も勘案して決定される。具体的には8〜151115程
度とする。
巾し)は、中方向分解能、振動素子(51X52)・・
・の近距離音場の長さ、つまり超音波は発射後に広がる
ためその有効長さく谷に比例する)、感度(Wに比例す
る)、操作性などを加味して決定される。具体的には2
.5〜3.51程度とする。
振動素子(51X52)・・・のピッチ(p)は、厚み
振動以外の振動をなるべく抑圧すること、制御するため
の電子回路の簡便さく素子数は少ない方がよい)、画像
のきめ細がさく素子数は多い方がよい)、被検体部位の
形状寸法、探触子操作の容易さ等を考えて適宜決定され
る。具体的には、0.2〜0.6 mとする。したがっ
て、探触子(4)の表面に取付けられる振動素子(51
X52)・・・の数は、10〜30個となる。
以上のように構成された探触子(4)の走査方式は電子
スキャン方式が採用される。この電子スキャン方式は、
機械的スキャン方式に比べて、機械的な振動がなく、操
作性にすぐれている。ここでいう電子ヌキャン方式には
第2図のリニアスキャン方式、第3図のコンパウンド(
リニア+セクタスキャン)方式、第4図のホログラフィ
撮像方式がある。
さらに具体的には、第2図のリニアスキャン方式は、n
個の振動素子(5□X52)・・・のうち、最初に受信
し、その出力電圧を加算する。このとき、5個で1グル
ープの振動素子列の中央からエコーが返ってきたものと
なる。つぎに、2番目から6番目の振動素子(52)〜
(56)、3番目から7番目の振動素子(53)〜(5
□)、へと順次1つずつすらして同時にパルス発射とエ
コー受信を繰返す。n −4番目からn番目の送受信が
終了したら再び1〜5番へと戻る。このようにしてスキ
ャンすると、スキャンヒツチは振動素子(5□)(52
)・・・のピッチ(p)に等しくなる。なお、この場合
、1〜5、工〜6.2〜6.2〜7.3〜7.3〜8、
・・・のように移動すればスキャンピッチは2pと半分
になる。
つぎに第3図のコンパウンド方式は、第2図のリニア方
式とセクタ方式との複合型である。ここで、セクタ方式
とは、各振動素子(51X52)・・・の駆動に適当な
遅延時間を与え主ビームを扇形に振るいわゆるフェーズ
ドアレイ方式である。このセクタ方式と第2図のリニア
方式を組合せることによって、例えば1〜5.2〜6.
3〜7、・・・のようなリニアスキャンをしながら、同
時に各振動素子(5,X52)・・・に個有°な遅延時
間を与えることによって、垂直線に対し所定角度(θ)
をもった走査線となる。
つぎに第4図のホログラフィ撮像方式は、例えば5個で
1グループの振動素子(5m)〜(sm+ 4 )を同
時に駆動してパルスを発射し、エコー信号は全ての振動
素子(5,)〜(5n)で受信する方法である。
以上の第2図、第3図および第4図において、被検体が
小さく、かつ超近距離へ応用するものであるため、高い
分解能が要求されてくる。したがって、本発明では、1
0〜40MHzの周波数が採用される。ただし、むやみ
に周波数を高くしても、探触子の感度の低下、超音波の
減衰、増幅器の増幅率を高くすることの困難さなどの弊
害があって周波数を高くすることにも限度がある。また
、超音波の送受波の指向性を広くとるためには、少なく
とも被検波体(1)側からみた受波時の最大指向角(2
θ)は、35度以上の広角でめるという条件を満足する
ことが要求される。
つぎに、歯科用として用いるためには、振動素子をトリ
ガするときの電気的衝撃のエコー信号への影響を取除く
ために第5図のようにゲル状の超音波カプリング剤(6
)を介して超音波パルスを放射することが望ましい。例
えば第7図(alに示すような電気的衝撃へ)を与え、
エコー信号([3)を受信するときはこの電気的衝撃へ
)を第7図(b)のA′のように飽和状態まで(例えば
1000倍)増幅をするが、診断距離が短いため、裾引
き(C1が生じエコー信号03)との区別ができなくな
るので、この裾引きtc)の影響を取除かなければなら
ない。これを取除くには、振動素子(5、X52)・・
・の感度を上げて相対的に裾引きのレベルよりも高いエ
コー信号を利用する方法があるが、これには、超音波の
減衰が少なく感度ことなどの手段が考えられる。しかし
、被検体である歯は診断距離が極めて短いことから低周
波であることと、寸法を大きくすることは好ましくない
そのため、本発明では、裾引きの範囲を除外して裾引き
の影響のない時間(距離)のみを利用している。具体的
には、20MH,zの高周波の超音波の場合、振動素子
(51X52)・・・の表面と被検体(1)の間に、第
5図に示すように、寒天ゲル、澱粉ゲル、ふの(]ゲル
などの超音波カプリング剤(6)を塗布し、1.5〜2
龍の間隔(d)を設ける。
探触子(4)は、発射されるパルスの収束位置に、被検
体(1)が臨ませられるように設定すれば、最も分解能
のすぐれた画像が得られる。そのために、第6図に示す
ように、探触子(4)の一端または両端にストッパ(7
)が取付けられている。このような構成にすれば、第5
図に示すようにカプリング剤(6)を塗布した後、探触
子(4)と被検体(1)に押しつけるたけで一定距離(
dlが保たれ、かつ操作性もよくなる。なお、前記スト
ッパ(7)は、探触子(4)の全周に設けると、装着時
等にカプリング剤(6)の中に気泡が入り易いので好ま
しくない。
つぎに、探触子(4)を第8図+2)(b)に示すよう
に、垂直状態で自動的にまたは手動によって、点(P)
 (Ql(R,l (81(Tlと順次平行移動させる
ことによって、測定位置をずらした複数枚の断層画像C
P) (Q) (R1(S) (T)を得て、こね、ら
な第9図に示すように同一のCRT (81のii!+
i ’ij+i上に表示させる。また、同時に、これら
の断層画像(P) (Q) (R,l (S) (Tl
からある特定位置、例えは歯槽骨(2)の上端を合成し
た辺縁の平面画像0)を同−CRT (81の画面上に
表示させる。このような歯槽骨(2)の上端辺縁を検出
するには、第9図の(PI Ul (R)(S)(T)
の画像メモリのデータ中から抽出するが、具体的こは、
断層画像(P) (Q) (RJ (8) (Tlの中
から、断層距離の最大のなる点(p) (ql (r)
(s) (t)を抽出するか、断層画像(P) (Q+
 (R,) (81(T)の勾配が負から正に変換する
点を抽出すればよい。
本発明は上述のような方法および装置としたので、歯槽
骨のように、探触子から被検体までの距離が極めて短く
ても、能率よく、かつ正確に断rrt画像を得ることが
できる。また、複数枚−の断JM 曲+(& ヲ1ff
iJ−モニタ上に表示するので、相互の変化点が容易に
判別でき、さらに変化点のみ抽出して平面画像とするこ
とによって、平面的な変化も明確に認識できる。また、
探触子にストッパを設けたので、探触子から被検体まで
の適正距離を111)単かつ正確)二保持できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による超音波検査方法および装h−の一実施
例を説明するためのもので、第1図は、探触子と歯の関
係を示す図、第2図は電子スキャン方式のうちのリニア
スキャン方式の説明図、第3図は電子スキャン方式のう
ちのコンパウンド方式の説明図、第4図は電子スキャン
方式のうちのホログラフィ撮像方式の説明図、第5図は
超音波カプリング剤を塗布した場合の説明図、第6図は
ストッパを設けた場合の説明図、第7図(a)(b)は
電気的衝撃とエコー信号の増幅前後の出力波形図、第8
図(al(b)は測定点の側面と正面の説明図、第9図
はモニタの正面図である。 (1)・・・被検体としての歯、(2)・・・歯槽骨、
(3)・・・出向、(4)・・・探触子、(51)〜(
5n)・・・振動素子、(6)・・・カプリング剤、(
7)・・・ストッパ、(8)・・・CRT0特許出願人
 株式会社 ゼ ネ ラ ル代理人弁理士古澤俊晶 。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)縦長の探触子を、超音波の周波数が10〜4゜■
    Izで振動せしめ、受波時における指向性角度が35度
    以上となるように電子スキャンにより送受波を行ない、
    受波信号をモニタ上に表示せしめるようにした超音波検
    査方法。
  2. (2)  被検査体と探触間にゲル状の超音波カプリン
    グ剤を介在してなる特許請求の範囲第1項記載の超音波
    検査方法。
  3. (3)  測定位置をすらしだ受波信号の複数の断増画
    像を、同一モニタ上に分割して同時、に表示するように
    した特許請求の範囲第1項または第2項記載の超音波検
    査方法。
  4. (4)複数波の断増画像から特定位置を抽出してこれら
    の特定位置の平面画像を合成しモニタ上に表示するよう
    にした特許請求の範囲第3項記載の超音波検査方法。
  5. (5)大きさが15X3,5n以下の縦長の探触子を形
    成し、この探触子に被検査体との適正位置保持のための
    ストッパを付設してなることを特徴とする超音波検査装
    置。
JP58042798A 1983-03-15 1983-03-15 超音波検査方法およびその装置 Pending JPS59168844A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6119013B1 (ja) * 2016-09-26 2017-04-26 本多電子株式会社 歯科用超音波診断装置及び歯科用超音波プローブ
JP2019111330A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 株式会社デントロケミカル 音響カップリング材

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6119013B1 (ja) * 2016-09-26 2017-04-26 本多電子株式会社 歯科用超音波診断装置及び歯科用超音波プローブ
WO2018055747A1 (ja) * 2016-09-26 2018-03-29 本多電子株式会社 歯科用超音波診断装置及び歯科用超音波プローブ
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