JPS6321045A

JPS6321045A - 機械式走査型超音波探触子

Info

Publication number: JPS6321045A
Application number: JP16583986A
Authority: JP
Inventors: 村松　文夫; 川淵　正己
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-01-28
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH0698128B2

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】産業上の利用分野本発明は、機械的に超音波ビームを扇形、あるいは円周
状に走査し、二方向の超音波断層像を得ることができる
機械式走査型超音波探触子に関するものである。

従来の技術超音波パルスビームを生体に向けて放射し、生体内の音
響インピーダンスの差違によって生じる反射波を受信し
、所望の生体断層像を表示する超音波診断装置が公知で
ある。その中で超音波パルスビームを機械的に走査し、
扇形状の超音波断層像が得られる機械式走査型超音波探
触子がある。

例えば第４図は、特開昭５３−８３３７０号公報に示さ
れているもので、１は振動子、２は支持軸、３は支持枠
、４．４′はリンク、５．５′は動力源（電気、エア油
圧等）、６は方位軸、７は同期装置をそれぞれ示す。

この従来の機械式走査型超音波探触子において、振動子
１は、支持軸２の回りに往復回動ができる。

支持軸２は、支持枠３によって保持されている。

振動子１は、リンク４、動力源５とリンクし、一つの方
位において、所望の往復回動する。すなわち振動子１か
ら超音波パルスビームを放射すれば、超音波パルスビー
ムの扇形走査が行われ、第１の所望の扇形状の超音波断
層像が得られる。

一方、かかる扇形走査終了後、更に動力源５′は支持枠
３全体を方位軸６の回りに所望の方位角だけ回転させ、
その方位において、前記の扇形走査を行わせ、第２の所
望の扇形状の超音波断層像が得られる。動力源５、及び
５′による動作は、同期装置７によって規制される。

この従来の機械式走査型探触子によれば、動力源５．５
′の動作とリンク４．４’、同期装置７によって、２方
位の扇形状の超音波断層像が得られる。

発明が解決しようとする問題点しかし、以上の構成の探触子では、リンク４．４′と動
力源５．５′の機構によって、超音波パルスビームの扇
形走査角度が制限される。しかもリンク４．４′の存在
は、探触子を小形化する上で大きな障害である。更に、
本構成はリンク４．４′の機構による往復回動の扇形走
査であシ、実際の探触子は、大きな機械的振動がともな
う。それ故、探触子を操作する人、被検者共に極めて強
い不快感にさらされるなど実用上様々な問題点を有して
いる。

本発明は、以上の様な問題点を解決するもので、小形で
、振動が少なく、広角度の扇形走査と全円周走査による
二方向の超音波断層像が得られ、操作性のよい機械式走
査型超音波探触子を提供することを目的とするものであ
る。

問題点を解決するだめの手段本発明は、少なくとも１個の超音波振動子が設けられた
支持体と、該支持体を内包し、超音波透過窓を有し、超
音波伝搬媒体液を充した容器と、モータ、モータ動力伝
達手段、該超音波振動子との電気信号伝達手段、及びケ
ース、本体との接続ケーブル等により、機械式走査型超
音波探触子を構成するものである。

作　　　　用本発明は、上記した構成てより、支持体と共に超音波振
動子を回転運動することによって、超音波パルスビーム
を広角度で扇形走査することができ、扇形状の超音波断
層像が得られる。次に支持体と共に超音波振動子を旋回
運動することによって、超音波パルスビームの全円周走
査をすることができ、円形状の超音波断層像が得られる
。すなわち探触子を固定した状態で、支持体（超音波振
動子）を回転と旋回運動させることによって、二方向、
又は半球状の超音波断層像が得られる様にしたものであ
る。

実施例以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。第１図は本発明の第１の実施例における機械式走
査型超音波探触子を示す概略構成断面図である。第２図
は本発明の第１及び後述する第２の実施例において得ら
れる超音波断層像の方向を示す図である。第１図及び第
２図において１０はモータ、２０はエンコーダ、３０は
ケーブル、４０はケース、５０は信号伝達器、６０．７
０はＯリング、８０はシャーシ、９０，１８０はカサ歯
車、１００は容器、１１０は軸、１２０は支持体、１３
０超音波振動子、１４０　、１７０はプーリ、１５０は
超音波伝搬媒体液、１６０ハベルト、１９０はシャフト
、２００はクラッチ、２１０．２２０は平歯車、２３０
はスライダ、３００は扇形走査面、４００は円周走査面
をそれぞれ示す。超音波振動子１３０（本実施例では１
個の場合を示す）は必要に応じて音響整合層や音響レン
ズが取付けられ、支持体１２０の外周面に設けられる。

超音波振動子１３０との電気信号の結合は、信号伝達器
５０（本実施例では、スリップリングを使用している）
と支持体１２０内に組込まれたロータリートランス（図
示せず）によって行った。同、このロータリートランス
は、スリップリングの様なものにかえてもよいことは言
うまでもない。支持体１２０は、シャーシ８０へ軸１１
０をもって取付けられる。　シャーシ８０は、超音波伝
搬媒体液１５０で充された容器１００の中に収容され、
Ｑ　＋）ング６０と７０で液もれ防止される。伺、容器
１００は、一部分が超音波透過窓としても良いが全体が
超音波透過窓となる様に、超音波の透過しやすい材料と
した。シャフト１９０は、シャー７８０の旋回の際の中
心軸上に設けられる。クラッチ２００とスライダ２３０
は、モータ１０の回転動力を支持体１２０（超音波振動
子１３０）の回転、又はシャーシ８０の旋回すなわち支
持体１２０の旋回の二つの運動を切換え、選択する為の
ものである。エンコーダ２０は、超音波振動子１３０の
回転位置の検出、又は旋回位置の検出、及びモータ１０
の回転数を規制する為のものである。ケーブル３０は、
本体装置（図示せず。）と接続される。第１図に示した
機械式走査型超音波探触子の動作は、次の様に行われる
。例えば、モータ１０の回転動力は、クラッチ２００、
シャフト１９０、カサ歯車１８０と９０、プーリ１７０
と１４０、ベルト１６０によって、支持体１２０に伝達
され、軸１１０を回転軸として、第２図Ａの矢印で示す
ごとく支持体１２０が所望の回転数に回転される。但し
、シャーシ８０は旋回しない。支持体１２０の回転につ
れて、超音波振動子１３０が生体（図示せず）と所望の
位置に対向したならばケーブル３０．信号伝達器５０及
び支持体１２０内のロータリートランス（図示せず）を
介して、電気信号を印加し、超音波振動子１３０を付勢
する。超音波振動子１３０から発生した超音波パルスビ
ームは、超音波伝搬媒体液１５０、容器１００を通して
生体て向けて放射される。一方、生体からの音響インピ
ーダンスの差違によって生じる反射波は、逆の経路を経
て、超音波振動子１３０で受波される。その受波信号は
、支持体１２０内のロータリートランス、信号伝達器５
０、及びケーブル３０を介して本体装置に送られ、適当
な信号処理を経て、−走査線分として、その強弱をブラ
ウン管上に表示する。以上のごとく支持体１２０と共に
超音波振動子１３０　’！一連続的に回転せしめて、第
２図に示した扇形走査面３００のごとく、次々と超音波
パルスビームを扇形走査し、第１の扇形状の生体の超音
波断層像（第２図、扇形走査面３００と同じ）が得られ
る。尚、エンコーダ２０は、モータ１０の回転数を規制
すると共に、支持体１２０（超音波振動子１３０）の回
転位置を決めるものである。

支持体１２０の回転による扇形走査角は、本実施例では
１００度としたが、必要に応じて３６０度としてもかま
わない。又、モータ１０の回転運動にかえて、往復反転
とし、支持体１２０を往復反転とする扇形走査としても
よい。

他方、クラッチ２００を切り離し、スライダ２３０を作
動させてシャーシ８０に取付けられた平歯車２２０と平
歯車２１０をかみ合わせる。その結果、モータ１０の回
転動力は、平歯車２１０、平歯車２２０、シャーシ８０
によって、支持体１２０に伝達され。

第２図、Ｂの矢印で示すごとく、支持体１２０が所望の
旋回数で旋回される。その際、超音波振動子１３０は、
真横を向いている。支持体１２０の旋回につれて、超音
波振動子１３０が生体（図示せず）と所望の位置九対向
したならばケーブル３０．信号伝達器５０、及び支持体
１２０内のロータリートランス（図示せず）を介して、
電気信号を印加し、超音波振動子１３０を付勢する。超
音波振動子１３０から発生した超音波パルスビームは、
超音波伝搬媒体液１５０、容器１００を通して生体に向
けて放射される。一方、生体からの音響インピーダンス
の差違によって生じる反射波は、逆の経路を経て、超音
波振動子１３０で受波される。その受波信号は、支持体
１２０内のロータリートランス（図示せず）、信号伝達
器５０、及びケーブル３０を介して本体装置に送られ、
適当な信号処理を経て、−走査線分として、その強弱を
ブラウン管上に表示する。以上のごとく支持体１２０と
共に超音波振動子１３０を連続的に旋回せしめて、第２
図に示した円周走査面４００のごとく、次々と超音波パ
ルスビームを円周走査し、第２の円形状の生体の超音波
断層像（第２図、円周走査面４００と同じ）が得られる
。

尚、エンコーダ２０ｒｉ、モータ１０の回転数を規制す
ると共に、支持体１２０（すなわち超音波振動子１３０
）の旋回位置を決めるものである。

支持体１２０の円周走査角は、本実施例では３６０度と
したが必要に応じて、それ以下でもかまわないことは言
うまでもない。以上のごとく本実施例によれば、探触子
を動かすことなく、モータ１０の回転動力伝達方向を切
換えることによシ、支持体１２０と共に超音波振動子１
３０を回転と旋回運動せしめることができ、それぞれ扇
形状、及び円形状の広範囲にわたる生体の超音波断層が
得られる。

尚、支持体１２０の回転と、旋回運動を複合化すること
により、半球状の超音波断層像を得ることもできること
は言うまでもない。これは特に体腔内の診断において、
挿入した探触子を動かすことなく広範囲にわたって、断
層像が得られるもので、診断上極めて有用である。又、
支持体１２０の回転、及び旋回は全て、モータ１０の回
転運動のみによるもので機械的振動が極めて少ない。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第３図は本発明の第２の実施例における機械式走査型超
音波振動子を示す概略構成断面図である。

第３図において、１０′はモータ、２０′はエンコーダ
であり、第１図と同じ番号を付したものは、それぞれ共
通であり、その説明を省略する。

第３図において、第１図の構成と異なる点は、モータの
動力伝達方向変換器（第１図尾おいて、クラッチ２００
、スライダ２３０から構成される。）にかえて、モータ
１０′とエンコーダ２０′を設け、支持体１２０の回転
、及び旋回運動の為にそれぞれ専用のモータとエンコー
ダを備えたことである。以下その動作を説明する。例え
ば、支持体１２０（超音波振動子１３０）の回転は、モ
ータ１０、シャフト１９０、カサ歯車１８０と９０、プ
ーリ１７０と１４０１ベルト１６０によって行われ、第
２図、Ａの矢印で示したごとく回転される。一方、支持
体１２０の旋回は、モータ１０′、平歯車２１０と２２
０．シャーシ８０によって行われ、第２図、Ｂの矢印で
示したごとく旋回される。従って、モータ１０では、第
２図の扇形走査面３００のごとく扇形走査が行われ、モ
ータ１０′では、第２図の円周走査面４００のごとく円
周走査が行われる。そして、扇形状及び円形状の超音波
断層像がそれぞれ得られる。尚、エンコーダ２０は、モ
ータ１０の回転を規制すると共に、超音波振動子１３０
の回転位置を検出するものである。

又、エンコーダ２０′は、モータ１０′の回転を規制す
ると共に、超音波振動子１３０の旋回位置を検出する。

尚、超音波振動子１３０によって、超音波断層像を得る
方法は、前述の第１の実施例の場合と同じであり、その
詳細な説明は省略する。

以上本実施例によれば、超音波振動子１３０の回転によ
る扇形走査、及び旋回による円周走査は、それぞれ専用
のモータとエンコーダが使われ、必要に応じて、その切
換え選択を瞬時に行うことができ、極めて操作性がよい
。

尚、以上の第１、第２の実施例の説明では、モータの回
転動力の伝達手段として、平歯車、カサ歯車、プーリ、
ベルトを用いたが他の手段によってもよいことは言うま
でもない。

発明の効果以上の様に本発明は探触子を動かさず支持体と共に超音
波振動子を回転、又は旋回運動せしめることができ、そ
れぞれ扇形状、及び円形状の広範囲にわたる生体の超音
波断層像が得られる。伺、支持体の回転と旋回運動を複
合化することにより、半球状の断層像を得ることもでき
る。これは特に体腔内の診断において、挿入した探触子
を動かすことなく広範囲にわたって、断層像が得られる
もので診断上極めて有用である。支持体の回転、及び旋
回運動はいずれもモータの回転運動のみによるもので、
機械的振動が極めて少ない。それは被検者への苦痛や不
快感を無くするもので、探触子の操作性が極めて良い。

更にリンク機構が無い為に探触子の小形化が容易である
など、特に体腔内用の機械式走査超音波探触子としてそ
の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例における機械式走査型
超音波探触子の断面図、第２図は、前記探触子における
超音波ビームの走査面を示す図、第３図は、本発明の第
２の実施例における機械式走査型超音波探触子の断面図
、第４図は従来の機械式走査型超音波探触子の原理図で
ある。１０．１０’・モータ、２０　、２０’・・エンコーダ
、３０−・ケーブル、４０・・、ケース、５０・・・信
号伝達器、６０゜１０、、、Ｃリング、８０・・・シャ
ーシ、９０，１８０・・カサ歯車、ｉｏｏ・・容器、１
１０・・軸、１２０・・・支持体、１３０　、、、超音
波振動子、１４０．１７０・・・プーリ、１５０・・・
超音波伝搬媒体液、１６０・・・ベルト、１９０−・シ
ャフト、２００・・・クラッチ、２１０，２２０・・・
平歯車、２３０・・・スライダ、３００・・・扇形走査
面、４００・・円周走査面。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１個の超音波振動子が設けられた支持
体と、前記支持体を内包し、少なくとも一部分に超音波
透過窓を有し超音波伝搬媒体で充たされた容器と、前記
支持体を回転又は往復反転運動、及び旋回運動する駆動
部と、前記駆動部からの動力を伝達する動力伝達手段と
、前記支持体の回転、往復反転、又は旋回位置を検出す
る位置検出手段とを具備することを特徴とする機械式走
査型超音波探触子。
（２）駆動部が１個のモータと前記モータの動力伝達を
切り換える伝達方向変換手段とからなり、前記伝達方向
変換手段の切り換えにより支持体を回転若しくは往復反
転運動、又は旋回運動させることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の機械式走査型超音波探触子。
（３）駆動部が支持体を回転又は往復反転運動する第１
のモータと支持体を旋回運動する第２のモータとからな
り、位置検出手段が支持体の回転又は往復反転位置を検
出する手段と、旋回位置を検出する手段とからなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の機械式走査型
超音波探触子。