JPS639428A

JPS639428A - 超音波探触子

Info

Publication number: JPS639428A
Application number: JP15382286A
Authority: JP
Inventors: 安藤　元善; 為積　良郎
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-16

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）本発明は複数の振動子のエレメントからなり、各エレメ
ントに適当な遅延操作を与えることにより超音波ビーム
を形成する超音波探触子の開口の構成の改善に関する。

（従来の技術）パルス超音波を利用した超音波診断装置は、超音波探触
子から送波された超音波パルスと、被検体内から反射さ
れて超音波探触子が受波した反射パルスとの時間差によ
り反射点の超音波探触子がらの距離を知り、その振幅に
よって反射点及び反射点に至る部分の減衰度を知って診
断する装置である。この超音波診断装置に用いる超音波
探触子では、多数の週勤子エレメントが一定のピッチで
並べられており、例えばリニヤスキャンなどの走査方法
では多数のエレメント中一定の数のエレメントを利用し
て、ある開口の送受信探触子とし、その開口を逐次移動
して広い範囲の走査を行っている。この場合、その間口
内の各エレメントに適当な遅延操作を与えることにより
ビーム整合をとり、対染目標点で最良状態を得るように
している。

第５図は超音波探触子のエレメントの配置を示す図で、
（イ）図はエレメントの配置状態を示した図、（ロ）図
は１エレメント内を拡大した図である。図において、１
は被検体に送受波するエレメントで、２は全エレメント
の内、同時に送受波する開口である。この開口２によっ
て１音線が形成される。（ロ）図において、３はエレメ
ント１をサブダイシングして得られた微素子である。従
来、音線を形成するのに、診断部位の体表からの深さに
応じて間口２の幅を変えている。即ち、診断部位が体表
から浅い場合には開口２の幅を狭くして走査方向の分解
能をよくし、深い場合には深さ方向に対する分解能を上
げるために開口２の幅を広くしている。

しかしながら、エレメント１のビーム幅は放射超音波の
波長に比例しエレメントの幅に反比例するため、エレメ
ントの幅によってそのビーム幅は決まり、従ってエレメ
ントの幅が変わらなければ対電目標点の位置によって開
口の幅の最大値は決まってしまう。第６図はその状態を
示す図である。

図において、２は超音波探触子の開口、４は超音波ビー
ムを絞って集中させた対象目標点である。

θは見込み角と称せられる角で、最端部のエレメント１
の広がり角によって決まる角である。

（発明が解決しようとする問題点）診断部位が深くなると深さ方向の分解能を上げるために
開口２を広く取る必要があるが、前述のように最端部の
エレメント１の指向特性により開口２が決まってしまう
ので、広い開口２で使用するためには第６図の見込み角
θを大きくする必要がある。エレメント１のビーム幅は
既述のようにエレメント１の幅に反比例するため、エレ
メント１を微素子にして個別に励振すれば、ビーム幅が
広がり大きな見込み角が得られ、開口を大きくすること
ができる。このように広い開口で使うためにエレメント
１を微素子に分割して使用すると、多数の微素子３を同
時に駆動しなければならず、所要送受信回路数が増し、
大規模な装置になってしまっていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、開口を広く取って深い部分の診断を分解能良く行いな
がら、送受信回路の所要数を増加させないで超音波診断
装置の規模を小形化することのできる超音波探触子を実
現することにある。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本発明は、複数の振動子のエ
レメントからなり、各エレメントに適当な遅延操作を与
えることにより超音波ビームを形成する超音波探触子に
おいて、エレメントを複数の微素子に分割し、各微素子
を切替手段を介して接続し、切替手段のオンオフにより
動作機素子数を加減して指向特性を変化させるようにし
たことを特徴とするものである。

（作用）開口の端部の励撮微素子を中心部に比べて少なくし、診
断部位が深くなっても送受信回路の所要数を増やさずに
開口を広くして分解能を上げる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す超音波探触子のエレメ
ントの構成図である。図において、２１は１個の送受信
回路（図示せず）に接続されている単位エレメントで、
１６個のエレメント２１で開口２２が形成されており、
開口２２内の各エレメント２１は送受信回路Ｔ　／　Ｒ
ｏ〜Ｔ／Ｒ・５に接続されている。２３はエレメント２
１を５分割した微素子で、各微素子２３はそれぞれ高耐
圧のスイッチ２４を介して接続されている。エレメント
２１の細部を第２図に示す。図において、第１図と同じ
部分には同じ符号を付しである。スイッチ２４は開口コ
ントロール用のメモリからのコントロール信号を受けて
オン・オフされる。スイッチ２４の固定端子側は送受信
回路に接続されている。

スイッチ２４が全部オンのときは送受信回路は１個のみ
なので、微素子に分割されているにも拘らずエレメント
２１が超音波ビームを放射する場合とビーム幅は同じで
ある。エレメント２１をサブダイシングして微素子２３
にした場合は、振動モードは厚み振動なので発振周波数
は変化しない。

このように接続したエレメント２１は微素子を５つに分
割した例をとると４つのモードが可能になる。但し、エ
レメント２１の中心は音響学的なピッチに関係し、遅延
操作を行うためにピッチを一定させるのが便利なので、
各モードは中央を中心とする対称な配置とする必要があ
る。４つのモードを第３図に示す。図において、第２図
と同じ符号を付しである。前述のように中央を中心とし
て対称に配置する必要があるので、とり１りるモードは
、全チャネルオフ、１チヤネルオン、３チヤネルオン、
全チャネルオフの４つのモードである。

第１図に戻って、２５　ｃｉ開口２２の中央部の８個の
エレメント２７からなるグループで、各エレメント２１
は全チャネルオンのモードである。２６はグループ２５
の両側の各２ｉ［１！ｌのエレメント２１からなる４１
１１ｉ１のエレメント２１のグループで、エレメント２
１は３チヤネルオンのモードである。

２７はグループ２６の外側の各２個のエレメント２１か
らなる４個のエレメント２１のグループで、１チｉネル
オンのモードにしである。

破線で示したグループ２５ａ　、２６ａ　、２７ａはそ
れぞれ前記のグループ２５．２６．２７に対応しており
、開口２２からの超音波放射後、音線を移動させて開口
２２ａから放射する時のエレメント２１のグループで、
新たにグループ２５ａに属するエレメントは全チャネル
オンになるようにコントロール信号によってスイッチ２
４を切替える。グループ２６ａ、グループ２７ａの場合
も同様にグループ２Ｇ、グループ２７のモードに切替え
る。

次に上記実施例の動作を説明する。

診断を開始すると、開口２２から超音波ビームが放射さ
れるように送受信回路から送信信号が送られ、エレメン
ト２１を励振する。グループ２５は全チャネルオンなの
でエレメント２１は単一エレメントのように動作し、ビ
ーム幅は狭いが放射エネルギーの大きい超音波を放射し
ている。グループ２６は３チヤネルオンなので、放射エ
ネルギーは若干少ないが（６０％）、ビーム幅の梢広い
超音波を放射している。グループ２７は１チヤネルオン
なのでビーム幅が広く、所望の見込み角θを取り（ｑて
、必要な深さの部位の診断をすることができる。次の段
階では音線はエレメント２１の１１１１ｉ１分だけ右に
移動し、従って、エレメント２１のグループ２５８．２
６ａ　、２７ａの位置に移動し、スイッチ２４はコント
ロール用メモリからの信号によって前記のグループを形
成するようにオンオフ動作を行う。診断部位の深さが浅
くなれば、例えば第４図のような間口２２の構成にする
。図において、第１図と同じ部分に同じ符号を付しであ
る。診断部位が浅い場合は、図のように全チャネルオン
のエレメント２１を１１１．３チヤネルオンのエレメン
ト２１を４個の構成にする。この場合も各モードのエレ
メント２１の配置は開口２２の中心に対称に配置するも
のである。

以上述べたように各エレメント２１を微素子２３に分割
し、スイッチ２４を介して接続し、スイッチ２４のオン
オフをコントロールすることにより、送受信回路の数を
増やすことなく広い開口をＶ７ることができる。特にコ
ンベックスプローブ等リニアプローブより、見込み角が
重要となるものには有効である。

尚、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例
えばエレメント２１内の接続を常に対称としたとき、エ
レメント２１の接続を第７図のようにすることにより、
スイッチの所要数を減らすことができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明によれば、振動子エレ
メントを微素子に分割し、それぞれをスイッチを介して
接続し、スイッチのオンオフを適当に選ぶことにより、
送受信回路を増やすことなり、開口を広くとることがで
きるようになり、従って、超音波診断装置の規模を小形
化することかでき、深い部位の診断を良好な分解能で行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超音波探触子のエレメント
の構成図、第２図はエレメントの細部を示す図、第３図
は微素子の接続のモードを示す図、第４図は開口のエレ
メント構成の他の実施例の図、第５図（イ）は超音波探
触子のエレメントの配置を示す図で、〈口）は１エレメ
ントを拡大した図、第６図は目標対象点と開口との関係
を示す図で、第７図はエレメント内の接続を変更した他
の実施例の図である。１．２１・・・エレメント２．２２．２２ａ・・・開口３．２３・・・微素子２４・・・スイッチ２５．２５ａ・・・全チャネルオンのエレメントグルー
プ２６．２６８・・・３チヤネルオンのエレメントグルー
プ２７．２７ａ・−・１チヤネルオンのエレメントグルー
プ特許出願人　横河メディカルシステム株式会社第６図フ２Ｉ開口４１対慶目騨点 θＩ見込み角２１ｉエレメント２３ｉ＠齋子２４ｉスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

複数の振動子のエレメントからなり、各エレメントに適
当な遅延操作を与えることにより超音波ビームを形成す
る超音波探触子において、エレメントを複数の微素子に
分割し、各微素子を切替手段を介して接続し、切替手段
のオンオフにより動作微素子数を加減して指向特性を変
化させるようにしたことを特徴とする超音波探触子。