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JPH0720467B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

Info

Publication number
JPH0720467B2
JPH0720467B2 JP63147461A JP14746188A JPH0720467B2 JP H0720467 B2 JPH0720467 B2 JP H0720467B2 JP 63147461 A JP63147461 A JP 63147461A JP 14746188 A JP14746188 A JP 14746188A JP H0720467 B2 JPH0720467 B2 JP H0720467B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
transmission
center frequencies
transmission signal
piezoelectric vibrator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63147461A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH024342A (ja
Inventor
正己 川淵
征雄 坂垣内
昭寿 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63147461A priority Critical patent/JPH0720467B2/ja
Priority to US07/365,331 priority patent/US5070734A/en
Priority to EP89110829A priority patent/EP0346889B1/en
Priority to DE68920639T priority patent/DE68920639T2/de
Priority to EP19930112949 priority patent/EP0570998A3/en
Publication of JPH024342A publication Critical patent/JPH024342A/ja
Publication of JPH0720467B2 publication Critical patent/JPH0720467B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波ビームを生体に送信し、生体からのエ
コー信号を受信し、この受信エコー信号に基づき超音波
断層像を得て診断を行うことができるようにした超音波
診断装置に関するものである。
従来の技術 従来、この種の超音波診断装置としては、複数の圧電振
動子を取り付けた支持体を回転させ、若しくは揺動さ
せ、若しくは直線状運動させ、この間、超音波ビームを
生体に対し送信すると共に、生体からのエコー信号を受
信し、この受信信号に基づき超音波断層像を得るように
した構成が知られている。このような従来の超音波診断
装置のうち、例えば特開昭61−58648号公報に記載され
ているような機械走査式の超音波探触子を用いた超音波
診断装置について第3図を参照しながら説明する。
第3図に示すように超音波探触子50側においては、同じ
中心周波数を持つ3個の圧電振動子51a,51b,51cが所定
の角度(120゜)で支持体であるロータ52に取り付けら
れ、ロータ52は合成樹脂製の音響窓53内で回転軸54によ
り回転可能に支持されている。音響窓53内には脱気水な
どの音波伝搬媒質56が充填されている。回転軸54は駆動
部57にベルト、歯車などの動力伝達機構58を介して連係
されている。超音波診断装置本体59側においては、送信
器60、受信器61、表示器62、送信器60と受信器61を切換
えて信号線63(図では1本に略記)で超音波探触子50に
接続する選択スイッチ64等が備えられている。
次に上記従来例の動作について説明する。
駆動部57により動力伝達機構58を介してロータ52および
圧電振動子51a,51b,51cを回転させ、送信器60より選択
スイッチ64、信号線63を介して所定の圧電振動子51a,51
b,51cにその中心周波数に対応した送信信号を印加す
る。この送信信号により圧電振子51a,51b,51cは生体65
に超音波ビーム66を送信する。生体65の組織からのエコ
ー信号は圧電振動子51a,51b,51cにより受信されて受信
信号に変換され、信号線63、選択スイッチ64を介して受
信器61に送られ、ここで増幅、走査変換処理を受けてTV
方式で表示器62に超音波断層像として表示される。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の超音波診断装置では、異なる中心周
波数の超音波を送受信する場合、超音波探触子50の圧電
振動子51a,51b,51cの中心周波数を変更しなければなら
ない。すなわち、中心周波数の異なる圧電振動子51a,51
b,51cを備えた複数個の超音波探触子50をあらかじめ用
意し、これらの超音波探触子50を超音波診断装置本体59
に交換接続して使用しなければならなかった。このた
め、特に超音波探触子50を体内、若しくは体腔内に挿入
して診断を行う超音波診断装置においては、中心周波数
を変える度に超音波探触子50を体内、若しくは体腔内か
ら出し入れしなければならず、患者に苦痛を与えるばか
りでなく、診断能率も大幅に低下するなどの課題があっ
た。
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、超音波探触子を交換することなく、複数の中心
周波数を持つ超音波断層像を得ることができるように
し、診断能率および診断精度を向上させることができ、
また、超音波探触子を体内、若しくは体腔内に挿入して
使用する場合には患者の苦痛を軽減することができるよ
うにした超音波診断装置を提供することを目的とするも
のである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段は、
少なくとも1個の圧電振動子を回転、揺動、直線若しく
は曲線運動させて超音波を送受信するようにした超音波
探触子と、上記圧電振動子に選択的に接続し、中心周波
数の異なる送信信号を発生する複数個の送信信号発生器
と、上記圧電振動子に選択的に接続し、中心周波数の異
なる受信信号の処理を行う複数個の受信信号処理器を具
備し、上記圧電振動子、送信信号発生器および受信信号
処理器の組み合わせにより複数組の中心周波数の送受信
信号処理を行い得るように構成したものである。
作用 上記技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、圧電振動子の中心周波数と送信信号発生器お
よび受信信号処理器の中心周波数とを組み合わせること
により、超音波探触子を交換することなく、複数の中心
周波数を持つ超音波断層像を得ることができる。
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図は本発明の一実施例における超音波診断装置を示
し、一部を破断した構成図である。
第1図に示すように本発明の超音波診断装置は大別する
と、機械走査式の超音波探触子1と超音波診断装置本体
2とから構成されている。超音波探触子1は例えば経腟
診断用に供され、腟内に挿入されて使用されるものであ
り、第1と第2の圧電振動子1aと1bがロータ2に背中合
わせに取り付けられ、第1と第2の圧電振動子1aと1bは
異なる中心周波数、例えば5MHzと7.5MHzを持つように設
定されている。ロータ2は筐体3の前側部に設けられた
合成樹脂製の音響窓4内で回転軸5により回転可能に支
持され、ロータ2の回転により圧電振動子1a,1bが順次
生体に対向される。筐体3の後部内側にはモータ6が支
持され、このモータ6に直結された駆動軸7により回転
軸5が回転される。モータ7にはエンコーダ8が接続さ
れている。筐体3の内側には駆動軸7の外周において、
ロータ6側とモータ7側を区画するオイルシール9が介
在され、音響窓4側に水、若しくは油などの超音波伝搬
媒質10が封入されている。第1、第2の圧電振動子1a,1
bと超音波診断装置本体2の送受信信号の授受は回転軸
5の周囲に設けられたロータリートランス11と信号線12
を介して行われる。上記エンコーダ8はモータ6の駆動
軸7に直結され、モータ6の回転状態を超音波診断装置
本体2に伝達すると共に、ロータ2、すなわち圧電振動
子1a,1bの位置を超音波診断装置本体2に伝送し、超音
波の送受信タイミング等の制御情報に供する。なお、モ
ータ6の駆動線、エンコーダ8の出力線、電源線等は図
示していない。
超音波診断装置2について説明すると、送信器13は中心
周波数5MHzの送信信号を発生する第1の送信信号発生器
13aと、中心周波数7.5MHzの送信信号を発生する第2の
送信信号発生器13bとから構成され、いずれの送信信号
を超音波探触子1に送信するかについては、制御器14の
制御信号により制御される送信選択スイッチ15により選
択される。なお、送信信号発生器13a,13bのいずれかの
送信信号を超音波探触子1に送信するかについては、送
信選択スイッチ15に限定されるものではなく、この他、
例えば電源のON,OFFにより送信信号発生器13a、若しく
は13bの一方のみを選択的に動作させることも可能であ
る。上記送信信号は、制御器14の制御信号により制御さ
れる振動子選択スイッチ16で選択制御され、所望の圧電
振動子1a、若しくは1bに印加される。受信器17は中心周
波数がそれぞれ5MHzと7.5MHzを持つ2つの受信信号を処
理できる第1と第2の受信信号処理器17aと17bとから構
成されている。これらの受信信号処理器17a,17bは具体
的には増幅器、検波器、各種フィルタで構成されてい
る。なお、各種フィルタの中には帯域幅およびその中心
周波数が時間とともに変化する、いわゆるダイナミック
フィルタが含まれる場合もある。第1と第2の受信信号
処理器17aと17bは圧電振動子1a、若しくは1bで受信され
た生体内からのエコー信号を振動子選択スイッチ16およ
び制御器14の制御信号により制御される受信選択スイッ
チ18により選択的に受信する。受信信号処理器17a、若
しくは17bで受信した信号はA/D変換器、D/A変換器、フ
レームメモリ等で構成された走査変換器19に送られ、TV
方式に変換された後、表示器20に超音波断層像として表
示される。
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6の駆動により駆動軸7を介してロータ2および
第1、第2の圧電振動子1a,1bを例えば600rpmで一方向
に回転させる。一方、制御器14の制御による送信選択ス
イッチ15の切換え動作により、第1、若しくは第2の送
信信号発生器13a、若しくは13bより送信信号を振動子選
択スイッチ16、信号線12およびロータリトランス11を介
して第1、若しくは第2の圧電振動子1a、若しくは1bに
印加する。この送信信号により第1、若しくは第2の圧
電振動子1a、若しくは1bは生体に超音波ビームを送信す
る。生体の組織からのエコー信号は第1、若しくは第2
の圧電振動子1a、若しくは1bにより受信されて受信信号
に変換され、ロータリートランス11、信号線12、振動子
選択スイッチ16、受信選択スイッチ18を介して第1、若
しくは第2の受信信号処理器17a、若しくは17bに送られ
る。この第1、若しくは第2の受信信号処理器17a、若
しくは17bで処理された信号は走査変換器19で変換され
た後、表示器20に超音波断層像として表示される。
上記のように制御器14により送信選択スイッチ15、振動
子選択スイッチ16および受信選択スイッチ18を制御する
ことにより圧電振動子1a,1b、送信信号発生器13a,13b、
受信信号処理器17a,17bを組み合わせて使用するが、圧
電振動子をL個(L1)、送信信号発生器をM個、受
信信号処理器をN個とするとA組(1<AL×M×
N)の中心周波数の送受信信号処理が可能となる。本実
施例においては、圧電振動子1a,1bの2個、送信信号発
生器13a,13bの2個、受信信号処理器が17a,17bの2個用
いられ、自由度がそれぞれ2つずつあるので、8組の中
心周波数の送受受信号処理が可能となる。
しかしながら、送信信号発生器13a,13bの中心周波数と
帯域幅、圧電振動子1a,1bの中心周波数と帯域幅、受信
信号処理器17a,17bの中心周波数と帯域幅を考慮する
と、圧電振動子1a,1bの中心周波数と、受信信号処理器1
7a,17bの中心周波数と帯域幅は連動させ、したがって、
実用上、4組の中心周波数を持つ超音波断層像を得て診
断に供するのが好ましい。
下記の第1表は5MHz(f1)と7.5MHz(f2)の2種類の中
心周波数を持つ送信信号発生器13a,13bと、5MHz(f1
と7.5MHz(f2)の2種類の同じ中心周波数を持つ圧電振
動子1a,1bおよび受信信号処理器17a,17bを用い、実験的
に得られた4種類の中心周波数5MHz、6MHz、7.5MHzの変
化を示したものであり、これにより5MHz、6MHz、6.5MH
z、7.5MHzの4種類の中心周波数を持つ超音波断層像を
得ることができる。
上記第1表では送信信号発生器13a,13bの中心周波数と
圧電振動子1a,1bおよび受信信号処理器17a,17bの中心周
波数が5MHz、7.5MHzで全く同じに設定してあるが、実用
上は若干ずれていても問題はない。
第2図は中心周波数が異なる圧電振動子、例えば1bと送
信信号発生器、例えば13aを用いて、その間の中心周波
数が得られる説明図を示したもので、実線は中心周波数
5MHz(f1)の送信信号発生器13aのスペクトラム、破線
は中心周波数7.5MHz(f2)の圧電振動子1bのスペクトラ
ムを示す。両者を組み合わせた場合のの超音波断層像の
中心周波数f3はf1とf2の間に位置する。生体内での周波
数依存性に基づく減衰の効果を考慮すると、中心周波数
f3を得るための組み合わせ方は、圧電振動子の中心周波
数の方が送信信号発生器の中心周波数よりも高くなるよ
うな組み合わせが好ましい。
なお、上記実施例では、ロータ2等を600rpmで回転運動
して超音波の送受信を行う場合について説明したが、ロ
ータ2等を首振り運動、すなわち揺動運動させて超音波
の送受信を行うようにしてもよく、また、圧電振動子を
直線的、若しくは所定の曲率を持つ曲線上を曲線的に移
動させて超音波の送受波を行うようにしてもよい。ま
た、圧電振動子、送信信号発生器、受信信号処理器は3
個以上でもよく、また圧電振動子では1個でもよい。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、少なくとも1個の圧
電振動子と中心周波数の異なる複数個の送信信号発生器
と中心周波数の異なる複数個の受信信号処理器を組み合
わせて使用することにより、それぞれ単独使用した場合
に比べ、それより多くの中心周波数を持つ、すなわち異
なる情報を持つ超音波断層像を得ることができるように
しているので、超音波探触子を変換することなく、最適
な分解能、被検深度を持つ超音波断層像を得ることがで
き、診断能率、診断精度を向上させることができる。ま
た、超音波探触子を体内、若しくは体腔内に挿入して使
用する場合には、上記のように超音波探触子を交換する
必要がないので、被検者の苦痛を大幅に軽減することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における超音波診断装置
を示し、一部を破断した構成図、第2図は中心周波数変
化の説明図、第3図は従来の超音波診断装置を示し、一
部を破断した構成図である。 1a,1b……圧電振動子、2……ロータ、6……モータ、1
3a,13b……送信信号発生器、14……制御器、15……送信
選択スイッチ、16……振動子選択スイッチ、17a,17b…
…受信信号処理器、18……受信選択スイッチ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−41643(JP,A) 特開 昭58−175548(JP,A) 特開 昭57−6649(JP,A) 実開 昭59−60553(JP,U) 特公 昭57−2337(JP,B2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1個の圧電振動子を回転、揺
    動、直線若しくは曲線運動させて超音波を送受信するよ
    うにした超音波探触子と、上過圧電振動子に選択的に接
    続し、中心周波数の異なる送信信号を発生する複数個の
    送信信号発生器と、上記圧電振動子に選択的に接続し、
    中心周波数の異なる受信信号の処理を行う複数個の受信
    信号処理器を具備し、上記圧電振動子、送信信号発生器
    および受信信号処理器の組み合わせにより複数組の中心
    周波数の送受信信号処理を行い得るように構成したこと
    を特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】異なる中心周波数を持つ複数個の圧電振動
    子を用い、これらの圧電振動子と複数の受信信号処理器
    を同じ中心周波数の組み合わせに選択するように構成し
    た請求項1記載の超音波診断装置。
  3. 【請求項3】圧電振動子の中心周波数が送信信号発生器
    からの送信信号の中心周波数よりも高くなる組み合わせ
    に選択するように構成した請求項1または2記載の超音
    波診断装置。
JP63147461A 1988-06-15 1988-06-15 超音波診断装置 Expired - Lifetime JPH0720467B2 (ja)

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EP89110829A EP0346889B1 (en) 1988-06-15 1989-06-14 Ultrasonic diagnostic apparatus
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EP19930112949 EP0570998A3 (en) 1988-06-15 1989-06-14 Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPH024342A JPH024342A (ja) 1990-01-09
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