JPS6411300B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波探触子を使用した超音波診断
装置に関するものである。

一般に電子走査超音波探触子としては、リニア
走査型とセクタ走査型が知られているが、最近で
は第１図に示すように、複数の圧電振動子１をそ
の音波放射面２が走査方向（矢印方向）の両端部
から中央部に向つて漸次外方に突出するように配
列したものも提案されている。

この探触子の特長としては、音波放射面２が平
担なリニア走査型より小さな探触子で広い視野が
得られ、またそれぞれの圧電振動子１に専用の送
受信系を必要とするセクタ走査型より簡単な回路
で駆動および信号処理が行なえるということであ
る。

一方、第１図の圧電振動子１の被検体側に走査
方向に厚みの異なる音響レンズを設け、被検体へ
の密着性を良くし、更に被検領域の拡大を図るこ
とのできる探触子構造が、日本超音波医学会第39
回講演論文集No.39−Ｃ−66，P.533で知られてい
る。

この探触子は、第２図に示すように、凸状に配
列された複数の圧電振動子２１の前面に視野拡大
用の音響レンズ２２を設けたものである。この音
響レンズ２２としては、音速が被検体より遅く、
かつ音響インピーダンスが被検体の音響インピー
ダンスと略等しい材質を用いる。この音響レンズ
２２を設けることにより、圧電振動子２１から出
た音波は音響レンズ２２から被検体に入射すると
きに外方に屈折するため、被検領域を拡大するこ
とができ、またこの音響レンズ２２により被検体
との接触面をほぼ平面にできるため被検体との密
着性がよくなり良好な画像が得られる。

しかしながら、本発明者等が種々検討した結
果、この探触子を用いた場合においてもまだ問題
があることがわかつた。その問題は音響レンズ２
２の温度変化による音速の変化が断層像を歪ませ
ることである。

すなわち、第２図において圧電振動子２１から
出た音波は音響レンズ２２から被検体に入射する
ときに音響レンズ２２の音速と被検体の音速の差
によつて外方に屈折し被検領域を拡大することが
できる。

この屈折角θ₂は、 sinθ₂＝V₂／V₁・sinθ₁ ……(1) となる。式中V₂は被検体の音速、V₁は音響レン
ズ２２の音速、θ₁は入射角である。

たとえば音響レンズ２２としてシリコンゴムを
用いることが多いが、この場合シリコンゴムでの
音速V₁の温度変化は一般に約10℃の上昇で３％
速くなることが知られている。

一方、超音波探触子は探触子内部に電子回路を
内蔵することも多く、その場合超音波探触子の温
度は上昇し、これに伴つて音響レンズ２２の温度
も上昇し、例えば体温より高くなる場合もある。
このように音響レンズ２２の温度が上昇して音速
V₁が変化すると、第１式で示される屈折角θ₂が
変化し結局被検領域の拡大率が変化する。従つて
第２図に示す探触子では、被検体内の超音波の進
行、及び反射方向は音響レンズ２２の温度変化に
よつて異なるにもかかわらず、表示の方向、及び
領域は変化しないため、得られた断層像は歪んだ
像となり誤診をまねくおそれが生じる。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な回路と温度検出器を設けることによ
り、画像の歪を除去し、正確な診断のできる超音
波診断装置を提供することを目的とするものであ
る。

以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

第３図は本発明に用いられる超音波探触子の一
実施例であつて、音波放射部の概略構成図であ
る。例えば熱電対やサーミスター等の温度センサ
２３が音響レンズ２２の端部に取り付けられてい
る。このような構造により音波の進行をさまたげ
ることなく音響レンズ２２の温度を測定すること
ができる。また、温度センサ２３を走査方向に沿
つて複数個設けることにより音響レンズ２２内の
平均温度を測定することができる。

第４図は本発明の第１の実施例を示すブロツク
図である。

音響レンズ２２内に設けられた、例えば熱電対
やサーミスター等の温度センサ２３によつて音響
レンズ２２内の温度を測定し、温度に応じた信号
が演算部２４に送られる。演算部２４ではその信
号をもとに、その温度における音響レンズ２２内
の音速を演算し、第(1)式に基いて屈折角θ₂を求
め、Ｘ偏向部２５、Ｙ偏向部２６に屈折角θ₂に応
じた信号を送る。

第５図Ａ，ＢはＸ偏向部２５を詳細に表わした
ブロツク図及び要部信号波形図である。第５図Ａ
においてａは演算部２４より送られてきた屈折角
θ₂に応じた信号であり、ｂは各走査線に対応した
電圧（ｂ−１，ｂ−２のような電圧）である。基
準電圧発生回路３０より各走査線に対応した電圧
ｂが送出されゲインコントロールアンプ３１へ入
力する。ゲインコントロールアンプ３１では信号
ａより設定されたゲインで信号ｂを増幅あるいは
減衰させる。すなわち、第５図Ｂの矢印Ｖのよう
に基準電圧を変化させる。積分回路３２では偏向
スタート点Ｓより積分を行いゲインコントロール
アンプ３１の出力電圧まで積分を行なつて信号ｃ
を表示部２９に送る。以上のような動作をＹ偏向
部２６においても行い、実際の音波の進行方向、
被検領域に合うような表示方向、表示領域となる
ように偏向信号を発生する。すなわち、音響レン
ズ２２の温度に応じた屈折再θ₂による送受信部２
８で制御される放射線に対応して表示部２９で正
確な表示が行なわれる。

第６図は本発明の第２の実施例を示すブロツク
図であり、フレームメモリを用いた走査変換部を
そなえた超音波診断装置に対して上記実施例と同
様に画像歪を除去するものである。

第１の実施例と同様に、音響レンズ２２内に設
けた温度センサ２３によつて音響レンズ２２内の
温度を測定して温度に応じた信号が演算部２４に
送られる。演算部２４ではその信号により音速を
演算し、第(1)式に基いて屈折角θ₂を求める。屈折
角θ₂により音波の進行方向、被検領域に対応する
補正信号を発生し、送受信部２８から送られる映
像信号を一時記憶する走査変換部２７へ送り、
TV走査のために信号変換されて表示部２９へ表
示信号が送出される。第７図は走査変換部２７を
詳細に表わしたブロツク図である。図においてａ
は演算部２４から送られる補正信号であり、ｂは
送受信部２８から送られる映像信号である。Ａ／
Ｄ変換器３３によりＡ／Ｄされた映像信はフレー
ムメモリ３５へ書込まれる。この時書込むアドレ
スは書込みアドレス発生回路３４によつて決定さ
れる。書込みアドレス発生回路３４は補正信号ａ
により音波の進行方向、被検領域に対応するよう
アドレスを求めフレームメモリへ送出する。表示
する際には読み出しアドレス発生回路３６からの
アドレス指定に基いて表示部２９に信号が送出さ
れる。

なおフレームメモリ３５へ書込むアドレスが補
正信号ａによつて変化するため、そのアドレスに
対応するようＡ／Ｄ変換器３３のサンプルピツチ
も同様に補正を行なわなければならない。

以上説明したごとく本発明は、音波放射面が外
方に向つて突状になるように配列した圧電振動子
列を有し、圧電振動子の配列方向に漸次厚さの異
なる音響レンズを音波放射面に設けた超音波探触
子を備えた超音波診断装置において、音響レンズ
の温度による音速の変化によつて生じる画像歪を
簡単な回路の補正手段を加えることのみで、画像
歪がなく、被検領域の非常に広い高品位画像が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の超音波探触子の概
略構成図、第３図は本発明の超音波診断装置の音
波発生部を示す概略構成図、第４図は本発明の超
音波診断装置の第１の実施例を示すブロツク図、
第５図Ａ，Ｂは同実施例の要部ブロツク図および
要部信号波形図、第６図は本発明の超音波診断装
置の第２の実施例を示すブロツク図、第７図は同
実施例の要部ブロツク図である。 ２１……圧電振動子、２２……音響レンズ、２
３……温度センサ、２４……演算部、２５……Ｘ
偏向部、２６……Ｙ偏向部、２７……走査変換
部、２８……送受信部、２９……表示部、３０…
…基準電圧発生回路、３１……ゲインコントロー
ルアンプ、３２……積分回路、３３……Ａ／Ｄ変
換部、３４……書込みアドレス発生回路、３５…
…フレームメモリ、３６……読出しアドレス発生
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の圧電振動子が配列された音波放射面
   上に、音速が被検体内の音速より遅く、音響イン
   ピーダンスが前記被検体と略同一である音響レン
   ズを、音波の伝搬方向の厚さが前記圧電振動子の
   走査方向において異なるように形成してなる超音
   波探触子と、前記超音波探触子を送受信して前記
   被検体の断層像を表示する本体部と、前記音響レ
   ンズの温度を検出する温度検出器と、前記温度検
   出器によつて検出した温度に応じて表示する前記
   断層像の形状を変化させる手段とを備えたことを
   特徴とする超音波診断装置。