(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波走査を行うための超音波素子を回転または首振り運動をすることが可能な走査機構と、前記走査機構を傾けられる揺動機構と、前記揺動機構により揺動する超音波走査面が穿刺検査を行う揺動角度の場合、前記超音波素子が放射する超音波信号を受信して超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な揺動角度検出用超音波素子とを有する超音波探触子。
【請求項２】
前記超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な前記揺動角度検出用超音波素子が前記超音波信号を受信できるように、前記超音波信号を反射させる反射体を有する請求項１記載の超音波探触子。
【請求項３】
穿刺検査を行うための穿刺針を案内する案内部を有する請求項１記載の超音波探触子。
【請求項４】
穿刺検査を行うための穿刺針を案内する案内部が取り付けられる請求項１記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に用いられ、超音波探触子を動かすことなく走査面を傾けられる揺動機構を有する超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波走査面を揺動することのできる機械走査式超音波探触子の構成は「第１回 国際産婦人科三次元超音波シンポジウム 抄録集」の「３次元超音波の基礎 馬場 一憲、井街 宏」にて紹介されているように超音波走査面を扇状に揺動運動させる構造になっており、この超音波探触子の一般的な構成を図６に示す。１個以上の超音波素子６０１がローター６０２に固定され、このロータ６０２は回転軸６０３および回転軸支持部材６０４により回転可能に支持されている。走査モータ６０５の駆動力は駆動プーリ６０６、タイミングベルト６０７、従動プーリ６０８などの伝達系を経てロータ６０２を回転または首振り運動させてセクタ状に超音波走査を行う。これらの走査機構は揺動軸６０９および揺動フレーム６１０に揺動可能に支持され、揺動モータ６１１の駆動力は、ピニオンギヤ６１２、揺動ギヤ６１３を介して走査機構を左右に揺動させる。以上の機構は音響窓６１４により封入された音響結合液６１５の中で動作する。また揺動角度は揺動モータに取り付けられたエンコーダ６１６により得られるパルスデータをもとに図示しない超音波診断装置本体の制御回路が揺動角度制御を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術による超音波走査面を揺動可能な超音波探触子を用いて穿刺検査を行う場合、揺動可能な走査面は穿刺針の反射像を表示させ検査部位に穿刺針が正確に到達するように穿刺針の動きと同一平面である必要がある。しかしながら揺動モータにエンコーダなどの位置検出機構を設置して揺動角度を検出する該探触子は、揺動駆動力伝達系における機械的がたつき、揺動ギヤの歯欠けやピニオンギヤの空回りなどの不具合が生じた場合、探触子は揺動角度を正確に検出することができないため、超音波走査面の正確な揺動角度情報を超音波診断装置に送ることができず、超音波走査面が穿刺針の動く面と一致しない場合が発生し、最悪の場合は被験体に被害を与えることもある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、揺動する超音波走査面の揺動角度が穿刺針の動く面と同一である定常状態であることを検出し、穿刺検査においてエンコーダの不具合による穿刺針の反射像の検出不能などの発生しない安全な探触子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、超音波走査を行うための超音波素子を回転または首振り運動をすることが可能な走査機構と、走査機構を傾けられる揺動機構と、揺動機構により揺動する超音波走査面が穿刺検査を行う揺動角度の場合、超音波素子が放射する超音波信号を受信して超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な揺動角度検出用超音波素子を有する。
【０００６】
この構成により、本発明は、超音波走査面を揺動可能な機械走査式超音波探触子において、超音波走査面を揺動させる揺動駆動力伝達系における機械的がたつき、揺動ギヤの歯欠けやピニオンギヤの空回りなどの不具合により、エンコーダなどの位置検出機構からの揺動角度情報と実際の揺動走査面に差異が発生した場合においても、超音波走査用の超音波素子からの信号により揺動走査面と穿刺針の動く面とが一致しているか否かを超音波診断装置が判断し、超音波断層画像に穿刺針の反射像が得られないことにより穿刺検査において被検体に被害を与えることがない。
【０００７】
さらに、本発明は、超音波走査を行うための超音波素子を回転または首振り運動をすることが可能な走査機構と、走査機構を傾けられる揺動機構と、揺動機構により揺動する超音波走査面が穿刺検査を行う揺動角度の場合、超音波素子が放射する超音波信号を受信して超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な揺動角度検出用超音波素子を有する超音波探触子において、前記超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な超音波素子が超音波信号を受信できるように、前記超音波信号を反射させる反射体を有する。
【０００８】
この構成により、本発明は、ロータの首振り範囲が限られている場合でも超音波走査面を揺動可能な機械走査式超音波探触子において、超音波走査面を揺動させる揺動駆動力伝達系における機械的がたつき、揺動ギヤの歯欠けやピニオンギヤの空回りなどの不具合により、エンコーダなどの位置検出機構からの揺動角度情報と実際の揺動走査面に差異が発生した場合においても、超音波走査用の超音波素子からの信号により揺動走査面と穿刺針の動く面とが一致しているか否かを超音波診断装置が判断し、超音波断層画像に穿刺針の反射像が得られないことにより穿刺検査において被検体に被害を与えることがない。
【０００９】
さらに、本発明は、超音波走査を行うための超音波素子を回転または首振り運動をすることが可能な走査機構と、走査機構を傾けられる揺動機構と、揺動機構により揺動する超音波走査面が穿刺検査を行う揺動角度の場合、超音波素子が放射する超音波信号を受信して超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な揺動角度検出用超音波素子を有する超音波探触子において、穿刺検査を行うための穿刺針を案内する案内部を有する。
【００１０】
この構成により、本発明は、超音波走査面を揺動可能な機械走査式超音波探触子において、超音波走査面を揺動させる揺動駆動力伝達系における機械的がたつき、揺動ギヤの歯欠けやピニオンギヤの空回りなどの不具合により、エンコーダなどの位置検出機構からの揺動角度情報と実際の揺動走査面に差異が発生した場合においても、超音波走査用の超音波素子からの信号により揺動走査面と穿刺針の動く面とが一致しているか否かを超音波診断装置が判断し、超音波断層画像に穿刺針の反射像が得られないことにより穿刺検査において被検体に被害を与えることがなく、穿刺針を案内部に沿って確実に操作ができる。
【００１１】
さらに、本発明は、超音波走査を行うための超音波素子を回転または首振り運動をすることが可能な走査機構と、走査機構を傾けられる揺動機構と、揺動機構により揺動する超音波走査面が穿刺検査を行う揺動角度の場合、超音波素子が放射する超音波信号を受信して超音波走査面の揺動角度を感知することが可能な揺動角度検出用超音波素子を有する超音波探触子において、穿刺検査を行うための穿刺針を案内する案内部が取り付けられる構成である。
【００１２】
この構成により、本発明は、超音波走査面を揺動可能な機械走査式超音波探触子において、超音波走査面を揺動させる揺動駆動力伝達系における機械的がたつき、揺動ギヤの歯欠けやピニオンギヤの空回りなどの不具合により、エンコーダなどの位置検出機構からの揺動角度情報と実際の揺動走査面に差異が発生した場合においても、超音波走査用の超音波素子からの信号により揺動走査面と穿刺針の動く面とが一致しているか否かを超音波診断装置が判断し、超音波断層画像に穿刺針の反射像が得られないことにより穿刺検査において被検体に被害を与えることがなく、案内部が不必要な場合は取り外して検査することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による超音波探触子を示す一部破断斜視図である。
【００１４】
図１において、超音波を送受信する超音波素子１がロータ２に固定されこのロータ２は回転軸３および回転軸支持部材４により回転可能に支持されている。走査モータ５の駆動力は駆動プーリ６、タイミングベルト７、従動プーリ８などの駆動力伝達系を経てロータ２を回転または首振り運動させて超音波素子１によりセクタ状の超音波走査を行う。これらの走査機構は揺動軸９および揺動フレーム１０により揺動可能に支持され、揺動モータ１１の駆動力は、ピニオンギヤ１２、揺動ギヤ１３を介して揺動軸９を揺動の中心として揺動させる。ベース・フレーム１４には超音波走査面の揺動角度が穿刺針の動く面と同一である揺動角度においてのみ生体へ超音波を送受信する超音波素子１がロータ２の回転動作により被検体へ走査を目的とした超音波を放射しない回転角度において超音波素子１が放射する超音波信号を受信できる様な位置に揺動角度検出用の超音波素子１５が固定されている。これらの機構は音響窓１６と図示しない収納ケースとにより封入された音響結合液１７の中で動作する。
【００１５】
次に、本発明の実施の形態の動作について説明する。
【００１６】
図１の構成において走査モータ５が超音波素子１の固定されたロータ２を回転させる。生体などの被検体への超音波の通過が可能である音響窓１６の範囲において、図示しない超音波診断装置本体はロータ２を回転させながら超音波素子１に電気信号を与え超音波を放射させる。超音波素子１から放射された超音波は音響結合液１７、音響窓１６の曲面部を通過して生体などの被験体内部に放射され、被験体内の組織境界面で反射した超音波は再び音響窓１６、音響結合液１７を通過し、超音波素子１に到達する。超音波素子１は受信した超音波を電気信号に変換する。超音波素子１が受信した電気信号を図示しない超音波診断装置の画像処理回路が被験体の断層画像を表示する。
【００１７】
この走査を行いながら超音波素子１、ロータ２、回転軸３、回転支持部材４、走査モータ５、駆動プーリ６、タイミング・ベルト７、従動プーリ８により構成される走査機構部を、揺動モータ１の駆動力がピニオン・ギヤ１２、揺動ギヤ１３を介して揺動軸９を中心にある所定の範囲において揺動させ（例えば−４５°から＋４５°）、超音波探触子を傾けられない部位においても超音波走査面を揺動可能であり、図示しない超音波診断装置が被検体の任意の断層画像を表示することが可能になる。
【００１８】
図２を用いて本発明の動作を説明する。
【００１９】
図２（ａ）及び（ｃ）を参照すると、穿刺針１９の動く面が走査面と同一面である定常状態の揺動角度の超音波走査面２１であるとき、図示しない回転駆動源によりロータ２が回転し、超音波素子１が揺動角度検出用超音波素子１５と向かい合う位置になったとき、図示しない超音波診断装置が電気信号を超音波素子１に与え、超音波素子１は超音波パルス信号を放射する。放射された超音波パルス信号はその伝播経路１８を伝播し、揺動角度検出用超音波素子１５によって受信される。超音波診断装置本体は揺動角度検出用超音波素子１５から受信信号が得られたときに超音波走査面が穿刺検査を行う角度にあることを判断し、超音波診断装置は穿刺検査モード（例えば穿刺針のガイドライン）の表示をモニター上に行う。
【００２０】
次に、図２（ｂ）及び（ｃ）を参照すると、穿刺針が穿刺針と異なる角度に揺動した超音波走査面２２にあるとき、超音波素子１から放射された超音波パルス信号はその伝播経路１８を伝播するが、揺動角度検出用超音波素子１５によって受信されない。超音波診断装置本体は揺動角度検出用超音波素子１５からの受信信号がないため、超音波走査面が穿刺検査を行えない角度にあることを判断し、使用者が穿刺検査モードを選択してもモニター上には穿刺針のガイドラインは表示されない。このように超音波走査面が穿刺針の反射像が得られない角度に揺動している場合に、使用者が穿刺検査モードを選択し、穿刺針を誤って刺すことを防止することが可能となる。
【００２１】
図３は、本発明の他の実施の形態であって、超音波素子１がロータ２に固定され、このロータ２が回転軸３および回転軸支持部材４により首振り可能に支持されている場合の構成例を示す。本構成の場合はロータ２の首振り範囲が限られているため、超音波素子１から放射された超音波パルス信号を反射体２３に反射させて、伝播経路１８を経て、揺動角度検出用超音波素子１５に伝播させ、超音波走査面が穿刺検査可能な揺動角度にあることの情報を図示しない超音波診断装置に送ることができるものである。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態の超音波診断装置において、穿刺検査を行うための穿刺針案内部２０を有し、走査面を揺動可能な穿刺用超音波探触子である。
【００２３】
図５は、本発明の実施の形態の超音波診断装置において、穿刺検査を行うための穿刺針案内部２０が取り付けられ、走査面を揺動することが可能な穿刺用超音波探触子である。
【００２４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、超音波走査面を揺動可能な機械走査式超音波探触子において、超音波走査面を揺動させる揺動駆動力伝達系における機械的がたつき、揺動ギヤの歯欠けやピニオンギヤの空回りなどの不具合により、エンコーダなどの位置検出機構からの揺動角度情報と実際の揺動走査面に差異が発生した場合においても、超音波走査用の超音波素子からの信号により揺動走査面と穿刺針の動く面とが一致しているか否かを超音波診断装置が判断し、超音波断層画像に穿刺針の反射像が得られないことにより穿刺検査において被検体に被害を与えることのない安全な探触子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態の超音波探触子の一部破断斜視図
【図２（ａ）】本発明による実施の形態の走査面が穿刺針と同一面のときの部分破断斜視図
【図２（ｂ）】本発明による実施の形態の走査面が穿刺針と異なる面のときの部分破断斜視図
【図２（ｃ）】本発明による実施の形態の揺動する走査面と穿刺針との位置関係を示す図
【図３】本発明による他の実施の形態の超音波探触子の断面図
【図４】本発明の実施の形態における超音波探触子が穿刺針案内部を有する部分的断面図
【図５】本発明の実施の形態における超音波探触子に穿刺針案内部が取付けられた部分的断面図
【図６】従来の超音波探触子を示す一部破断正面図
【符号の説明】
１  超音波素子
２  ロータ
３  回転軸
４  回転支持部
５  走査モータ
６  駆動プーリ
７  タイミングベルト
８  従動プーリ
９  揺動軸
１０  揺動フレーム
１１  揺動モータ
１２  ピニオンギヤ
１３  揺動ギヤ
１４  ベースフレーム
１５  揺動角度検出用の超音波素子
１６  音響窓
１７  音響結合液
１８  超音波パルス信号の伝播経路
１９  穿刺針
２０  穿刺針案内部
２１  穿刺針と同一面の超音波走査面
２２  穿刺針と異なる角度に揺動した同一面の超音波走査面
２３  反射体
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図２（ｃ）】
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【図３】
0003648133.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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