(57)【要約】【課題】超音波診断装置による心臓撮影等において、長軸像と短軸像との中間の角度位置における断層像を比較的精度よく、簡単な操作で調整可能にすること。【解決手段】超音波送受信面を構成する複数の配列した振動子と、超音波送受信面を操作するための握り部とを備えた超音波探触子の握り部に、超音波送受信面の長軸方向からの所定の角度の位置を示す標識を設ける。標識は、握り部の外周面上に形成された、光学的あるいは触覚によって識別可能な標識とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送受信面を構成する複数の配列した振動子と、前記振動子を保持し、前記超音波送受信面を操作するための握り部とを備えた超音波探触子であって、
前記握り部は、前記超音波送受信面と平行な面における前記振動子の配列方向を基準方向とするとき、当該基準方向に対し所定角度を持つ外周面上の位置に、当該位置を識別可能な標識を設けたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波探触子であって、
前記標識は、触覚によって識別可能な標識であることを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波探触子であって、
前記標識が、前記握り部の外周面から突出する凸部、前記握り部の外周面から内側に凹んだ凹部または曲面状に形成された外周面に設けられた平面部であることを特徴とする超音波探触子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波探触子であって、
前記基準方向を長軸方向、それと直交する方向を短軸方向とするとき、前記標識は、前記長軸方向または短軸方向に対し３０°、４５°および６０°の角度を持つ位置の一つまたは複数に設けられることを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】
被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から受信される超音波画像データに基いて超音波画像を構成する超音波画像構成部と、前記超音波画像を表示する表示部とを備えた超音波診断装置であって、
前記超音波探触子は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波探触子であることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療診断に用いる超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置に係り、特に、超音波探触子の握り部の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、被検体内に超音波を送信し、診断部位から反射するエコー信号を受信し、この反射エコー信号に基づいて診断部位の画像を生成してモニタに表示し、画像を観察して医療診断を行なう。超音波診断装置において、超音波の送受信は、複数の振動子を配列してなる超音波探触子により行なわれる。現在、所定の方向に配列した多数の振動子を電子的に制御する電子走査型の超音波探触子が多用されている。
【０００３】
電子走査型の超音波探触子には大別して、超音波ビームを直線的に走査するリニア型超音波探触子と、超音波ビームを扇形に放射するセクタ型超音波探触子とがある。リニア型超音波探触子は腹部検査に好適であり、セクタ型超音波探触子は比較的小さいサイズで広角且つ深度のある画像が得られることから、肋骨間から走査しなければならない心臓の検査に好適である。また、リニア走査型の振動子を凸型に配列させたコンベックス型超音波探触子があり、小型のコンベックス型超音波探触子も心臓検査に用いられる。
【０００４】
一般に、振動子が配列された方向を長軸方向と称し、これに直交する方向を短軸方向と称し、被検体の所望部位を撮像する場合は、超音波探触子の送受信面を被検体の体表に押し当てて超音波の送受信を行なってモニタに画像を表示し、モニタの超音波像を観察しながら、送受信面の鉛直軸の傾きや、長軸方向の向きを変えて超音波スキャン面を操作して所望の断面における断層像を取得するようにしている。
例えば、心臓の診断においては、心壁の運動を観察して評価するために、いろいろな方向から心臓の断面を撮像して描出する。この場合、検査者は、超音波探触子の握り部を指先で摘むように保持して体表に押し当て、握り部に形成されたマークを基準として指先の操作で送受信面の長軸を面内で回転して、例えば、基準位置（０°）とする長軸像と、これに対して９０°ずれたいわゆる短軸像を撮像する。
【０００５】
ここで、心臓検査に用いられるセクタ型超音波探触子や小型コンベックス型超音波探触子は、比較的長軸方向の長さが短く、操作者が握る握り部の断面形状が正方形に近い形や丸型であるため、長軸方向の向きの変更を操作者が把握しにくいという問題があった。この問題を解決するため、特許文献１には、握り部のくびれ部分の断面形状を長方形にして、操作者が長軸方向と短軸方向を認識できるようにした超音波探触子が提案されている。
特許文献１記載の超音波探触子では、操作者が探触子を送受信面の面内で回転させる際に、握り部の断面形状が略長方形に形成されており、長方形の長辺側と短辺側を容易に認識できるので、比較的精度よく９０°回転することできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、心臓の運動を評価する場合には、長軸像（０°）と短軸像（９０°）の断面だけでなく、それらの間の４５°、あるいは１３５°等の角度における断層像を撮像する要請がある。このような中間角度の場合、従来技術では、検査者の経験と勘によって、指先の操作で送受信面の長軸を面内で回転して角度調整しなければならないため、精度が悪いだけでなく、操作が煩雑であるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、長軸像と短軸像との中間の角度位置における断層像を比較的精度よく、簡単な操作で調整可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の超音波探触子は、超音波送受信面を構成する複数の配列した振動子と、前記振動子を保持し、前記超音波送受信面を操作するための握り部とを備え、前記握り部は、前記超音波送受信面と平行な面における前記振動子の配列方向を基準方向とするとき、当該基準方向に対し所定角度を持つ外周面上の位置に、当該位置を識別可能な標識を設けたことを特徴とする。
【００１０】
標識は、例えば、触覚によって識別可能な標識であり、より具体的には、前記握り部の外周面から突出する凸部、前記握り部の外周面から内側に凹んだ凹部または曲面状に形成された外周面に設けられた平面部である。
【００１１】
また本発明の超音波診断装置は、被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から受信される超音波画像データに基いて超音波画像を構成する超音波画像構成部と、前記超音波画像を表示する表示部とを備え、超音波探触子として上述の超音波探触子を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波探触子を回転走査して所望の断面を検査する際に、超音波探触子の握り部に形成された標識を手がかりとして、超音波探触子を開始位置に対し所定の角度にある位置に正確に位置させることができる。これにより、表示部に、ほぼ正確な角度で、長軸像、所定角度像、短軸像等を順次表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図
【図２】本発明の超音波探触子の第一実施形態を示す外観図
【図３】図１の超音波探触子の握り部の断面図
【図４】第一実施形態の変更例を示す図
【図５】第一実施形態の別の変更例を示す図
【図６】本発明の超音波探触子の第二実施形態を示す外観図
【図７】図６の超音波探触子の握り部の断面図
【図８】本発明の超音波探触子の第三実施形態を示す外観図
【図９】図８の超音波探触子の握り部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明が適用される超音波診断装置について図を用いて説明する。
図１は、本発明を適用した超音波診断装置の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１は、被検体２内に超音波を送受信して得られた反射エコー信号を用いて、診断部位について２次元超音波画像あるいは３次元超音波画像を形成して表示するもので、被検体２に超音波を照射し受信する振動子を備えた超音波探触子３と、超音波信号を送受信する超音波送受信部４と、受信信号に基いて２次元超音波画像（Ｂモード画像）あるいは３次元超音波画像を構成する超音波画像構成部５と、超音波画像構成部５において構成された超音波画像を表示する表示部６と、各構成要素を制御する制御部７と、制御部７に指示を与えるコントロールパネル８を有している。
【００１５】
ここで、各構成要素を具体的に説明する。超音波探触子３は、振動子部とそれを保持する握り部とからなり、振動子部は、多数の振動子の配列と、バッキング材、音響整合層および音響レンズ等からなり、ケーブルを介して超音波送受信部４に接続されている。振動子部の被検体との接触面（超音波送受信面）を除く部分と、振動子の電極とケーブルとを接続するための回路は、筒状のカバーに覆われている。このカバーは、検査を行なう操作者が超音波探触子３を操作するための握り部を構成している。この握り部の外周面には、探触子３を超音波受信面の面内で回転させる場合の角度を、操作者が識別可能な標識（マーク）が施されている。この標識は、後に詳述するが、光学的或いは触覚で識別可能な標識であり、これにより暗室内の操作であっても識別が可能である。
【００１６】
振動子の配列方向は、探触子の長軸方向と呼ばれ、長軸方向に配列する振動子を、遅延時間を与えて駆動することにより、送波や受波のフォーカスがかけられるようになっている。長軸方向と直交する方向（短軸方向）にも振動子が配列されている探触子もあり、その場合には、短軸方向にも送波や受波のフォーカスがかけられる。また、短軸方向のそれぞれの振動素子をオン、オフすることにより、口径制御ができるようになっている。さらに、配列方向の各振動素子に与える超音波送信信号の振幅を変えることにより送波重み付けがかけられ、配列方向の各振動素子からの超音波受信信号の増幅度又は減衰度を変えることにより受波重み付けがかけられるようになっている。
【００１７】
なお、超音波探触子３は、超音波送信部４から供給される駆動信号に重畳して印加されるバイアス電圧の大きさに応じて超音波受信感度つまり電気機械結合係数が変化する。
【００１８】
超音波送受信部４は、超音波探触子３に送信信号を供給するとともに受信した反射エコー信号を処理するもので、その内部には、超音波探触子３を制御し超音波ビームの打ち出しをさせる送波回路と、この打ち出しされた超音波ビームの被検体内からの反射エコー信号を受信し生体情報を収集する受波回路と、これらを制御する制御回路とを有している。
【００１９】
超音波画像構成部５は、超音波送受信部４で処理した反射エコー信号を超音波断層像に変換するもので、順次入力される反射エコー信号に基づいて超音波画像を形成するデジタルスキャンコンバータと、超音波画像を記憶する磁気ディスク装置及びＲＡＭからなる記憶装置とからなり、超音波送受信部４で受信した反射エコー信号を信号処理し、２次元超音波画像や３次元超音波画像、各種ドプラ画像に画像化して出力する。
【００２０】
表示部６は、超音波画像構成部５で作成された画像を表示制御部を介して入力し超音波画像として表示するもので、例えばＣＲＴモニタ、液晶モニタからなる。
【００２１】
制御部７は、上述した各構成要素の動作を制御するもので、ユーザインターフェース回路とのインターフェースを有する制御コンピュータシステムより構成されている。この制御部７は、それに含まれるユーザインターフェース及び該ユーザインターフェースからの情報等から超音波送受信部４を制御する。また、超音波送受信部４で受信した生体情報を超音波画像構成部５に転送したり、超音波画像構成部５で画像化した情報を表示制御部に伝送するなどの制御を行う。
【００２２】
以上のような構成の超音波診断装置では、超音波探触子３を被検体２の検査部位に当てて、超音波送受信部４から送信信号を供給することにより、超音波探触子３から超音波信号を被検体２の体内に送り、体内から反射したエコー信号を超音波探触子３で受信することにより検査が行なわれる。超音波送受信部４が処理した反射エコー信号は、超音波画像構成部５によりＢモード、Ｍモードあるいはドプラーモード等の画像データに変換され、表示部６に表示される。
【００２３】
このような検査において、操作者は探触子３の長軸方向が画像化したい断面と一致するように、超音波探触子３の送受信面を被検体２に当てる。例えば、検査部位が心臓の場合、探触子３の長軸方向を心臓の長軸像（胸骨左縁長軸像）が得られる断面に一致させる。次いで、画像化しようとする断面を変化させる場合、例えば、心臓の短軸像（胸骨左縁短軸像）を断面とする場合あるいは長軸像と短軸像との中間（例えば、４５°の位置）にある断層像（例えば、４５°像）を得ようとする場合は、送受信面の面内で超音波探触子３を所定の角度、回転させて、最初の断面位置から所定の角度の位置に探触子３の長軸方向を合わせる。この回転操作の際に、超音波探触子３の握り部の標識を手がかりとして、所定の角度の回転を実現する。これにより、表示部６には、ほぼ正確な角度で、長軸像、４５°像、短軸像等が順次表示される。
【００２４】
次に本発明の超音波探触子の実施形態を説明する。以下の実施形態では、本発明をセクタ型超音波探触子に適用した実施形態を説明するが、本発明はセクタ型超音波探触子に限らず、種々のタイプの超音波探触子に適用することが可能である。
【００２５】
＜第一実施形態＞
図２は、本実施形態の超音波探触子の外観を示す図、図３は、握り部の断面を示す図である。
図示するように、この超音波探触子３は、振動子部３１と握り部３５とからなり、振動子部３１は、配列した多数の振動子と、バッキング材、音響整合層および音響レンズ等からなり、振動子は、実際には音響レンズに覆われて外部から見えないが、超音波の送受信面３２に短冊状に配列されている。以下、図２に両矢印で示す振動子の配列方向を探触子３の長軸方向と称する。
【００２６】
送受信面３２以外の振動子部３１はカバー３３で覆われている。カバー３３には、マーク３４が形成されている。マーク３４は後述するマーク３６と同じ目的で形成されている。
握り部３５は、各振動子の電極とケーブルとを接続する回路基板を保護するカバーであるとともに操作者が握って操作を行なう操作部でもあり、振動子部３１を覆うカバー３３と一体として握り部３５を構成する。振動子部３１を覆うカバーと、回路基板を覆うカバーとは、別個であってもよいし、樹脂等で一体成型されたものでもよい。
【００２７】
超音波探触子３の寸法は、用途および型によって異なり特に限定されるものではないが、握り部３５を人の手で掴んで操作可能な大きさであり、例えば、全長が１０〜１０数ｃｍ程度、長軸方向および短軸方向の幅が、それぞれ１〜５ｃｍ程度である。
【００２８】
握り部３５は、全体としてほぼ丸みを帯びた長方形の断面形状を有し、ケーブル引出部に近い部分は、径が漸減し、ケーブルの径に近づく形状となっている。長方形の長辺方向は振動子の配列方向（長軸方向）と一致している。また握り部３５の振動子部３１に近い部分は、ひとの指を当てやすい形状、例えば径が小さくなった部分（くびれ部）が形成されるとともに、その外周面に探触子３の基準位置を示すマーク３６が施されている。基準位置は、本実施形態では、送受信面３２と平行な断面の中心を通る長軸方向の直線が外周面と交わる位置であり、探触子３を回転スキャンする場合にはその開始点となる。マーク３６は、例えば、握り部３５の外周面に対し突出する凸部であり、外周面の長手方向に所定の長さに亘って形成されている。この握り部３５の略長方形の外形とマーク３６とを手がかりに、操作者は所望の断面と長軸方向とを一致させて検査を行なうことが可能となる。なおマーク３６は、基準位置であることを示すものであれば、凸部である必要はなく、溝やＬＥＤなどであってもよい。
【００２９】
また握り部３５の外周面には、長軸方向を０°とするとき、それに対し所定の角度を持つ方向に、凹み３７が形成されている。図３に示す実施形態では、凹み３７は、長軸方向と短軸方向の中央、すなわち４５°、１３５°、２２５°（−１３５°）、３１５°（−４５°）の４箇所に形成されている。凹み３７は、例えば、操作者がくびれ部を親指と人差し指で挟み持ったときに、指の腹が収まるような形状をしており、断面略長方形の角部に当たる外周にこのような形状を設けることにより、操作者は暗室の中であっても、マーク３６から所定の角度を持って握り部３５を把持していること、すなわち基準位置からの角度を容易に認識することができる。
【００３０】
従って、例えば、長軸方向と所望の断面位置を合わせた状態で検査をした後、探触子３を持つ角度を変えて、例えば長軸方向に対し４５°の位置を持ち、手と最初の断面位置との位置関係を保ったまま探触子３を当てると、探触子３の長軸方向は最初の断面位置から４５°回転することになり、ここを新たな断層位置とした検査が可能になる。最初の断面位置と直交する断面を検査する場合は、従来技術と同様に、長軸方向と短軸方向の幅の違いにより、認識できる。このように、操作者は基準位置（０°）を開始点として、探触子３を回転させながら、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°と各角度の断面の超音波断層像を得ることができる。
【００３１】
本実施形態によれば、断面略長方形の丸みをもった握り部３５の角部に、長軸方向から所定の角度を持って凹みを設けたことにより、操作者は正確に角度を認識しながら検査することができる。
【００３２】
なお図２に示す実施形態では、長軸方向と短軸方向から、それぞれ４５°ずれた位置４箇所に凹みを設けた場合を示したが、必ずしも４箇所すべてに設ける必要はなく、例えば、２２５°（−１３５°）と３１５°（−４５°）の位置の凹みを省略することも可能である。また角度は４５°に限らず、例えば、図４に示すように、長軸方向から−３０°の位置、あるいは図５に示すように−６０°の位置であってもよい。
また凹みの形状についても、図示したような長円形状の凹みの他、握り部３５のほぼ全長に亘って溝状の凹みを設けてもよい。
【００３３】
＜第二実施形態＞
図６は、本実施形態の超音波探触子の外観を示す図、図７は、握り部の断面を示す図である。図６および図７において、第一実施形態と同じ要素は同じ符号で示す。
【００３４】
本実施形態においても、超音波探触子３が振動子部３１と握り部３５とからなること及びその構成は第一実施形態とほぼ同様であるが、本実施形態は握り部３５の外周の形状が異なる。以下、異なる点を中心に説明する。
【００３５】
第一実施形態では、握り部３５の外周に、基準位置を示すマーク３６のほかに、基準位置から所定の角度を持った位置に凹みが形成されていたが、本実施形態では凹みの代わりに平坦部（平面部）３８が形成されている。平坦部３８は、周囲の形状と識別しやすいように、振動子部３１の外周面の曲率が変化する場所に設けられていることが好ましく、図示する実施形態では、断面長方形の握り部３５のほぼ角部に当たる位置であって振動子部３１に近い部分に形成されている。この部分は、操作者の指の先端が触れ易い場所であり、暗室であっても容易に識別ができる。また図では、第一の実施形態と同様に、長軸方向と短軸方向に対し、それぞれ４５°の位置に４箇所設けた場合を示しているが、角度は４５°以外であってもよく、また１箇所以上であれば４箇所に限定されない。また握り部３５の長手方向の一部に設けてもよいし、全長に亘って設けてもよい。
【００３６】
本実施の形態においても、第一実施例と同様に、操作者は基準位置を示すマーク３６とそれから所定の角度で設けられた平坦部３８を手がかりとして、正確に角度を認識しながら検査することができる。
【００３７】
＜第三実施形態＞
図８は、本実施形態の超音波探触子の外観を示す図、図９は、握り部の断面を示す図である。図８および図９において、第一実施形態と同じ要素は同じ符号で示す。
本実施形態においても、超音波探触子３が振動子部３１と握り部３５とからなること及びその構成は第一実施形態とほぼ同様であるが、本実施形態は握り部３５の外周の形状が異なる。
【００３８】
すなわち、本実施形態では、第一実施形態の凹み３７或いは第二実施形態の平坦部３８の代わりに、基準位置から所定の角度を持った位置に凸部３９が形成されている。凸部３９の形状は、特に限定されないが、マーク３６が凸部として設けられる場合は、マーク３６とは識別しうる形状であることが好ましい。図示する実施形態では、マーク３６は、握り部３５の長手方向に沿った縦長の凸部であるのに対し、角度を識別させるための凸部３９はマーク３６よりも短い凸部にしている。これにより、第一および第二実施形態と同様に、指先で基準位置からの角度を認識しながら、超音波探触子３を操作することができ、正確な角度毎の検査を行なうことができる。
【００３９】
＜その他の実施形態＞
以上説明した第一〜第三の実施形態では、長軸方向と短軸方向の中間の１箇所に触覚によって識別可能な標識を設ける場合を説明したが、１箇所ではなく複数個所、例えば長軸方向から３０°の位置と６０°の位置に標識である凹み３７、平滑部３８或いは凸部３９を設けてもよい。また複数個所に標識を設ける場合、全て同じ種類の標識ではなく、複数個所の標識を識別できるように標識の種類を異ならせてもよい。例えば、長軸方向から３０°の位置は凹み３７とし、６０°の位置は凸部３９としてもよい。このように第一〜第三の実施形態は適宜組み合わせて適用することが可能である。
【００４０】
また握り部に触覚で識別可能な標識を設けた超音波探触子の実施形態として、外周面に凹み３７、平坦部３８或いは凸部３９を設けた実施形態を説明したが、例えば、平滑な外周面に対し、基準位置から所定の角度位置にある部分のみストライプ状の凹凸やマット状の凹凸などを設けることも可能である。
【００４１】
さらに本発明の超音波探触子は、握り部に触覚で識別可能な標識を設ける代わりに、或いはそれと組み合わせて光学的に認識可能な標識を設けたものであってもよい。光学的に認識可能な標識としては、例えば、蛍光塗料の塗布層、ＬＥＤ等の発光素子などが挙げられる。
【００４２】
これら光学的に認識可能な標識を設ける位置（長軸方向に対する位置）は、上述した第一〜第三の実施形態と同様であるが、握り部の長手方向の位置については、操作者が見やすい位置であることが好ましく、たとえば振動子部３１を覆うカバー３３の外周面であってもよい。
また光学的に認識可能な標識を、複数の箇所に設ける場合には、発光色を異ならせて、それぞれを識別可能としてもよい。
【００４３】
以上説明した本発明の超音波探触子は、種々の超音波診断装置に適用可能であり、本発明の超音波探触子を用いることにより、操作者の勘や画像によらずに、正確な角度毎の検査を行なうことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、種々の角度による超音波検査が必要な診断やトレーニング分野で、比較的高い正確度で角度毎の検査を行なうことができる。特に長軸像と短軸像との間で種々の角度の画像が要求される心臓撮影に好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・超音波診断装置、３・・・超音波探触子、４・・・超音波送受信部、５・・・超音波画像構成部、６・・・表示部、７・・・制御部、３１・・・振動子部、３２・・・送受信面、３５・・・握り部、３６・・・マーク、３７・・・凹み、３８・・・平坦部、３９・・・凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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