(57)【要約】【課題】従来の手動の超音波診断装置は、超音波プローブの回転走査の際に生じるセンサの位置ずれや生体組織の変形を補正しなければならないという問題があった。【解決手段】超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、皮膜で被覆されている音波伝達体とを有し、生体に対して固定された支持枠に設けられた回転軸の周りで超音波トランスデューサが音波伝達体内部で手動で回転可能であるようにした超音波診断装置の超音波プローブである。このような構成とすることによって、センサ部が皮膚に対して相対的に位置ずれすることなく、また超音波トランスデューサの動きを広い接触面積で受けるため回転走査に伴う生体組織の変形を小さくできる。【選択図】図１
2008073391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブを有し、該超音波プローブに駆動信号を与えて超音波を送信させるとともに、前記超音波プローブからエコー信号を取り込み、該エコー信号に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブは、音波伝達体の内部に超音波トランスデューサが埋設され、該超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、前記超音波トランスデューサと前記角速度センサとを具備する基板と、該基板を支持する支持枠を有し、前記超音波トランスデューサは前記支持枠に対して回動可能であり、前記音波伝達体は皮膜で被覆されている超音波診断装置。
【請求項２】
超音波プローブを有し、該超音波プローブに駆動信号を与えて超音波を送信させるとともに、前記超音波プローブからエコー信号を取り込み、該エコー信号に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブは、超音波トランスデューサを有し、該超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、前記超音波トランスデューサと前記角速度センサとを具備する基板とを有し、前記超音波プローブは、皮膜で被覆された音波伝達体が封入されているアダプタの一方に摺動可能に接している超音波診断装置。
【請求項３】
前記皮膜はポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミドまたはポリオレフィンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関するものであって、特に超音波に基づく診断情報を生成し、測定精度を向上させつつ容易に使用することができる小型の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は診断対象の内部を超音波ビームで走査してエコーを受信し、エコーの強度に対応した画像データを求め、それによっていわゆるBモード画像と呼ばれる二次元断面画像を生成する。一般的には病院等で用いるものであって、医療機関には普及しており、広く知られるところであるが、一般消費者が任意の場所や状況で使用することは想定されていない。しかし、情報端末機器の普及に伴って、高度な情報機器を消費者が個人的に携帯し、任意の場所や状況で使用することは一般化しつつあるので、従来では医療機関で用いられている超音波診断装置であっても、消費者が個人的に携帯し、任意の場所や状況で使用することが可能となれば利便性が著しく向上する。
【０００３】
このような目的で提案された携帯型超音波測定装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
図９は特許文献１に記載されている発明の主旨を逸脱しない範囲で書き直した図である。この超音波測定装置は超音波プローブ５７０、操作部５２０、制御部５５０、表示部５１０を有する。超音波プローブ５７０は表示部５１０と制御部５５０の間に格納されており、使用時に引き出されケーブル５４０で制御部５５０と接続される。  超音波プローブ５７０には把持部５７５があり、この部分を把持し被験者に押圧する。２次元断面画像を取得するために超音波プローブ５７０の先端にアレイ状に配設された複数の超音波トランスデューサから少しずつ位相をずらした超音波を発生させ、波面制御することによって超音波ビームを収束させながら掃引している。
【０００４】
生体内の音響インピーダンスの異なる生体組織界面から反射された超音波エコー信号は同じ超音波トランスデューサで検出されるが、各超音波トランスデューサには反射点からの距離に応じて位相が変化して検出されるので、その位相を補正し、同一の位相となるように重ね合わせ、一つの電気信号として出力される。その電気信号を増幅器で増幅し、制御部５５０に入力すると、制御部５５０は、その結果を表示部５１０に表示する。このような構成とすることによって、携帯することが可能な超音波診断装置ができる。
【０００５】
特許文献２には、Ｂモード画像データを求める手法として、電子的に超音波ビームを走査する代わりに、用手法にて超音波トランスデューサを回転走査して超音波トランスデューサの方位角度をジャイロセンサなどの角速度センサを用いて検出し、超音波エコー受信データと超音波トランスデューサの方位角から座標変換により２次元画像を再構成する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平２００３−２９９６４７号公報（第１２頁、第５図）
【特許文献２】特開平５−２３３３２号公報（第１５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示した従来技術では、携帯型とは言っても、生体内２次元断面画像を取得するために複数のアレイ状に並べた超音波トランスデューサから少しずつ位相をずらして
超音波を発信し、超音波波面を制御し掃引かつフォーカスしている。このような構成においては、据置型の超音波診断装置と同じように非常に複雑な電子回路を必要とし、高価格となってしまうことになる。また、携帯可能ではあっても、常に医師が持ち歩いて必要なときにすぐに使えるほどの、例えば聴診器ほど小型軽量にはならないという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献２に示した従来技術では、走査角度をジャイロセンサで検出してエコー受信信号とから断面像を再構成するものであるが、用手法により超音波トランスデューサを走査するため、超音波プローブが生体表面に対して滑ったり、生体形状が超音波プローブにより変形するなど好ましからざる生体組織の変位が超音波エコー信号に重畳してしまい、それを補正するために加速度センサーを用いたりするなど、位置検出回路及び座標再構成アルゴリズムの複雑化を招いていた。
【０００９】
以上述べたように、従来の方法は複雑な回路構成をとるため一般に高コストの装置となり、携帯することが可能な構成になりつつも、実際には普及を妨げていた。上述した従来技術による問題点を解消するため、本発明は、簡単な構成の超音波診断装置で生体内部の状態を非侵襲で簡便に測定し、常に携帯することのできる低コストの超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明の超音波診断装置では下記記載の構成を採用する。
【００１１】
超音波プローブを有し、
超音波プローブに駆動信号を与えて超音波を送信させるとともに
超音波プローブからエコー信号を取り込み、
エコー信号に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置であって、
超音波プローブは
音波伝達体の内部に超音波トランスデューサが埋設され、
超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角度センサと、
超音波トランスデューサと角度センサを具備する基板と、
基板を支持する支持枠を有し、
超音波トランスデューサは支持枠に対して回動可能であり、
音波伝達体は皮膜で被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
超音波プローブを有し、
超音波プローブに駆動信号を与えて超音波を送信させるとともに
超音波プローブからエコー信号を取り込み、
エコー信号に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置であって、
超音波プローブは
音波伝達体の内部に超音波トランスデューサが埋設され、
超音波トランスデューサの傾き角度を検出する角速度センサと、
超音波トランスデューサと角速度センサとを具備する基板とを有し、
超音波プローブは
内部には音波伝達体が封入され、
音波伝達体は皮膜で被覆されている
アダプタの一方に
ゲルを介して摺動可能に接している
ことを特徴とする。
【００１３】
皮膜はポリウレタン、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレート、ポリイミドまたはポリオレフィンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、超音波を利用して誰でも生体内２次元断面画像を簡便に計測することができ、皮下脂肪の厚さの測定や悪性腫瘍などの検出が個人で容易にできるという効果を有する。
【００１５】
本発明の超音波診断装置は簡便に正しい生体内の断面画像が測定できることから、病院のみならず介護施設などの場においても使用することができる。ベッドサイドでの測定が容易であるから生体に負荷をかけられない被験者への使用に好適である。超音波診断装置全体を超小型軽量にすることができるため、一般家庭用としても適しているという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[第１の実施の形態]
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる超音波診断装置の好適な第１の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を附す。
【００１７】
図４は、本発明の超音波診断装置の全体ブロック図を示すものである。この超音波診断装置は、超音波トランスデューサ１と振動ジャイロセンサ２を実装した超音波プローブ３と、超音波を発生させるための駆動信号を生成する送信部４と、超音波トランスデューサ１及び振動ジャイロセンサ２からの電気信号を受信する受信部５と、超音波エコー信号と角度情報から生体内部情報をBモード画像としてモニタ上に表示するための信号処理を行う信号処理部８とを備えている。さらにこの超音波診断装置は、入力部７と、表示部９を備えている。
【００１８】
超音波プローブ３は被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行うものであり、超音波トランスデューサ１をその先端部分に備えている。この超音波トランスデューサ１は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また受信時には超音波信号を電気信号に変換する機能を有している。超音波画像の解像度や感度に大きな影響を与える超音波周波数はこの超音波トランスデューサ１の圧電体１０１の厚みによってほぼ決定される。この超音波プローブ３は小型、軽量に構成されており、ケーブルによって後述する送信部４および受信部５に接続されている。
【００１９】
振動ジャイロセンサ２は圧電素子を振動させ、その圧電素子に回転角速度Ωが加わると、もとの振動に対し直角方向にコリオリ力が生じる性質を利用したものである。このコリオリ力を検出用圧電素子で出力電圧として取り出している。振動ジャイロセンサ２は回転角速度を検出するので、検出信号はＡＤコンバータ５７でデジタル化された後、積分演算器８２で積分され、角度に換算されて、超音波トランスデューサ１の方位角度情報としてメモリ８６に記録される。
【００２０】
送信部４はパルス発生器４３と、パルス遅延回路アレイ４２と、ＦＥＴスイッチアレイ４１を備えている。パルス発生器４３は被検体の内部に放射する超音波パルスの基準パルスを発生する。パルス遅延回路アレイ４２は送信に使用される超音波トランスデューサ１とほぼ同数の複数の独立な遅延回路から構成されており、送信時における超音波ビームの収束距離を決定し、所定の深さに超音波を収束するための遅延時間を与えるための遅延回路であり、複数個の超音波トランスデューサを異なるタイミングで駆動する。ＦＥＴスイッチアレイ４１は超音波トランスデューサ１を駆動するための高圧パルスを生成するＦＥＴスイッチ回路アレイである。ＦＥＴスイッチアレイ４１はパルス遅延回路アレイ４２と同
様にして、送信に使用される超音波トランスデューサ１とほぼ同数の複数の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ３に内蔵された超音波トランスデューサ１を駆動し、超音波を放射するための駆動パルスを形成する。
【００２１】
受信部５は信号ゲート５１と、プリアンプ５２と、対数変換アンプ５３と、ＡＤコンバータ５４を備えている。プリアンプ５２は超音波トランスデューサ１によって電気信号に変換された微小信号を増幅し十分なＳ／Ｎを確保する。一般に被検体内からの受信信号は８０ｄＢ以上の広いダイナミックレンジをもった振幅を有しているため、弱い信号を強調しダイナミックレンジを狭くして画像として表示可能となるようにするため、対数変換アンプ５３は入力信号に対して検波を行い、超音波周波数成分を除去してその包絡線の振幅のみを検出し、同時にその振幅を対数変換する。ＡＤコンバータ５４はこの対数変換アンプ５３の出力信号をＡＤ変換する。
【００２２】
入力部７は操作パネル上から、装置の動作条件を入力するために用いられる。また様々な画質条件設定などの指示を行うこともできる。信号処理部８は受信した超音波信号と振動ジャイロセンサ２からの信号とから演算処理を行い、Ｂモード画像データを算出する。表示部９はカラーモニタで構成され、Ｂモード画像データの表示を行うことができる。
【００２３】
ＣＰＵ８１は受信部５と振動ジャイロセンサ２からの信号をＲＡＭ８６、８７に一旦格納したのち、所定の演算アルゴリズムにしたがって座標変換８５を行い、表示部９にＢモード画像として表示する。ＣＰＵ８１は、その内部にプログラムなどを記憶するＲＯＭ、データや途中の処理結果などを記憶するＲＡＭなどの記憶手段を有しており、ＲＯＭに記憶しているプログラムの指示に従って演算処理を行う一般的なマイクロプロセッサである。
【００２４】
次に、図１を用いて本発明の超音波診断装置の第一の実施の形態における超音波プローブ３の構造を説明する。超音波プローブ３は基板３１、超音波トランスデューサ１、振動ジャイロセンサ２、音波伝達体３２、コネクタ３４、皮膜３９を備えている。基板３１は、コネクタ３４、超音波トランスデューサ１、振動ジャイロセンサ２の配設及び音波伝達体３２を固定する基台の役割も有している。基板３１は回転軸３５で支持枠３６の軸受け３７で支持される。コネクタ３４は、受信部５との接続を行う。超音波トランスデューサ１、振動ジャイロセンサ２からの電気信号は、配線接続手段を介して他の要素（基板３１やコネクタ３４など）に接続している。
【００２５】
本発明の超音波診断装置は、図１に示す超音波プローブ３を生体に押接し、目的の生体組織を超音波ビームが掃引するよう、手動で超音波プローブ３と生体との接触部を中心として回転走査することにより、生体内からの超音波エコー信号と振動ジャイロセンサ２で検出した超音波プローブ３の方位角度とから、生体内部組織のＢモード画像を取得する。
【００２６】
以下に超音波プローブ３の詳細な説明を記す。本発明の超音波トランスデューサ１は送信および受信の両方に使用するように構成された同心円状に配置された複数の圧電素子からなる。
超音波送信部４から送信された駆動パルスが超音波トランスデューサ１に印加されると、超音波トランスデューサ１内の圧電素子が駆動パルスによって励振され、超音波を発生する。
【００２７】
超音波の固有共振周波数は高い方が分解能は高いが、生体内での吸収も多くなるため、対象により適切な固有共振周波数を選択する。本発明では、皮膚に比較的近い生体組織診断を想定して説明するので、固有共振周波数を１０ＭＨｚとする。
【００２８】
超音波トランスデューサ１は図７に示されるように、同心円状に分割された複数の電極を
設けることにより、焦点深度の深い超音波ビームを得ることができる。電極の分割数は４〜１０が好ましい。本実施例では４分割とし、電極７０１，７０２，７０３，７０４が圧電体７００の表面に形成されている。圧電体７００の反対側の面には図示しない共通電極が形成されている。各電極７０１，７０２，７０３，７０４には少しずつ位相のずれた電気パルスが印加される。その結果、あらかじめ決められた点で収束するような超音波の波面が形成される。
【００２９】
したがって、本発明で用いる超音波エコー法では、まず、超音波送信部４のパルス発生器４３でパルス幅１００ｎｓ程度の電気パルスを基準周波数１０ｋＨｚ、すなわち時間間隔１００μｓ間隔で生成し、この電気パルスをパルス遅延回路４２に送り、超音波波面が深さ方向の決められた点で順次収束するように、時間的に焦点位置が変化するいわゆるダイナミックフォーカスが実現するように遅延を与える。
【００３０】
なお、超音波トランスデューサ１から放射される超音波をダイナミックフォーカスとせず、固定の曲率を持つ超音波トランスデューサから放射され、球面波として伝播し、所定の位置で収束させるようにしてもよい。この場合は、超音波ビームの焦点深度は深くなく、得られる画像の鮮明度がダイナミックフォーカスに比べていくらか劣るが実用上十分である。
【００３１】
図１に示すように、本発明の超音波診断装置の超音波トランスデューサ１は音波伝達体３２の内部に設けられている。音波伝達体３２は、皮膚と同程度の音響インピーダンスを有するシリコンゲルで構成することが好ましい。音波伝達体３２は皮膜３９により被覆される。
【００３２】
皮膜３９の厚さが超音波の波長に対して十分小さいと、皮膜３９の表面と裏面とからの反射波の位相がほぼ１８０°ずれていると見なすことができるため、皮膜３９では実質的に超音波の反射が生じない。皮膜３９は、ポリウレタンが好適であるが、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いてもよい。また、ポリイミド（ＰＩ）やポリオレフィン（ＰＯ）などを用いても構わない。前述の超音波の反射波の位相がほぼ１８０°ずれていると見なすことのできる皮膜３９の厚さは、超音波の波長に対して１／５以下が好ましく、また、機械的強度も必要であるため超音波の波長約１６０μｍに対しては２０〜３０μｍが好適である。
【００３３】
音波伝達体３２を構成するゲル状の導圧媒体の材質は自由に選ぶことができる。音波伝達体３２を構成するゲル状の導圧媒体の硬さはその音響インピーダンスが生体の軟組織と同程度にするのが好ましい。このような構成とすると、音波伝達体３２はその形状をかろうじて保てる程度に軟らかい媒体となる。そのときでも音波伝達体３２は皮膜３９で覆われているために、図１に示すような所定の安定な形状（例えば、ドラム形状）にすることができるのである。この場合、あらかじめ皮膜３９を真空成型などにより所定の形状に加工しておくと好ましい。
【００３４】
音波伝達体３２は、ゲル状の媒体とは異なるものを用いてもよいが、ゲル状の媒体は、音響インピーダンスの生体とのマッチングもよく、また耐久性が著しく優れているため超音波診断装置の超音波プローブの音波伝達体に用いる素材として非常に好ましい媒体である。図１に示す例では、音波伝達体３２の直径は２０〜２５ｍｍ、その厚さは６〜１０ｍｍであり、基板３１に接する面を除き、表面が皮膜３９で覆われている。
【００３５】
図５を用いて超音波トランスデューサ１の構造を説明する。超音波トランスデューサ１に用いられる圧電体１０１としては、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の高分子圧電材料や、あるいはこれらの高分子圧電材料とチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の
無機圧電材料との複合体等が用いられる。また、圧電体１０１の両面上には表電極１１０、裏電極１１１が形成されている。これら電極と裏電極にそれぞれ図示しないリード線の一端が電気的に接続されている。電気パルス幅１００ｎｓに対して共振周波数１０ＭＨｚとなるようにするために、圧電体１０１の厚さは、２０μｍ〜３０μｍが好適である。また、厚さ２００μｍの銅板からなるバッキング材１２０により背面への超音波が前面側へ反射されパルス幅の短かい超音波パルスが効率的に発生される。生体内部への超音波入射には圧電体１０１の直径は４〜５ｍｍが好適である。圧電体の前面は図示しない保護膜によって被覆されている。
【００３６】
バッキング材１２０は基体１３０に固定される。基体１３０はバッキング材１２０及び圧電体１０１の固定基板であり、バッキング材１２０が好適な条件で振動するようにバッキング材１２０の周辺のみで固定されている。
【００３７】
圧電体１０１には、リード線間に２０Ｖ程度のパルス電圧を印加することにより超音波をパルス的に発生する。このとき生体内に入射されるエネルギーはおおよそ４ｍＷであり、生体に与える影響は皆無と考えてよい。
【００３８】
次に図６を用いて振動ジャイロセンサ２の詳細な説明を記す。本発明で用いる振動ジャイロセンサ２は一般的な振動ジャイロセンサでよいが、３脚振動ジャイロセンサについて説明する。３脚振動ジャイロセンサ２は、振動している圧電体６０１，６０２に回転角速度Ωを加えたとき、もとの振動に対し直角方向に生じたコリオリ力を検出用圧電体６０３で出力電圧として取り出すものである。振動ジャイロセンサ２は回転角速度を検出するので、検出信号はＡＤコンバータでデジタル化された後、ＣＰＵ８１で積分され超音波プローブ１の方位角参照情報としてＲＡＭ８６に記録される。
【００３９】
従来の方法で課題であった超音波プローブ３を手動で回転走査する際に生じる超音波プローブ３の位置ずれや回転動作に伴う生体組織変形に起因するＢモード画像の歪みが軽減するよう、本発明では、生体に対して広い面積で生体と接することにより、生体に対して相対的に不動と見なせる支持枠３６が設けられている。その支持枠３６に回転軸を３５を設け、その軸の周りで手動で超音波トランスデューサ１が回転可能であるようにした。測定対象領域は回転軸３５を中心として扇状に走査される超音波ビームで掃引される。超音波トランスデューサ１の回転角速度は振動ジャイロセンサ２で検出される。なお、音波伝達体３２はその形状をかろうじて保てる程度に軟らかい媒体であるため、超音波トランスデューサ１が音波伝達体３２の中で回転することを妨げない。このように本発明の構造の超音波プローブ３では、超音波プローブを手動で回転することにより生じる、超音波プローブ３の位置ずれや、超音波プローブの押接する角度に伴う生体組織変形に起因するＢモード画像の歪みが従来の方法に比較して著しく軽減するため、歪を補正するための特別な高価な回路を付加する必要がなくなる。
【００４０】
[第２の実施の形態]
次に、図２，３を用いて本発明の超音波診断装置の第二の実施の形態における超音波プローブ３とアダプタ２００の構造を説明する。図２に示すように超音波診断装置の超音波プローブ３は、基板３１、超音波トランスデューサ１、振動ジャイロセンサ２、音波伝達体３２、コネクタ３４、皮膜３９、円筒ホルダー３８を備えている。超音波プローブ３を生体に押圧する際に、生体組織と超音波プローブの間に図３に示すアダプタ２００を配置する。アダプタ２００は、支持枠２３６、皮膜２３９、音波伝達体２３２を備えている。アダプタ２００の皮膚に接する面は平面ないし皮膚８００の表面形状に添うように変形可能とし、超音波プローブ３の音波伝達体２３２のアダプタ２００に接する面の形状は球面とし、アダプタ２００の超音波プローブ３と接する面は超音波プローブ３の音波伝達体２３２の球面の曲率と概ね一致させる。超音波プローブ３とアダプタ２００の位置関係を図８
に示す。アダプタ２００と超音波プローブ３の接触面及びアダプタ２００と皮膚の接触面には超音波エコー用ゲルを塗布する。このようにすることにより、アダプタの接触面は広いため、超音波プローブ３の回転走査を行っても超音波プローブ３の生体組織に対する位置ずれ及び皮膚の形状変化を軽減することができるので、測定精度の向上が可能である。
【００４１】
第一の実施形態と同様に皮膜３９、２３９は超音波の波長に対して十分薄く、皮膜３９、２３９の表面と裏面とからの反射波の位相がほぼ１８０°ずれていると見なすことができ、実質的に超音波の反射が生じない。皮膜３９、２３９は、ポリウレタンが好適であるが、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いてもよい。また、ポリイミド（ＰＩ）やポリオレフィン（ＰＯ）などを用いても構わない。皮膜３９の厚さは、超音波の波長約１６０μｍに対して１／５以下が好ましく、機械的強度も必要であるため２０〜３０μｍが好適である。
【００４２】
音波伝達体３２、２３２を構成するゲル状の導圧媒体の材質は自由に選ぶことができる。音波伝達体３２、２３２を構成するゲル状の導圧媒体の硬さはその音響インピーダンスが生体の軟組織と同程度にするのが好ましい。このような構成とすると、音波伝達体３２、２３２はその形状をかろうじて保てる程度に軟らかい媒体となる。そのときでも音波伝達体３２、２３２は皮膜３９、２３９で覆われているために、図２および図３に示すような所定の安定な形状（例えば、ドーム形状）にすることができるのである。この場合、あらかじめ皮膜３９、２３９の形状を真空成型などにより皮膜を所定の形状に加工しておくと好ましい。
【００４３】
次に、本発明の実施例１及び実施例２に開示した超音波診断装置を用いてＢモード画像を構成する具体的な方法について説明する。超音波トランスデューサ１は、被検体に超音波を送信してから一定時間経過後に超音波のエコーを受信する
【００４４】
生体内部の音響インピーダンスの異なる組織の界面から反射された超音波は送信時と同一の超音波トランスデューサ１で受信され、超音波トランスデューサ１は受信信号としてエコー信号を発生する。このエコー信号は、信号ゲート５１で送信信号から分離され、エコー信号のみがプリアンプ５２、対数変換アンプ５３、ＡＤコンバータ５４を介してＲＡＭ８７に格納される。
【００４５】
センサーユニットはたとえばｔ０の時点で最初に生体表面に対して垂直となるように置かれる。ここで超音波プローブ３の方位角度が０°となるように図示しないスイッチにより電気的にリセットして積分演算８２の出力が０Ｖとなるようにする。回転走査動作が開始され超音波プローブ３は所定の負の角度まで適切な速度で回転させられる。その時刻をｔ１とする。それから、超音波プローブ３を好ましくは一定の角速度で正の所定の角度まで回転させる。このときの回転角速度は、たとえば２０度／ｓｅｃ程度であり、ｔ１からｔ２までの時間は、５秒程度であるとよい。すなわち、掃引角度として１００度程度となる。
【００４６】
但し、連続的に振動ジャイロセンサ２で角度を検出しているのであるから、必ずしも一定の角速度である必要はない。検出された角速度は積分され対応する時間に於ける超音波プローブ３の方位角度が生体表面に対する法線を基準としてＲＡＭ８７に格納される。その間、超音波パルスは前述したように１００μｓの時間間隔で発せられている。
【００４７】
回転走査終了後、ＲＡＭ８６、ＲＡＭ８７の中に格納された超音波プローブ３の方位角度情報と超音波エコー信号情報とから座標変換を行うことにより生体内のＢモード画像を生成することができる。得られたＢモード画像は表示部９に表示される。
【００４８】
以上説明したように、本発明の超音波診断装置によれば、誰でも生体内の２次元的な断面を超音波Ｂモード画像として、簡便にかつ正確に計測することができる。例えば橈骨動脈を押圧することにより血圧測定を行う手首式血圧計に本発明を適用することにより、精度向上をはかることができる。また、皮下脂肪厚測定や静脈位置診断、頭蓋骨内の硬膜下血腫などの簡易測定に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の超音波診断装置の第一の実施形態における超音波プローブ部を説明する図である。
【図２】本発明の第二の実施形態における超音波プローブ部を説明する図である。
【図３】本発明の第二の実施形態におけるアダプタを説明する図である。
【図４】本発明の超音波診断装置のブロック図である。
【図５】本発明の超音波診断装置の超音波トランスデューサを説明する図である。
【図６】本発明に用いられる振動ジャイロセンサの構造を示す図である。
【図７】本発明に用いられる超音波トランスデューサの圧電体の構造を示す図である。
【図８】本発明の超音波診断装置における超音波プローブとアダプタの位置関係を示す図である。
【図９】従来の超音波診断装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  超音波トランスデューサ
２  振動ジャイロセンサ
３  超音波プローブ
３２  音波伝達体
３９  皮膜
２００  アダプタ
【図１】
2008073391.tif 000003
【図２】
2008073391.tif 000004
【図３】
2008073391.tif 000005
【図４】
2008073391.tif 000006
【図５】
2008073391.tif 000007
【図６】
2008073391.tif 000008
【図７】
2008073391.tif 000009
【図８】
2008073391.tif 000010
【図９】
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