(57)【要約】【課題】測定対象物内に挿入されて、超音波を送受して超音波画像を得る超音波探触子において、側方、前方に対し切れ目のない広範囲な断層画像を得る。【解決手段】超音波探触子１０の測定対象物内に挿入される挿入部１２に振動子アレイ１４を配置する。振動子アレイ１４は、挿入方向に対して側方に向いて直線状に配置された側方部分１４ａと、側方部分１４ａから連続して挿入方向に対して前方へと回り込むように配置された前方部分１４ｂとからなる。側方部分１４ａにより側方断面１８の断層画像を得ることができ、前方部分１４ｂにより前方断面２０の断層画像を得ることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像を得るために測定対象物に超音波を送受する超音波振動子を備えた超音波探触子であって、
測定対象物内に挿入される棒形状の挿入部と、
前記挿入部の表面に、前記超音波振動子を配列して形成された振動子アレイと、
を含み、
前記振動子アレイは、前記挿入部の側面にあって軸に平行に配列される側方部分と、前記側方部分から連なって延び挿入方向前方へ回り込むように配列される前方部分と、を有し、
前記側方部分と前記前方部分により形成される平面は、前記挿入部の棒形状の軸を含む平面となっている、
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、前記振動子アレイの前方部分は、側方より約９０度回り込むように配列される、超音波探触子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波探触子であって、前記振動子アレイの前方部分は、円弧状に配列されている、超音波探触子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波探触子であって、前記挿入部はシース内に納められ、前記シース内で挿入部を前記軸周りに回転させる回転駆動機構を含む、超音波探触子。
【請求項５】
測定対象物に超音波を送受して超音波画像を形成する超音波画像形成装置であって、
測定対象物内に挿入される棒形状の挿入部を有し、前記挿入部の表面に、超音波の送受を行う超音波振動子を配列した振動子アレイを備える超音波探触子と、
受信された超音波に基づき超音波画像を得る画像処理部と、
を含み、
前記振動子アレイは、前記挿入部の側面にあって軸に平行に配列される側方部分と、前記側方部分から連なって延び前記挿入部の挿入方向前方へ、約９０度回り込むように配列される前方部分と、を有し、当該側方部分と前記前方部分が形成する平面は、前記挿入部の棒形状の軸を含む平面となっており、
さらに、前記挿入部を、その棒形状の軸周りに回転させる回転駆動機構を、
含み、
前記画像処理部は、前記挿入部側方の円筒型の視野範囲と前記挿入部前方の半球型の視野範囲とが連続した視野範囲の３次元画像形成を行う、
超音波画像形成装置。
【請求項６】
超音波画像を得るために測定対象物に超音波を送受する超音波振動子を備えた超音波探触子であって、
前記超音波振動子が直線状に配列された第１振動子アレイと、
第１振動子アレイに連なり、円弧状に配列された第２振動子アレイと、
を有し、
前記第１および第２振動子アレイは同一平面上に存在する、超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象物に超音波を送受して超音波画像を得る超音波画像形成装置に関し、特に測定対象物に接触されたり、挿入されたりして超音波の送受を行う、超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
測定対象物に超音波を送受して超音波画像を形成する超音波画像形成装置が知られている。例えば、特定対象物を生体、特に人体とし、人体内部の超音波画像により疾病の診断を行う超音波診断装置が実用に供されている。超音波診断装置において、人体に直接触れ、超音波の送受を行う超音波振動子が備えられた超音波探触子は、診断対象となる部位、また断層画像か、立体画像か、などの得たいとする画像の種類などによって、様々な形状のものが使用される。また、超音波振動子の配列についても、直線状、円弧状など目的に応じて様々なものが使用されている。
【０００３】
例えば、特開昭５７−１２８１２６号公報には、筒状または棒状の探触子の側面に、その軸方向に直線状に振動子を配列した振動子アレイを有する超音波探触子が示されている。また、この振動子アレイは前記の軸を中心に回動可能であり、超音波の送受面を変更することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５７−１２８１２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の公報の超音波探触子は、振動子アレイは側方を向いており、側方の断層画像を得ることができる。しかし、前方に向いた振動子アレイがなく、前方の断層画像を得ることができなかった。前方の断層画像を得るためには、前方に向いた振動子アレイが備えられた探触子を別途用意する必要があり、コストがかかり、また交換の手間もかかるという問題があった。
【０００６】
また、複数の振動子アレイを備え、向きの異なる断面の断層画像を得ることができる超音波探触子が提案されているが、個々の振動子アレイで得られる断層画像が連続しておらず、不連続の画像しか得られなかった。
【０００７】
本発明は、前述の問題点を考慮してなされたものであり、棒状の探触子の側方から前方に回り込む、連続した断面の断層画像を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波探触子は、測定対象物内に挿入される棒形状の挿入部と、この挿入部の表面に超音波振動子を配列して形成された振動子アレイを有している。そして、この振動子アレイは、挿入部の側面にあって軸に平行に配列される側方部分と、前記側方部分から連なって延び挿入方向の前方へ回り込むように配列される前方部分と、を有し、前記側方部分と前記前方部分により形成される平面が、前記挿入部の棒形状の軸を含む平面となっている。振動子アレイが側方部分と前方部分を有しているので、広い範囲の断層画像を得ることができる。また、側方部分と前方部分が連続しているので、連続した断層画像を得ることができる。
【０００９】
前方部分を側方より、約９０度回り込むように配置すれば、探触子を挿入部の軸周りに回転させることによって、挿入部の周囲のどの方向の断層画像であっても得ることができる。
【００１０】
また、挿入部をシース内に納め、また挿入部をその軸周りに回転させる駆動機構を設ければ、複数の回転角度位置において断層画像情報を得ることができ、これに基づき挿入部周囲の立体画像を得ることもできる。振動子アレイの前方部分を約９０度回り込むように配置した場合には、半球形状と円筒形状をつなげた形状の視野範囲の立体画像を得ることができる。
【００１１】
本発明の他の超音波探触子は、超音波振動子が直線状に配列された第１振動子アレイと、超音波振動子が円弧状に配列された第２振動子アレイを含み、これらの振動子アレイが連続して、また同一平面上に位置している。二つの振動子アレイにより連続した断層画像を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態の超音波探触子１０の概略構成が示されている。超音波探触子１０は、体腔内、特に直腸内に挿入される経直腸用超音波探触子である。図中左側が体腔内に挿入される部分であり、右側が術者が握る部分である。体腔内に挿入される挿入部１２は、略円筒と、この円筒先端に略半球を結合させた棒形状を有している。挿入部１２の表面には超音波振動子が配列された振動子アレイ１４が配置されている。振動子アレイ１４は、挿入部１２の円筒部分側面に、挿入部の中心軸１６に平行に配置された側方部分１４ａと、先端の半球部分に、側方部分１４ａから連なって挿入方向前方へ回り込むように配置された前方部分１４ｂから構成される。側方部分１４ａと前方部分１４ｂは、一つの平面内に存在し、この平面は、挿入部の中心軸１６を含む平面となっている。振動子アレイの前方部分１４ｂは、側方部分１４ａから連なり、中心軸１６に達する位置まで回り込むように位置している。また、前方部分１４ｂは、中心軸１６上の側方部分１４ａの端と同位置に中心を有する円弧上に配置されている。
【００１３】
振動子アレイの側方部分１４ａは直線状に配列された振動子よりなり、側方断面１８の断層画像を得ることができる。前方部分１４ｂは、円弧状に配列された振動子よりなり、略扇形の前方断面２０の断層画像を得ることができる。振動子アレイの側方部分１４ａと前方部分１４ｂは連続して配列されており、これにより側方と前方に、連続した断面１８，２０の断層画像を得ることができる。
【００１４】
挿入部１２は、シース２２内に納められており、シース２２と挿入部１２の間は、音響インピーダンスの整合を図るための音響整合材、例えばひまし油などで満たされている。挿入部１２にはモータ２４が結合されており、このモータ２４によって挿入部１２は、中心軸１６周りに回転される。モータ２４により挿入部１２が回転されると、これと共に振動子アレイ１４も回転され、側方断面１８および前方断面２０も中心軸１６周りに回転する。また、モータ２４の回転軸と同軸に、モータの回転角を検出するエンコーダ２６が備えられている。また、モータ２４は術者が握るグリップ２８内に設けられている。グリップ２８の後端には、ケーブル３０が接続されており、このケーブル３０によって超音波診断装置本体との接続が行われる。
【００１５】
図２は、超音波診断装置の概略構成を示す図である。前述の超音波探触子１０の振動子アレイ１４の各振動子は、超音波診断装置本体３２の送受信部３４に接続されており、送受信部３４により超音波の送受信に係る駆動制御が行われる。受信信号は信号処理部３６に送られ、処理された受信データは記憶部３８に一旦記憶される。記憶された受信データに対し、必要に応じて画像処理部４０にて、画像形成に係る処理が行われ、表示部４２に送られて表示が行われる。また、送受信部３４、信号処理部３６およびエンコーダ２６は、制御部４４により制御される。
【００１６】
この超音波診断装置は、前述のように挿入部１２を回転させることで、その周囲の３次元超音波画像を得ることができる。すなわち、制御部４４よりエンコーダ２６に制御信号を送信し、モータ２４を回転させつつ所定角度ごとに、送受信部３４に対して超音波の送受信を行わせる。受信された信号は、信号処理されそのときのモータ２４の回転角度と共に記憶部３８に記憶される。所定角度ごとに１回転にわたって得られた断層画像を処理することによって、３次元画像を得ることができる。
【００１７】
図３は、超音波探触子１０によって得られる３次元画像の範囲を模式的に示したものである。超音波探触子１０に備えられた振動子アレイの側方部分１４ａによって、中心軸１６を軸とした円柱状の範囲の３次元画像の範囲である円柱部４６を得ることができる。また、振動子アレイの前方部分１４ｂにより得られる探触子の挿入方向の、半球状の三次元画像の範囲である半球部４８が得られる。よって、超音波探触子１０を用いることにより、円柱部４６と半球部４８を接合した範囲の３次元画像を得ることができる。
【００１８】
以上の実施形態においては、振動子アレイ１４の側方より回り込んだ前方部分１４ｂは、中心軸１６まで９０度、円弧状に回り込むように配置されたが、必要な断層面の範囲を得ることができるのであれば、回り込む角度は９０度未満であっても、中心軸１６上に中心を持つ円弧上に配列されなくてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の超音波探触子は、超音波探触子の測定対象物内への挿入方向に対して側方に断層画像を得るための超音波振動子の列である側方部分と、この側方部分から挿入方向の前方に回り込むように配置される前方部分とからなる振動子アレイを有している。これにより、探触子の側方から前方へ回り込む、連続した、広い範囲の断層画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の超音波探触子の構造を示す図である。
【図２】本実施形態の超音波診断装置の概略構成を示す図である。
【図３】本実施形態の超音波探触子により得られる画像範囲を示す図である。
【符号の説明】
１０　超音波探触子、１２　挿入部、１４　振動子アレイ、１４ａ　側方部分、１４ｂ　前方部分、１６　中心軸、２４　モータ、２６　エンコーダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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