(57)【要約】【課題】一次元アレイ振動子の機械走査方向の基準位置からのずれを簡単かつ低コストで調整することができる超音波診断装置を提供する。【解決手段】複数の振動子のアレイ方向に電子走査される一次元アレイ振動子１５、一次元アレイ振動子を電子走査方向に直交する方向に揺動して機械走査する揺動機構１６および電子走査面上にて穿刺針２０を保持する穿刺アダプタ１９を備えた超音波プローブ１２から、一次元アレイ振動子の機械走査基準位置からのずれを示すずれ情報を読み出すずれ情報読出部１８と、ずれ情報読出部から読み出したずれ情報に基づいて一次元アレイ振動子を、機械走査の基準位置に復帰させるように揺動機構により回動させる揺動機構制御部２６と、を有する装置本体を具備する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動子のアレイ方向に電子走査される一次元アレイ振動子、この一次元アレイ振動子を電子走査方向に直交する方向に揺動して機械走査する揺動機構および前記電子走査面上にて穿刺針を保持する穿刺アダプタを備えた超音波プローブから、前記一次元アレイ振動子の前記機械走査基準位置からのずれを示すずれ情報を読み出すずれ情報読出部と、
このずれ情報読出部から読み出した前記ずれ情報に基づいて前記一次元アレイ振動子を、前記機械走査の基準位置に復帰させるように前記揺動機構により回動させる揺動機構制御部と、
を有する装置本体を具備していることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記ずれ情報を記憶したメモリを有する超音波プローブを具備していることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波プローブは、前記一次元アレイ振動子、前記揺動機構および前記メモリを内蔵するプローブ本体に、前記穿刺アダプタを装着していることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記揺動機構制御部は、前記揺動機構を駆動するモータの駆動を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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、本体装置のディスプレイに二次元超音波画像を表示しつつ被検体内に穿刺針を差し込む場合に好適な超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の超音波診断装置は、被検体の体表面に当てられる超音波プローブと、この超音波プローブにより受波された被検体内からのエコー信号を増幅し映像化する本体装置と、を具備している。
【０００３】
図５に示すように超音波プローブ１は、そのプローブ本体ケース２内に、複数の振動子のアレイ方向に電子走査する一次元アレイ振動子３と、その電子走査方向ａに直交する方向ｂに揺動させて機械走査する揺動機構と、を配設し、被検体の超音波画像を、一次元アレイ振動子により受波したエコー信号に基づいて、本体装置のモニターに二次元表示モードまたは三次元表示モードにより適宜表示させるようになっている。
【０００４】
そして、超音波プローブ１は、穿刺針４を挿脱自在に保持する穿刺アダプタを、この穿刺針４が機械走査方向の基準位置に沿う位置で固定するようにプローブ本体ケース２に装着している。
【０００５】
すなわち、穿刺アダプタは、穿刺針４を、その中心軸４ａが機械走査の基準線ｍｏ上に一致するように挿脱自在に保持している。
【特許文献１】時開２００３−３３４１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一次元アレイ振動子３を機械走査する揺動機構は、駆動用モータにより揺動される複雑な機構であり、揺動機構にばらつきがあるので、超音波プローブの組立時に、一次元アレイ振動子３の中心軸３ｏが機械走査の基準線ｍｏに一致せずに所要角ずれる等一次元アレイ振動子３の位置にばらつきが発生する場合がある。
【０００７】
この場合は、機械走査の基準線ｍｏ上にある穿刺針４が一次元アレイ振動子３の電子走査面上からずれるので、図６に示すように被検体の超音波断層画像を、電子走査により表示する二次元表示モードでモニター５により表示するときには、穿刺針４を二次元画像６と共に表示することができない。
【０００８】
このために、二次元画像表示モードのモニター５で穿刺針４を目視し、確認しながら穿刺針４を被検体内の所定部位に差し込むことができないという課題がある。
【０００９】
そこで、揺動機構の製造時に、一次元アレイ振動子３を、その中心軸３ｏが機械走査基準線ｍｏに一致するように位置調整するための位置調整機構を揺動機構に設けることが考えられる。しかし、これでは、超音波プローブの内部構造が複雑になってしまうという新たな課題が発生する。また、かかる位置調整は高精度で行う必要があるので、その分、位置調整機構は製造コストが高くなるという課題もある。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、一次元アレイ振動子の機械走査方向の基準位置からのずれを簡単かつ低コストで調整することができる超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、複数の振動子のアレイ方向に電子走査される一次元アレイ振動子、この一次元アレイ振動子を電子走査方向に直交する方向に揺動して機械走査する揺動機構および前記電子走査面上にて穿刺針を保持する穿刺アダプタを備えた超音波プローブから、前記一次元アレイ振動子の前記機械走査基準位置からのずれを示すずれ情報を読み出すずれ情報読出部と、このずれ情報読出部から読み出した前記ずれ情報に基づいて前記一次元アレイ振動子を、前記機械走査の基準位置に復帰させるように前記揺動機構により回動させる揺動機構制御部と、を有する装置本体を具備していることを特徴とする超音波診断装置である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記ずれ情報を記憶したメモリを有する超音波プローブを具備していることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記超音波プローブは、前記一次元アレイ振動子、前記揺動機構および前記メモリを内蔵するプローブ本体に、前記穿刺アダプタを装着していることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記揺動機構制御部は、前記揺動機構を駆動するモータの駆動を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、一次元アレイ振動子の機械走査基準位置からのずれを、超音波プローブからずれ情報読出部により読み出す。揺動機構制御部は、この読み出したずれを解消するように揺動機構を制御して、一次元アレイ振動子を機械走査基準位置に回動復帰させることができる。
【００１６】
したがって、この発明によれば、位置調整機構等を新たに設けることなく、一次元アレイ振動子を簡単かつ低コストで機械走査基準位置に復帰させることができる。このために、一次元アレイ振動子の電子走査により表示部に表示される二次元表示モードの表示時には、穿刺針を表示することができる。このために、穿刺針を表示部で見て確認しながら穿刺することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、複数の添付図面中、同一または相当部分には、同一符号を付している。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係る超音波診断装置１１の全体構成を示すブロック図、図２はこの超音波診断装置１１の超音波プローブ１２の概略正面図、図３は図２の概略側面図である。
【００１９】
図１に示すように超音波診断装置１１は、被検体の体表面に当接される当接面を有する超音波プローブ１２と本体装置１３とを具備しており、超音波プローブ１２で受波された被検体内の音響インピーダンスの境界部からのエコー信号を本体装置１３により増幅し映像化するものである。
【００２０】
超音波プローブ１２は、外囲器であるプローブ本体ケース１４内に、一次元アレイ振動子１５、揺動機構１６、揺動用駆動モータ１７およびずれ情報用メモリ１８を内蔵している。但し、ずれ情報用メモリ１８は超音波診断装置１１と接続するコネクタ部等に内蔵してもよい。
【００２１】
図２に示すようにプローブ本体ケース１４は、その底部外面を、被検体の体表面に当接される当接面１４ａに形成し、その当接面１４ａの内方にて、一次元アレイ振動子１５と揺動機構１６とを内蔵している。
【００２２】
一次元アレイ振動子１５は、複数の超音波振動子１５ａを当接面１４ａに沿って列状に配列しており、これら振動子１５ａをその配列（アレイ）方向に電子走査して超音波を被検体内に送波する二次元電子走査面１５ｓを形成する一方、この被検体内からの二次元超音波エコー信号を受波するものである。
【００２３】
図３に示すように、揺動機構１６は、一次元アレイ振動子１５を、その図中上端部の揺動中心１６ｏを中心にして一次元アレイ振動子１５の電子走査に直交する方向で揺動することにより機械走査して三次元走査するものである。
【００２４】
揺動機構１６は、駆動用モータ１７の駆動力により、揺動中心１６ｏをプローブ本体ケース１４の軸方向に通る機械走査基準線ｍｏを中心にして、その左右方向の所定の揺動範囲ｓｗ内で一次元アレイ振動子１５を繰返し揺動するものである。
【００２５】
したがって、一次元アレイ振動子１５は、その中心軸１５ｏが機械走査基準線ｍｏ上に一致している状態で電子走査される二次元画像表示モード時に、一次元アレイ振動子１５から送波された超音波が被検体に対してほぼ垂直に送波されるので、高精度の二次元超音波画像を得ることができる。このために、超音波プローブ１２の組立完了後は、検査工程において、一次元アレイ振動子１５の電子走査中心線１５ｏが機械走査基準線ｍｏ上に一致しているか否か検査され、ずれている場合には、そのずれ角が検査治具により検出される。
【００２６】
そして、図２に示すように超音波プローブ１２は、そのプローブ本体ケース１４の外面に、穿刺アダプタ１９を装着している。穿刺アダプタ１９は、穿刺針２０を被検体内に所定方向に差し込めるように案内自在かつ挿脱自在に保持している。
【００２７】
また、図４に示すように穿刺アダプタ１９は、穿刺針２０を、その中心軸２０ｏが二次元電子走査面１５ｓ内にあって、機械走査基準線ｍｏに対して所要の穿刺角をなすように保持している。
【００２８】
このために、図２に示すように穿刺針２０の穿刺経路は、機械走査基準線ｍｏ上かつ一次元アレイ振動子１５の二次元電子走査面１５ｓ上に形成される。
【００２９】
したがって、図３に示すように一次アレイ振動子１５は、製造組上げ時、機械走査基準線ｍｏ上の基準位置に位置するように組み上げられるべきであるが、上述したように揺動機構のばらつき等のために機械走査基準位置からずれる場合がある。
【００３０】
そこで、超音波プローブ１２の組立工程後の検査工程において、図示しない検査治具により一次元アレイ振動子１５の機械走査基準線１５ｏからのずれ角を検出し、そのずれ角とその超音波プローブ１２を特定するための識別情報等を含むずれ情報をずれ情報用メモリ１８に読出可能に記録してある。
【００３１】
一方、本体装置１３は、超音波プローブ１２に図示しない複数のコードにより電気的に接続されており、本体ケース２１内に、送受信部２２、ＤＳＣ（デジタル・スキャン・コンバータ）２３、ガイドライン表示部２４、モニター等の表示部２５、揺動機構制御部２６およびずれ情報読出部２７を設けている。
【００３２】
送受信部２２は所定周波数の超音波を一次元アレイ振動子１５に送信してコンベックス走査等アレイ方向に電子走査する一方、一次元アレイ振動子１５が被検体内から受信した超音波エコー信号を増幅してＤＳＣ２３に与えるものである。
【００３３】
ＤＳＣ２３は入力されたエコー信号の走査方式を表示部２５の走査方式に変換して表示部２５に被検体の超音波断層画像を二次元画像表示モードまたは三次元画像表示モードで選択的に表示させるものである。
【００３４】
ガイドライン表示部２４は、超音波プローブ１２に固定した穿刺針２０の電子走査面１５ｓ面上における機械走査基準線ｍｏに対する取付角度等に基づいて図６に示すように二次元画像６上に破線等により穿刺経路を表示部２５に表示するものである。
【００３５】
ずれ情報検出部２７は超音波プローブ１２のずれ情報用メモリ１８から一次元アレイ振動子１５のずれ情報を読み出して揺動機構制御部２６に与えるものである。
【００３６】
揺動機構制御部２６は入力したずれ情報で示す一次元アレイ振動子１５のずれ角を解消して機械走査基準線ｍｏ上に一次元アレイ振動子１５を復帰させるために回動させる制御信号を揺動用駆動モータ１７に与え、揺動機構１６を駆動させるものである。
【００３７】
したがって、この超音波診断装置１１によれば、仮に一次元アレイ振動子１５が機械走査基準線ｍｏよりも所要角ずれている場合には、そのずれ角を含むずれ情報をずれ情報読検出部２７によりずれ情報用メモリ１８から読み出すことができる。この場合、その読み出されたずれ情報は、揺動機構制御部２６に与えられる。
【００３８】
揺動機構制御部２６は、この入力したずれ情報のずれ角を解消して一次元アレイ振動子１５を機械走査基準線ｍｏ上に回動し復帰（ゼロ調）させるための制御信号を揺動用駆動モータ１７に与え、揺動機構１６を駆動させる。
【００３９】
これにより、揺動機構１６が一次元アレイ振動子１５を機械走査基準線ｍｏ上の基準位置に回動し復帰させることができる。
【００４０】
このために、図２に示すように穿刺針２０が一次元アレイ振動子１５の二次元電子走査面１５ｓ上に位置するので、表示部２５は、図６に示すように二次元画像表示モード時に、二次元画像６上に穿刺針２０（図６では符号４）を表示することができる。
【００４１】
したがって、穿刺針２０を表示部２５により目視しながら、被検体内の所定方向ないし部位に穿刺することができる。
【００４２】
また、二次元画像表示モード時、図３に示すように一次元アレイ振動子１５が機械走査基準線ｍｏ上に位置するので、一次元アレイ振動子１５から超音波を被検体内へほぼ垂直に送波することができる。このために、二次元画像の表示精度を向上させることができる。
【００４３】
さらに、超音波プローブ１２は、新たに微小ずれ情報用メモリ１８を設けるだけであって、揺動機構１６に位置調整用機構等を設けないので、揺動機構１６の構成の複雑化や超音波プローブ１２の大形化、これらに伴うコストアップを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の全体構成を示す機能ブロック図。
【図２】図１で示す超音波プローブの概略正面図。
【図３】図２の側面図。
【図４】一次元アレイ振動子と、機械走査方向基準線上に配置される穿刺針と、の位置関係を示す、図２で示す超音波プローブの側面図。
【図５】一次元アレイ振動子が機械走査方向基準線からずれた状態を示す超音波プローブの側面図。
【図６】モニターの二次元画像表示モード時に穿刺針が表示されない二次元画像を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１１  超音波診断装置
１２  超音波プローブ
１３  本体装置
１５  一次元アレイ振動子
１６  揺動機構
１７  揺動用駆動モータ
１８  ずれ情報用メモリ
１９  穿刺アダプタ
２０  穿刺針
【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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