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JP3635512B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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JP3635512B2 JP27613796A JP27613796A JP3635512B2 JP 3635512 B2 JP3635512 B2 JP 3635512B2 JP 27613796 A JP27613796 A JP 27613796A JP 27613796 A JP27613796 A JP 27613796A JP 3635512 B2 JP3635512 B2 JP 3635512B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織に接触させて超音波断層像を観察する超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体の硬さを測定するシステムとして、例えば、特開平2−290529号公報のものが知られている。これは、圧電素子から成るプローブを生体に接触させて、発振回路でプローブ部分を振動したときの共振周波数の変化情報を基に、生体接触部分の硬さを測定するものである。
また、超音波断層像診断用のプローブに圧力センサーを設けた例として、特開昭61−187844号公報のものがある。これは、プローブを生体に圧し当てたときの圧力を検出する圧力センサーを設け、接触部位の圧力と超音波断層像の歪量から部位の硬さを測定するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平2−290529号公報の硬さ測定用プローブにあってはこれを用いて体内に存在する生体部位の硬さを測定する場合、硬い部位の体表上での位置を盲目的に捜索する必要があり、その診断は手間を要していた。加えて、硬い部位の体表上での位置は検出できるが、その部位の深さ方向の位置を正確に検出することが困難であった。
【0004】
また、特開昭61−187844号公報の超音波断層像診断用プローブを用いた場合、超音波画像から押し当て部位の生体の変形量と圧力センサーの測定値から生体組織の硬さを判別する必要があるため、硬さを求めるための計算作業を別途行う必要がある。加えて、体腔内の粘膜に対して本例のプローブを用いる場合、プローブをむやみに押し当てると、粘膜を損傷したり、生体壁を穿孔したりするおそれがある。さらに、本例のプローブでは、圧力センサーと超音波診断プローブを別体で設ける必要があり、挿入部の構成を小さくすることが要求される体腔内プローブ、特に先端部に内視鏡機能を有するプローブ等に本例を適用することは困難である。
【0005】
本発明は前記課題を解消し、プローブの先端部の構成を大きくすることなく、生体の硬さと同時に病変部の深さ方向の位置を測定し、超音波画像と硬さの測定結果を複合することによって、より高い精度での診断を可能にすることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解消するために本発明は、超音波硬さ測定系と、超音波画像診断系の両方で用いることが可能な圧電素子から成る一つのプローブで硬さの測定と超音波画像診断を可能にする超音波診断装置を提供するものである。そして、以下の作用をもたらす。
(1)超音波画像観察下で硬さの計測を可能にする。
(2)プローブを生体へ強く押し当てることなく組織の硬さを測定可能である。
(3)プローブの小型化が図れる。
【0007】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
図1乃至図5を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
(目的)
第1実施形態はプローブの先端部の構成を大きくすることなく、生体の硬さと同時に病変部の深さ方向の位置を測定し、より高い精度での診断を可能にすることを目的とする。
【0008】
(構成)
図1(a)〜(c)は第1実施形態に係るプローブ1を示し、このプローブ1は図1(a)で示すように、肉厚平板状(直方体形状)に形成されたプローブ本体2を有し、このプローブ本体2の後端にはコード3が接続されている。プローブ本体2の先端面部4には振動子群5が設けられている。振動子群5は複数の素子部6を図1(c)(d)に示されるような短冊状に図1(b)のA−A断面線方向に配列して構成されている。複数の素子部6のおのおのは図1(c)(d)で示すように、圧電素子9とこれの前面に配設されたGND(アース)電極10と圧電素子9の背面に並べて配設された第1シグナル電極11及び第2シグナル電極12から成る。つまり、圧電素子9はGND(アース)電極10と、第1シグナル電極11及び第2シグナル電極12との間に挟まれて電気音響変換器たる超音波振動素子を構成している。また、GND電極10の前面には樹脂製の音響整合層13が塗布されている。
【0009】
なお、前記圧電素子の材料には例えば圧電セラミクスを用いるが、電気音響変換機能を有する材料であればこれを他のものに置き換えることができることはいうまでもない。たとえば、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の高分子圧電材料、水晶振動子、電歪材料あるいは磁歪材料を用いることができる。
【0010】
GND電極10、第1シグナル電極11及び第2シグナル電極12には、ケーブル15,16,17の一端がそれぞれ個別に接続されている。また、ケーブル15,16,17の他端はプローブ本体2及びコード3の内部を通じてコード3の後端に設けられる図示しないコネクタまで延在する。以上のように複数の素子部6おのおのは図示しないコネクターにて後述する回路と接続され、電気信号の送受信を行うようになっている。
【0011】
図2は第1実施形態のプローブ1を駆動するシステムの回路構成を示す。プローブ1のGND電極10に接続されるケーブル15はアース18に接続される。第1シグナル電極11と第2シグナル電極12に接続されるケーブル16,17は超音波画像診断と硬さ測定の切換え用スイッチ回路20を介して、送受信回路21、送信回路22及び受信回路23に対して選択的に接続されるようになっている。すなわち第1シグナル電極11に接続されるケーブル16はスイッチ25により送受信回路21の端子26と受信回路22の端子27を選択することにより、送受信回路21と受信回路22のいずれか一方に接続される。また、第2シグナル電極12に接続されるケーブル17はスイッチ28により送受信回路21の端子29と受信回路23の端子30を選択することにより、送受信回路21と受信回路23のいずれかに一方に接続される。また、受信回路23には周波数カウンター31が接続されている。そして、これらは制御部32によって制御される。制御部32は演算回路の他、ビデオプロセッサやビデオインポーズ回路等を備える。また、処理演算された結果は超音波断層像を描出するモニター33に表示されるようになっている。
【0012】
次に、本実施形態での超音波画像を描出する原理について説明する。超音波画像診断を行う場合にはスイッチ25,28を送受信回路21側に切り換える。送受信回路21はプローブ1の先端面部において隣接する複数の素子部6に対して、パルス状の電気信号を送信する。このとき、送受信回路21は複数の素子部6から発生して照射する超音波が前方のある一点で集束するように、複数の素子部6の駆動タイミングを決定している。すなわち、送受信回路21から発せられた電気信号はケーブル16及びケーブル17を経由して、複数の素子部6にて超音波振動に変換される。そして複数の素子部6から発せられた超音波は体腔生体(物体)で反射して、再度、複数の素子部6に向かう。複数の素子部6はその反射超音波を受信して、それぞれ電気信号に変換する。この電気信号は再度、ケーブル16及びケーブル17を通って、送受信回路21にて受信され、増幅されたのち、制御部32に送られる。制御部32では送受信回路21からの電気信号を基に、反射超音波の大きさを明るさに変換すると同時に、受信タイミングより超音波の反射位置を算出する。以上の動作を、振動子群5の配列方向(A−A断面線の方向)に順次行い、超音波走査することによって、超音波走査信号を得る。そして、ビデオプロセッサにより映像信号を生成し、モニター33にて超音波断層像を描出する。また、制御部32は前記の機能の他に、超音波画像上の2点間の距離を測定する機能を有している。この距離測定結果はモニター33に表示する。
【0013】
次に、本実施形態で硬さを測定する場合の動作原理を説明する。硬さ測定を行う場合にはスイッチ25,28を送信回路22と受信回路23側に切り換える。プローブ1を生体表面に接触した状態で、送信回路22によって、振動子群5の全てのシグナル電極11に対して同時に交流電圧を印加する。すると、生体表面の硬さに応じて、振動子群5はある振動数をピーク値として共振振動をする。一方、シグナル電極12は振動子群5の周期的な振動を電気信号として検出する。この検出した電気信号は受信回路23にて受信され、増幅した後、周波数カウンター31に送信される。周波数カウンター31ではその検出信号の共振周波数のピーク値が算出される。以上の作業を組織学的に正常な部位と、硬化あるいは柔化した異常な部位で行い、正常な部位の硬さを基準値とした場合の異常な部位の硬さを相対値として算出して、これをインポーズ回路を通してモニター33上に硬さを表示すれば、生体の硬さが判明する。
【0014】
(作用)
図3乃至図5を参照して第1実施形態に係るプローブ1の使用例を説明する。
図3に示すように、位置Eの直下に病変部分41を有する生体42の硬さ及び位置の診断を行う例について説明する。
まず、生体42の表面の任意の位置Cにプローブ1の振動子群5の表面を当接させる。そして、スイッチ25,28を端子27,30側に切り換えて、硬さ測定を開始する。
【0015】
振動子群5の表面を生体表面に当接させた状態で、プローブ1を位置D及び位置Eを経由して矢印43の方向へ移動する。このとき、硬さの測定値は一定のタイミングで制御部32において記録され、その記録結果は図4に示すグラフとしてモニター33の画面に表示されている。
この場合、位置Eではその直下に周辺部分とは硬さが異なる病変部分41の影響で、位置Cおよび位置Dの場合とは異なる共振周波数を示している。したがって、位置E付近の直下に病変部分41が存在すると推定できる。
また、制御部32では、記録された硬さの計測結果より、図4のグラフ上の直線部分(例えば位置Cあるいは位置D)から位置Eにおける共振周波数と直線部分の共振周波数の差△fを求める。
【0016】
次に、スイッチ25,28を端子26,29側に切り換えて、図5に示すような、位置Eでの超音波画像46をモニター表示とする。
本例では制御部32の距離測定機能によって、超音波画像46上の2つのカーソル47,48の間の距離を距離表示部49に表示している。これによって生体42の表面の位置Eから病変部分41までの矢印43の方向の距離はXcmであると判別できる。
さらに、モニター表示45には制御部32で求めた△fを基に、正常部位に対する位置Eの相対的な硬さHが表示される。
【0017】
以上の診断によって、図3で示す様な、病変部分41を有する生体42に対して、本実施形態のプローブ1は図4の如く組織の硬さを測定することにより、病変部位の体表面上の概略の位置を把握でき、さらに図5のモニター表示45の内容から超音波画像診断、及び距離測定を行うことによって、病変部41の正確な深さ位置を把握すると同時に、診断位置での生体の硬さの確認が可能となる。
【0018】
(効果)
この実施形態によれば、プローブ1の先端部の構成を大きくすることなく、生体の硬さと同時に病変部の深さ方向の位置を測定することが可能になった。また、超音波画像と硬さの測定結果を複合することによって、診断に必要な情報が増えてるため、より高い精度で診断が可能になった。
【0019】
<第2実施形態>
図6及び図7を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
(目的)
この第2実施形態は前述した第1実施形態の目的に加えて、体表からは診断が困難な部位の診断を可能にすると共に、体腔内の粘膜のような柔らかい壁面を傷つけることなく組織の硬さの計測を可能にする。さらに手元操作にて容易に硬さ測定と超音波画像診断を切り換えることを可能にすることを目的とする。
【0020】
(構成)
本実施形態は体腔内超音波プローブに適用したものである。図6は第2実施形態に係る体腔内超音波プローブ51の全体を示す。体腔内超音波プローブ51は挿入方向先端から順に、先端部52、湾曲部53、硬性部54、操作部55及びコード56から成る。先端部52の下側面には振動子群57が設けられている。振動子群57は第1実施形態の振動子群5と同様な構成から成る。すなわち、振動子群57は個々の素子(図示せず)に対して図示しないケーブルの一端がそれぞれ接続されている。図示しないケーブルの他端は体腔内超音波プローブ51内部を通って、コード56の後端に設けられる図示しないコネクターに至る。操作部55には湾曲部53を湾曲操作する湾曲ノブ58が設けられている。また、先端部52と湾曲部53の境界付近内部(図示せず)と湾曲ノブ58の操作部55の内部の回転軸側面(図示せず)は2本のワイヤにて対面するように固定されている。これにより操作ノブ58を矢印59の方向に操作することによって、先端部52を矢印61の方向に湾曲することが可能である。さらに操作部55にはスイッチ25及びスイッチ28の切り換えを同時に行うことができる切換えスイッチ62が設けられている。切換えスイッチ62を押し込むと、スイッチ25及びスイッチ28が端子27,30にそれぞれ切り換えられて、切換えスイッチ62自体は押し込まれた状態を維持することができる。さらに切換えスイッチ62を再度押し込むと、切換えスイッチ62自体は基の状態に戻り、前記スイッチ25及びスイッチ28は端子26,29にそれぞれ切り換えられる。
【0021】
また、制御部32には予め、診断部位の正常組織の硬さの情報が記録されており、これと比較することで、病変部分の相対的な硬さを瞬時に測定できる構成になっている。
本実施形態では前記説明以外の構成に関しては、第1実施形態と同様であるため割愛する。
【0022】
(作用)
図7は本実施形態を体腔内で使用する場合の操作を説明する図である。以下の手順で操作を行う。
まず、腹壁71に図示しない気腹針を刺入し、気腹針を通じて気腹器にてガスを腹壁71内に注入し、気腹させる。
気腹させた腹壁71にトラカール72を挿入する。
次に、トラカール72に体腔内用超音波プローブ51を挿入する。
【0023】
そして、振動子群57が臓器73の表面に当接するように、湾曲ノブ58を操作して、先端部52を移動し、図7の状態とする。
切換えスイッチ62を押して、超音波画像診断を開始する。このとき振動子群57は臓器73に当接した状態を維持し、先端部52を徐々にスライドしながら、病変部分74を捜索する。
病変部分74を超音波画像下で確認したら、切換えスイッチ62を再び押して、硬さ測定を行い、超音波画像と硬さの計測結果を総合して病変部分74の診断を行う。
【0024】
(効果)
第2実施形態は前述した第1実施形態の効果に加えて、体表からは診断が困難な部位の診断を可能にすると共に、体腔内の粘膜のような柔らかい壁面を傷つけることなく組織の硬さの計測が可能になった。さらに切換えスイッチ62をプローブ51側に設けることによって手元操作にて容易に硬さ測定と超音波画像診断を切り換えることが可能になった。
【0025】
なお、本発明は前記の各実施形態に限定されるものではない。すなわち、前記の実施形態の他にも、硬さの計測と超音波画像診断を高速に切り換えて行い、硬さの計測と超音波画像の描出を同時に行えるようにした実施形態等にも応用できる。そのほかにも経口的、経直腸的、経膣的に体腔内に挿入可能な超音波プローブに適用する例等が考えられる。さらにプローブの構成を小さくできる利点を生かして、本発明を内視鏡等に応用した例も考えられる。この場合、例えば、第2実施形態の超音波プローブの先端部に光学観察系や、送気水や吸引用のチャンネル等を設けて、硬質部に相当する部分を可撓性のあるチューブに変更することによって実現可能である。さらに、本実施形態はリニア走査式のプローブの例を示したが、この他にも、円筒状のプローブの側面に対して、全周にわたって素子を配列した360°の走査が可能なラジアル走査型のプローブや、リニア走査式のプローブの振動子群をある曲率にて曲げた面上に配列したコンベックスプローブ等への応用も考えられる。
【0026】
[付記]
1.電極を備えた圧電素子から成り、電気信号を前記電極に印加することにより超音波を生じる振動子を備えた超音波診断用プローブと、
前記プローブの振動子に電気信号を付加して超音波を発生させると共に、その超音波を物体に照射し、超音波の反射波を検出して超音波画像診断を行う超音波画像診断手段と、
前記プローブを物体に接触させたときの前記振動子の共振周波数を検知する周波数測定手段を有し、その測定した共振周波数から物体の硬さを検知する硬さ検知手段とを具備し、
前記プローブを用いての超音波画像診断と前記プローブを用いての硬さ検知とを行うようにしたことを特徴とする超音波診断装置。
【0027】
2.前記超音波画像診断手段と前記硬さ検知手段の一方が、選択的に前記振動子と接続する切り換え手段を有することを特徴とする付記第1項に記載の超音波診断装置。
【0028】
3.前記プローブは、生体外表面に前記振動子を接触させる体外式プローブであることを特徴とする付記第1項に記載の超音波診断装置。
4.前記プローブは、体内に挿入する体腔内プローブであることを特徴とする付記第1項に記載の超音波診断装置。
5.前記切り換え手段が前記プローブに設けられていることを特徴とする付記第3項または第4項に記載の超音波診断装置。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プローブの先端部の構成を大きくすることなく生体の硬さと同時に病変部の深さ方向の位置を測定することが可能になった。超音波画像と硬さの測定結果を複合することによって、より高い精度での診断を可能にする。加えて、超音波画像の観察により体腔内の粘膜のような柔らかい壁面を傷つけることなく組織の硬さの計測が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は第1実施形態に係るプローブの側面図、(b)はそのプローブの先端面図、(c)は(b)中A−A線に沿う断面図、(d)は(c)中B−B線に沿う断面図。
【図2】第1実施形態のプローブを駆動するシステムの回路構成図、
【図3】第1実施形態に係るプローブの使用例の説明図。
【図4】第1実施形態に係るプローブによる位置と測定周波数との関係を示すグラフ。
【図5】第1実施形態に係るモニター表示の状態図。
【図6】第2実施形態に係る体腔内超音波プローブの全体を示す側面図。
【図7】第2実施形態に係る体腔内超音波プローブの使用状態の説明図。
【符号の説明】
1…プローブ、4…先端面部、5…振動子群、6…複数の素子部、9…圧電素子、10…GND電極、11…第1シグナル電極、12…第2シグナル電極、20…切換え用スイッチ回路、21…送受信回路、22…送信回路、23…受信回路、31…周波数カウンター、32…制御部、33…モニター、51…体腔内超音波プローブ、52…先端部、53…湾曲部、54…硬質部、55…操作部、57…振動子群、62…切換えスイッチ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for observing an ultrasonic tomographic image in contact with a living tissue.
[0002]
[Prior art]
As a system for measuring the hardness of a living body, for example, a system disclosed in JP-A-2-290529 is known. This is to measure the hardness of the living body contact portion based on the change information of the resonance frequency when the probe made of a piezoelectric element is brought into contact with the living body and the probe portion is vibrated by the oscillation circuit.
Japanese Patent Laid-Open No. 61-187844 discloses an example in which a pressure sensor is provided on an ultrasonic tomographic probe. This is provided with a pressure sensor that detects a pressure when the probe is pressed against a living body, and measures the hardness of the part from the pressure of the contact part and the distortion amount of the ultrasonic tomographic image.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the hardness measuring probe disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-290529, when the hardness of a living body part existing in the body is measured using this probe, the position of the hard part on the body surface is blindly set. It was necessary to search and the diagnosis was troublesome. In addition, although the position of the hard part on the body surface can be detected, it has been difficult to accurately detect the position of the part in the depth direction.
[0004]
Further, when the ultrasonic tomographic diagnostic probe disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-187844 is used, the hardness of the living tissue is determined from the amount of deformation of the living body at the pressed portion and the measurement value of the pressure sensor from the ultrasonic image. Since it is necessary, it is necessary to separately perform calculation work for obtaining the hardness. In addition, when the probe of this example is used against the mucous membrane in the body cavity, if the probe is pressed unnecessarily, the mucosa may be damaged or the living body wall may be perforated. Furthermore, in the probe of this example, it is necessary to provide the pressure sensor and the ultrasonic diagnostic probe as separate bodies, and the probe in the body cavity is required to reduce the configuration of the insertion portion, and particularly has an endoscope function at the distal end portion. It is difficult to apply this example to a probe or the like.
[0005]
The present invention solves the above-mentioned problems and measures the position of the lesion in the depth direction simultaneously with the hardness of the living body without increasing the configuration of the tip of the probe, and combines the ultrasonic image and the hardness measurement result. Therefore, it is intended to enable diagnosis with higher accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention performs hardness measurement and ultrasonic image diagnosis with a single probe comprising a piezoelectric element that can be used in both an ultrasonic hardness measurement system and an ultrasonic image diagnosis system. An ultrasonic diagnostic apparatus that enables this is provided. And the following effects are brought about.
(1) The hardness can be measured under ultrasonic image observation.
(2) The tissue hardness can be measured without strongly pressing the probe against the living body.
(3) The size of the probe can be reduced.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(the purpose)
The first embodiment aims to enable diagnosis with higher accuracy by measuring the position of the lesion in the depth direction simultaneously with the hardness of the living body without increasing the configuration of the tip of the probe.
[0008]
(Constitution)
FIGS. 1A to 1C show a probe 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1A, the probe 1 is a probe main body 2 formed in a thick flat plate shape (cuboid shape). The cord 3 is connected to the rear end of the probe main body 2. A transducer group 5 is provided on the distal end surface portion 4 of the probe main body 2. The vibrator group 5 is configured by arranging a plurality of element portions 6 in a strip shape as shown in FIGS. 1C and 1D in the direction of the AA cross section in FIG. As shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), each of the plurality of element portions 6 is arranged side by side on the back surface of the piezoelectric element 9, a GND (ground) electrode 10 disposed on the front surface thereof, and the piezoelectric element 9. The first signal electrode 11 and the second signal electrode 12 are included. That is, the piezoelectric element 9 is sandwiched between a GND (earth) electrode 10 and the first signal electrode 11 and the second signal electrode 12 to constitute an ultrasonic vibration element that is an electroacoustic transducer. A resin acoustic matching layer 13 is applied to the front surface of the GND electrode 10.
[0009]
For example, piezoelectric ceramics is used as the material of the piezoelectric element, but it goes without saying that it can be replaced with another material as long as it has an electroacoustic conversion function. For example, a polymer piezoelectric material such as PVDF (polyvinylidene fluoride), a crystal resonator, an electrostrictive material, or a magnetostrictive material can be used.
[0010]
One end of each of the cables 15, 16, and 17 is individually connected to the GND electrode 10, the first signal electrode 11, and the second signal electrode 12. The other ends of the cables 15, 16, and 17 extend to the connector (not shown) provided at the rear end of the cord 3 through the probe body 2 and the cord 3. As described above, each of the plurality of element portions 6 is connected to a circuit to be described later by a connector (not shown) so as to transmit and receive electrical signals.
[0011]
FIG. 2 shows a circuit configuration of a system for driving the probe 1 of the first embodiment. The cable 15 connected to the GND electrode 10 of the probe 1 is connected to the ground 18. Cables 16 and 17 connected to the first signal electrode 11 and the second signal electrode 12 are connected to the transmission / reception circuit 21, the transmission circuit 22 and the reception circuit 23 via a switching circuit 20 for switching between ultrasonic image diagnosis and hardness measurement. In contrast, it is selectively connected. That is, the cable 16 connected to the first signal electrode 11 is connected to one of the transmission / reception circuit 21 and the reception circuit 22 by selecting the terminal 26 of the transmission / reception circuit 21 and the terminal 27 of the reception circuit 22 by the switch 25. . The cable 17 connected to the second signal electrode 12 is connected to one of the transmission / reception circuit 21 and the reception circuit 23 by selecting the terminal 29 of the transmission / reception circuit 21 and the terminal 30 of the reception circuit 23 by the switch 28. Is done. A frequency counter 31 is connected to the receiving circuit 23. These are controlled by the control unit 32. In addition to the arithmetic circuit, the control unit 32 includes a video processor, a video impose circuit, and the like. Further, the result of the processing calculation is displayed on the monitor 33 for rendering an ultrasonic tomographic image.
[0012]
Next, the principle of rendering an ultrasonic image in this embodiment will be described. When performing ultrasonic image diagnosis, the switches 25 and 28 are switched to the transmission / reception circuit 21 side. The transmission / reception circuit 21 transmits a pulsed electric signal to a plurality of element portions 6 adjacent to each other at the distal end surface portion of the probe 1. At this time, the transmission / reception circuit 21 determines the drive timing of the plurality of element units 6 so that the ultrasonic waves generated and irradiated from the plurality of element units 6 converge at a certain point in front. That is, the electrical signal emitted from the transmission / reception circuit 21 is converted into ultrasonic vibration by the plurality of element units 6 via the cable 16 and the cable 17. Then, the ultrasonic waves emitted from the plurality of element units 6 are reflected by the body cavity living body (object) and travel again toward the plurality of element units 6. The plurality of element units 6 receive the reflected ultrasonic waves and convert them into electric signals. This electric signal is again received by the transmission / reception circuit 21 through the cable 16 and the cable 17, amplified, and then sent to the control unit 32. Based on the electrical signal from the transmission / reception circuit 21, the control unit 32 converts the magnitude of the reflected ultrasound into brightness and calculates the reflected position of the ultrasound from the reception timing. The above operation is sequentially performed in the arrangement direction of the transducer group 5 (direction of the AA cross-sectional line), and ultrasonic scanning is performed to obtain an ultrasonic scanning signal. Then, a video signal is generated by the video processor, and an ultrasonic tomographic image is drawn on the monitor 33. In addition to the above function, the control unit 32 has a function of measuring the distance between two points on the ultrasonic image. This distance measurement result is displayed on the monitor 33.
[0013]
Next, the principle of operation when measuring hardness in this embodiment will be described. When the hardness measurement is performed, the switches 25 and 28 are switched to the transmission circuit 22 and the reception circuit 23 side. With the probe 1 in contact with the living body surface, an alternating voltage is simultaneously applied to all the signal electrodes 11 of the transducer group 5 by the transmission circuit 22. Then, according to the hardness of the living body surface, the vibrator group 5 performs resonance vibration with a certain frequency as a peak value. On the other hand, the signal electrode 12 detects the periodic vibration of the transducer group 5 as an electric signal. The detected electrical signal is received by the receiving circuit 23, amplified, and then transmitted to the frequency counter 31. The frequency counter 31 calculates the peak value of the resonance frequency of the detection signal. Perform the above work on the histologically normal part and the abnormal part hardened or softened, and calculate the relative part hardness of the abnormal part when the hardness of the normal part is the reference value. If the hardness is displayed on the monitor 33 through the impose circuit, the hardness of the living body can be determined.
[0014]
(Function)
A usage example of the probe 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
As shown in FIG. 3, an example of diagnosing the hardness and position of a living body 42 having a lesioned portion 41 immediately below the position E will be described.
First, the surface of the transducer group 5 of the probe 1 is brought into contact with an arbitrary position C on the surface of the living body 42. Then, the switches 25 and 28 are switched to the terminals 27 and 30 side to start the hardness measurement.
[0015]
With the surface of the transducer group 5 in contact with the surface of the living body, the probe 1 is moved in the direction of the arrow 43 via the position D and the position E. At this time, the measured value of hardness is recorded in the control unit 32 at a fixed timing, and the recorded result is displayed on the screen of the monitor 33 as a graph shown in FIG.
In this case, at the position E, the resonance frequency different from the case of the position C and the position D is shown due to the influence of the lesioned part 41 having a hardness different from that of the peripheral part immediately below the position E. Therefore, it can be estimated that the lesioned part 41 exists immediately below the position E.
Further, the control unit 32 calculates the difference Δf between the resonance frequency at the position E and the resonance frequency at the position E from the straight line portion (for example, position C or position D) on the graph of FIG. Ask.
[0016]
Next, the switches 25 and 28 are switched to the terminals 26 and 29 side, and an ultrasonic image 46 at the position E as shown in FIG.
In this example, the distance display unit 49 displays the distance between the two cursors 47 and 48 on the ultrasonic image 46 by the distance measurement function of the control unit 32. Thereby, it can be determined that the distance in the direction of the arrow 43 from the position E on the surface of the living body 42 to the lesioned portion 41 is Xcm.
Further, the relative hardness H of the position E with respect to the normal part is displayed on the monitor display 45 based on Δf obtained by the control unit 32.
[0017]
Based on the above diagnosis, the probe 1 of the present embodiment measures the hardness of the tissue as shown in FIG. 4 on a living body 42 having a lesioned portion 41 as shown in FIG. In addition, by performing ultrasonic image diagnosis and distance measurement from the contents of the monitor display 45 in FIG. 5, the accurate depth position of the lesioned part 41 can be grasped at the same time as the living body at the diagnosis position. It is possible to check the hardness of the.
[0018]
(effect)
According to this embodiment, it is possible to measure the position of the lesion in the depth direction simultaneously with the hardness of the living body without increasing the configuration of the distal end portion of the probe 1. Further, by combining the ultrasonic image and the hardness measurement result, the information necessary for the diagnosis is increased, so that the diagnosis can be performed with higher accuracy.
[0019]
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(the purpose)
In addition to the object of the first embodiment described above, the second embodiment enables diagnosis of a site that is difficult to diagnose from the body surface, and without damaging the soft wall such as the mucous membrane in the body cavity. Enables measurement of hardness. It is another object of the present invention to make it possible to easily switch between hardness measurement and ultrasonic image diagnosis by hand operation.
[0020]
(Constitution)
This embodiment is applied to an intrabody cavity ultrasonic probe. FIG. 6 shows the whole body cavity ultrasonic probe 51 according to the second embodiment. The body cavity ultrasonic probe 51 includes a distal end portion 52, a bending portion 53, a rigid portion 54, an operation portion 55, and a cord 56 in order from the distal end in the insertion direction. A transducer group 57 is provided on the lower side surface of the distal end portion 52. The transducer group 57 has the same configuration as the transducer group 5 of the first embodiment. In other words, the transducer group 57 has one end of a cable (not shown) connected to each element (not shown). The other end of the cable (not shown) passes through the body cavity ultrasonic probe 51 and reaches a connector (not shown) provided at the rear end of the cord 56. A bending knob 58 for bending the bending portion 53 is provided on the operation portion 55. Further, the inside (not shown) in the vicinity of the boundary between the distal end portion 52 and the bending portion 53 and the side surface (not shown) of the rotating shaft inside the operation portion 55 of the bending knob 58 are fixed so as to face each other with two wires. ing. Thus, by operating the operation knob 58 in the direction of the arrow 59, the tip end portion 52 can be bent in the direction of the arrow 61. Further, the operation unit 55 is provided with a changeover switch 62 that can simultaneously change over the switch 25 and the switch 28. When the changeover switch 62 is depressed, the switch 25 and the switch 28 are respectively switched to the terminals 27 and 30, and the changeover switch 62 itself can maintain the depressed state. When the changeover switch 62 is pushed in again, the changeover switch 62 itself returns to the original state, and the switch 25 and the switch 28 are switched to the terminals 26 and 29, respectively.
[0021]
In addition, information on the hardness of the normal tissue at the diagnostic site is recorded in advance in the control unit 32, and by comparing with this, the relative hardness of the lesioned part can be instantaneously measured. .
In the present embodiment, configurations other than those described above are the same as those in the first embodiment, and are therefore omitted.
[0022]
(Function)
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation when the present embodiment is used in a body cavity. Follow the procedure below.
First, an abdominal abdominal needle (not shown) is inserted into the abdominal wall 71, and gas is injected into the abdominal wall 71 through the abdominal abdominal cavity using the abdominal abdominal cavity to inhale.
A trocar 72 is inserted into the abdominal wall 71 that is inhaled.
Next, the body cavity ultrasonic probe 51 is inserted into the trocar 72.
[0023]
Then, the bending knob 58 is operated so that the transducer group 57 comes into contact with the surface of the organ 73, and the distal end portion 52 is moved to the state shown in FIG.
The change-over switch 62 is pressed to start ultrasonic image diagnosis. At this time, the transducer group 57 maintains a state in contact with the organ 73 and searches the lesioned portion 74 while gradually sliding the distal end portion 52.
When the lesioned part 74 is confirmed under the ultrasound image, the changeover switch 62 is pressed again to measure the hardness, and the lesioned part 74 is diagnosed by combining the ultrasound image and the hardness measurement result.
[0024]
(effect)
In addition to the effects of the first embodiment described above, the second embodiment makes it possible to diagnose a site that is difficult to diagnose from the body surface, and to harden the tissue without damaging the soft wall such as the mucous membrane in the body cavity. It became possible to measure the height. Further, by providing the selector switch 62 on the probe 51 side, it is possible to easily switch between hardness measurement and ultrasonic image diagnosis by hand operation.
[0025]
In addition, this invention is not limited to each said embodiment. That is, in addition to the above-described embodiment, the present invention can also be applied to an embodiment in which hardness measurement and ultrasonic image diagnosis are switched at high speed so that hardness measurement and ultrasonic image rendering can be performed simultaneously. . Other examples include an ultrasonic probe that can be inserted into a body cavity orally, rectally, or vaginally. Further, an example in which the present invention is applied to an endoscope or the like using the advantage that the probe configuration can be reduced can be considered. In this case, for example, an optical observation system, air supply water or a suction channel is provided at the tip of the ultrasonic probe of the second embodiment, and the portion corresponding to the hard portion is changed to a flexible tube. This is possible by doing. Furthermore, although this embodiment has shown an example of a linear scanning probe, in addition to this, a radial scanning type capable of scanning 360 ° with elements arranged over the entire circumference with respect to the side surface of a cylindrical probe. The probe can be applied to a convex probe in which a transducer group of a linear scanning probe is arranged on a surface bent with a certain curvature.
[0026]
[Appendix]
1. An ultrasonic diagnostic probe comprising a piezoelectric element including an electrode, and an oscillator that generates an ultrasonic wave by applying an electric signal to the electrode;
An ultrasonic image diagnostic means for generating an ultrasonic wave by adding an electrical signal to the transducer of the probe, irradiating the ultrasonic wave on an object, detecting a reflected wave of the ultrasonic wave, and performing an ultrasonic image diagnosis;
A frequency measuring means for detecting a resonance frequency of the vibrator when the probe is brought into contact with an object, and a hardness detecting means for detecting the hardness of the object from the measured resonance frequency,
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that ultrasonic image diagnosis using the probe and hardness detection using the probe are performed.
[0027]
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein one of the ultrasonic image diagnostic unit and the hardness detection unit includes a switching unit that selectively connects to the vibrator.
[0028]
3. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the probe is an external probe that contacts the vibrator with an external surface.
4). The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the probe is a body cavity probe to be inserted into a body.
5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 or 4, wherein the switching unit is provided in the probe.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to measure the position in the depth direction of the lesion simultaneously with the hardness of the living body without increasing the configuration of the tip of the probe. By combining the ultrasonic image and the hardness measurement result, diagnosis with higher accuracy is possible. In addition, observation of ultrasonic images has made it possible to measure tissue hardness without damaging soft wall surfaces such as mucous membranes in body cavities.
[Brief description of the drawings]
1A is a side view of a probe according to the first embodiment, FIG. 1B is a front end view of the probe, FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. (C) Sectional drawing which follows the BB line.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a system for driving the probe according to the first embodiment;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a usage example of the probe according to the first embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the position by the probe and the measurement frequency according to the first embodiment.
FIG. 5 is a state diagram of a monitor display according to the first embodiment.
FIG. 6 is a side view showing the entire body cavity ultrasonic probe according to the second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a use state of an intrabody cavity ultrasonic probe according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe, 4 ... Tip surface part, 5 ... Vibrator group, 6 ... Multiple element part, 9 ... Piezoelectric element, 10 ... GND electrode, 11 ... 1st signal electrode, 12 ... 2nd signal electrode, 20 ... For switching Switch circuit, 21 ... Transmission / reception circuit, 22 ... Transmission circuit, 23 ... Reception circuit, 31 ... Frequency counter, 32 ... Control part, 33 ... Monitor, 51 ... Ultrasonic probe in body cavity, 52 ... Tip part, 53 ... Bending part, 54 ... a hard part, 55 ... an operation part, 57 ... a vibrator group, 62 ... a changeover switch.

Claims (1)

電極を備えた圧電素子から成り、電気信号を前記電極に印加することにより超音波を生じる振動子を備えた超音波診断用プローブと、
前記プローブの振動子に電気信号を付加して超音波を発生させると共に、その超音波を物体に照射し、超音波の反射波を検出して超音波画像診断を行う超音波画像診断手段と、
前記プローブを物体に接触させたときの前記振動子の共振周波数を検知する周波数測定手段を有し、その測定した共振周波数から物体の硬さを検知する硬さ検知手段とを具備し、
前記プローブを用いての超音波画像診断と前記プローブを用いての硬さ検知とを行うようにしたことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic diagnostic probe comprising a piezoelectric element including an electrode, and an oscillator that generates an ultrasonic wave by applying an electric signal to the electrode;
An ultrasonic image diagnostic means for generating an ultrasonic wave by adding an electrical signal to the transducer of the probe, irradiating the ultrasonic wave on an object, detecting a reflected wave of the ultrasonic wave, and performing an ultrasonic image diagnosis;
A frequency measuring means for detecting a resonance frequency of the vibrator when the probe is brought into contact with an object, and a hardness detecting means for detecting the hardness of the object from the measured resonance frequency,
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that ultrasonic image diagnosis using the probe and hardness detection using the probe are performed.
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