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JP3990189B2 - Ultrasonic probe and its operation device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波探触子の超音波走査面の制御を行う操作装置に関し、特に超音波走査面の変更のための操作に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体内に探触子より超音波を放射し、生体内から反射してくる超音波を前記探触子により受信して、この受信信号に基づき生体内部の超音波画像を形成し、観察する超音波診断装置が普及している。この超音波診断装置の探触子(以下、超音波探触子と記す)は、診断対象部位に応じて、様々な形態、形状、サイズを有し、適宜使い分けられている。その中で、経食道など体腔内に挿入して用いる超音波探触子が知られている。このタイプの超音波探触子は、体外より探触子のヘッドの向きや、超音波走査面を制御操作するために、探触子のヘッドとケーブルでつながれた操作装置を含んでいる。そして、この操作装置には、所定の操作を行うダイアルやボタンスイッチが設けられている。また、超音波の走査面を変更するためにモータを備えたものが知られている。この超音波探触子において、モータによる走査面の変更は、モータを回転させつつ順次超音波画像を取得するものであって、これは診断対象が鮮明に現れる走査面を探すために用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述の体腔内挿入用の超音波探触子を用いて診断を行う場合、直交する2平面を走査面とした超音波画像を得たいという要請がある。この要請に応えるために、直交する2平面にそれぞれ対応した2組の振動子アレイを備えることが考えられるが、この場合、装置の構成、特に体腔内に挿入される部分の構成が大きくなり、用途が限定され、また患者の負担も大きくなるという問題が生じる。また、前述のモータに、走査面が90°回転するまで指令操作を続けて直交する2平面の画像を得ることができるが、この場合、回転角度を90°に調整する操作が難しく、また90°回転するのに時間を要する。
【0004】
本発明は、前述の問題点を考慮してなされたものであり、直交する平面を走査面とする二つの超音波画像を速やかに得られるようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明に係る超音波探触子の操作装置は、超音波振動子アレイの向きを変更するモータに対し、変更後の超音波走査面を、変更前の超音波走査面に直交する平面に切り替える動作を行うように指令する操作を行うためのバイプレーンスイッチを有している。ここで、変更後の超音波走査面を、変更前の超音波走査面に直交する平面に切り替える動作とは、速やかに走査面の向きを90°切り替え、直交する2平面の操作画像を続けて得る動作である。
【0006】
前記バイプレーンスイッチを操作することにより、直交する2平面の画像を速やかに取得することができる。また、このスイッチが操作された場合の走査面の回転角度は定められており、当該超音波探触子の操作者が回転角度を合わせる必要がない。
【0007】
さらに現時点の超音波走査面の向きを基準面としてメモリに記憶させる操作を行うための基準面登録スイッチを有するものとすることができる。この基準面が記憶された後に前記バイプレーンスイッチが操作されると、まず前記基準面が超音波走査面として選択され、それ以降にスイッチ操作が行われるたびに、超音波走査面が現在の走査面に対して直交する平面に切り替えられる。この構成によれば、所望の超音波走査面を基準面として選択することにより、任意に所望の直交する2平面を選択することができる。
【0008】
【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、本実施形態に係る超音波診断装置の概略構成ブロック図である。また、図2から図4は、超音波探触子の操作装置の外観図である。超音波診断装置10は、診断装置本体12と、これに対して着脱可能であり、診断部位に対応して適切なものが選ばれる超音波探触子14を含む。超音波探触子14は、超音波振動子アレイ16を備え患者の体腔内に挿入される探触子ヘッド18と、探触子ヘッド18と挿入チューブ20を介して接続される操作装置22と、操作装置22とケーブル24(図2参照)を介して電気的に接続されるコネクタ26とを含む。コネクタ26には、複数の端子が設けられており、この端子に対応して設けられた診断装置本体12側の端子と接続することにより超音波探触子14と診断装置本体12の接続が達成される。
【0009】
探触子ヘッド14に備えられる超音波振動子アレイ16は、振動子を直線上に配列して構成された一次元アレイであり、このアレイ配列方向に超音波の走査を行い、超音波断層画像を得ることができる。また、この超音波振動子アレイ16は、モータ28により、図1においては、上下方向に延びる軸を中心に回動され、超音波の走査面を前記の軸周りに回動させて、変更することができる。挿入チューブ20を介して探触子ヘッド18に接続されている操作装置22は、患者の体外に位置し、これに備えられた複数のスイッチおよびダイヤル等により、超音波探触子の様々な操作が行えるようになっている。
【0010】
操作装置22には、探触子ヘッド18の向きを操作する、2段構成の操作ダイアル30が設けられている。操作ダイアル30は、二つのアングルノブ32,34を備え、それぞれが探触子ヘッド18とテンションワイヤ36,38で接続されている。上側、すなわち操作装置の本体より離れた位置に配置されたアングルノブ32を回動させると、それに応じてテンションワイヤ36が引かれてケーブルが屈曲して、探触子ヘッド18が図1の矢印Yの方向に首振り動作する。アングルノブ32の回転方向に対応して、探触子ヘッド18の曲がる方向が定まっている。また、もう一方のアングルノブ34の操作により、探触子ヘッド18は、図1の矢印Yに直交する方向であって、紙面を貫く方向に首振り動作する。
【0011】
図3に示される、操作装置22の、操作ダイアル30が設けられた面には、超音波探触子の動作を直ちに停止するための停止スイッチ40が設けられている。図4に示される、操作装置22の面には、超音波走査面の回転を制御する走査面回転スイッチ42と、直交する2平面の診断画像を得るためのバイプレーンスイッチ44が設けられている。走査面回転スイッチ42は、いわゆるシーソースイッチの構成を有し、図4に示される右側スイッチ42aを押すことにより、モータ28が一方に回転し、左側スイッチ42bを押すことによりモータ28が逆の方向に回転する。また、左右のスイッチ42a,42b共に、浅く押すとモータ28はゆっくり回転し、深く押し込むと、早めの回転を行う。バイプレーンスイッチ44については、後に詳述する。図2に示される、操作装置22の面には、所定の走査面の角度位置を記憶させる操作を行う基準面登録スイッチ46と、当該超音波探触子が動作中であることを示すパイロットランプ48が設けられている。基準面登録スイッチ46についても後に詳述する。
【0012】
操作装置22とケーブルを介して接続されるコネクタ26には、探触子ヘッド18の操作の制御処理を行う制御部50が設けられている。制御部50には、前述した各スイッチからの制御信号およびモータ28からの回転角度情報が入力される。そして、これらの入力信号に基づく制御がなされるように、モータ28に対して電力供給がなされる。コネクタ26には、さらに所定の制御パラメータを記憶するメモリ52が備えられ、このメモリ52は、制御部50に接続されている。診断装置本体12には、超音波振動子アレイ16の超音波の送受に係る信号処理を行う送受信号処理部54と、受信された信号に基づき断層画像処理を行い、さらにホスト制御部56を介して得られる走査面の角度情報を合わせて表示処理を行う表示処理部58と、この処理された画像を表示する表示部60が備えられている。なお、ホスト制御部56は、この超音波診断装置10の全体の制御を司る制御部である。
【0013】
次に、直交する2平面の超音波断層画像を得るバイプレーンスケッチ44による動作に関して説明する。また、これに併せて、バイプレーンスイッチ44および基準面登録スイッチ42の操作による制御についても説明する。
【0014】
超音波による診断の場合、診断対象部位の直交2平面の画像を見たいという要請がある。走査面回転スイッチ42により、モータ28を所定の速度で回転させて走査面をスイープさせ、90°回転したところで、走査面回転スイッチ42の操作を止めて、最初の走査面に直交する走査面の画像を得ることも可能ではある。しかし、この場合、モータ28を90°回転させるのに時間を要すること、また90°に合わせることに注意を払わなければならないことなど、操作性に問題がある。本実施形態の場合、バイプレーンスイッチ44の操作によって、モータ28を速やかに90°回転させ、直交する走査面の画像を速やかに得ることができるようにしている。
【0015】
実際の診断における操作は、例えば以下に述べるようなものとなる。超音波診断装置10の操作者が、探触子ヘッド18を被検者の体腔内に挿入する。さらに操作ダイアル30および走査面回転スイッチ42などを操作して、断層画像を見つつ、診断対象となる部位を特定する。断層画像は、例えば図5に示されるように探触子ヘッド18を模したヘッドマーク62と、その時点での超音波振動子アレイ16のアレイ配列方向を示す角度値を表示する角度表示64と合成されて表示部60に表示される。ヘッドマーク62は、超音波振動子アレイ16のアレイ配列方向を、線分にて示すアレイマーク66を含み、さらに超音波振動子アレイ16の1番振動素子の位置を輝点にて示すトップマーク68を含む。
【0016】
超音波探触子に電源投入後、操作者がバイプレーンスイッチ44の最初の押圧では、制御部50がモータ28を駆動制御し、超音波振動子アレイ16のアレイ配列方向初期位置(0°の位置)となる。そして、0°位置における断層画像が表示部60に表示される。次に、バイプレーンスイッチ44が押圧すると、超音波振動子アレイ16を90°位置となるように制御し、この位置における断層画像が表示される。このときのヘッドマーク62および角度表示64を図6に示す。当然ながら、このときの走査面は、超音波振動子アレイ16が0°位置であったときの走査面と直交する面となっている。さらに、バイプレーンスイッチ44を押圧すると、超音波振動子アレイ16は、さらに90°回転する。すなわち、180°位置となっている。次のバイプレーンスイッチ44の押圧においては、逆方向に90°超音波振動子アレイ16が回転し、90°位置となる。このように、超音波探触子に電源投入後、バイプレーンスイッチ44が最初に押したとき、制御部50は超音波走査面を0°位置に制御する。その後の押圧ごとに、0°、90°、180°、90°、0°、90°・・・と、押圧前後において超音波の走査面が90°ずつ変更する。バイプレーンスイッチ44による走査面の切り替えは、例えば、0.3秒程度で完了する。これに対し、走査面回転スイッチ42においては、速い速度においても90°回転するのに約3秒を要する。
【0017】
次に、基準面登録スイッチ46を用いた診断操作について説明する。このスイッチを用いることにより、任意の走査面とその面に直交する走査面の、2平面の画像を速やかに切り替えて表示することができる。
【0018】
その手順を以下に述べる。超音波診断装置10の操作者は、診断対象部位を特定し、最も診断において好ましいと思われる断層画像が得られる走査面を、走査面回転スイッチ42を操作して探す。好ましい画像が得られた時点で走査面回転スイッチ42の操作をやめ、基準面登録スイッチ46を押す。このときの走査面の角度が、メモリ52に基準位置として記憶される。続けて、バイプレーンスイッチ44を押圧すると、メモリ52に記憶された角度の走査面に直交する走査面へと走査面の切り替えが実行される。
【0019】
メモリ52に記憶された基準位置とする制御においては、その基準位置によってモータ28の制御が異なる。図7および図8には、このときのモータ制御の例が示されている。本実施形態の超音波振動子アレイ16およびモータ28は、その回転可能な角度が−10°から190°までの範囲に限定されている。このため、基準位置に応じてモータの制御方法が異なっている。メモリ52に登録され記憶された走査面の基準位置が−10〜10°であれば、1回目のバイプレーンスイッチ44の押圧により、基準位置に対し+90°位置に走査面が回転される。2回目の押圧においては基準位置に対し180°位置に回転される。3回目の押圧においては、これ以上同方向に回転しては可動範囲を越えてしまうので、逆方向に90°回転させる。すなわち、1回目の押圧のときと同じ位置に回転される。4回目の押圧において、基準位置に復帰する。次に、基準位置が10〜80°の場合は、2回目の押圧において、可動範囲を越えることになるので、逆方向に90°回転させる。すなわち、基準位置に復帰する。3回目の押圧においてもそのままの向きで回転させると可動範囲を越えるので、回転方向を反転させる。
【0020】
以上の動作をまとめると図8のようになる。図8には、基準位置の属する角度範囲に対して、バイプレーンスイッチ44の押圧回数による走査面の位置が示されている。図中の基準位置の欄に記載された角度は、超音波振動子アレイ16の方向を示す角度の値である。
【0021】
走査面回転スイッチ42の操作によって回転をしても、基準面登録スイッチを押さなければ、基準位置変化しない。この場合にバイプレーンスイッチ44を押圧すると、メモリ52に登録されている基準位置に走査面が回転される。そこからバイプレーンスイッチ44の操作回数により図8に示す制御に従って走査面の位置の変更が実行される。
【0022】
図9は、探触子ヘッド18の内部構造を示す断面図である。超音波振動子アレイ16は、図1とは異なって図中下に向けて配置されている。超音波振動子アレイ16は、モータ28のロータを兼ねる台座70上に設置される。台座70の、超音波振動子アレイ16が配置されたのと反対側の面には、永久磁石74が周方向に配列されており、またこれに対向してモータ28のステータ72が配置されている。ステータ72に制御部50(図1参照)により制御された電力が供給され、回転磁界が発生し、この磁界と永久磁石74の相互作用によって台座70(ロータ)が回転する。
【0023】
このモータ28の回転角度を検出するエンコーダ76が台座70の外周に配置されている。エンコーダ76は、台座70の外周面N極とS極が交互に配列されたエンコーダ永久磁石78と、このエンコーダ永久磁石78に対向するように設けられたMR素子(磁気抵抗素子)80とを含む。MR素子80は、磁界の変化に応じて抵抗が変化する素子であり、探触子ヘッド18に固定されている。MR素子80はこの抵抗の変化を検出して、台座70の回転角度を算出することができる。MR素子を採用することにより、モータ28を収容した探触子ヘッド18を小型化できる。超音波振動子アレイ16を直接駆動することができるので、ワイヤなどを介して駆動する場合に比して、角度制御が正確で、応答性も良好となる。また、MR素子を採用することで探触子ヘッド18を小型とすることができ、患者の負担が低減される。
【0024】
以上、本実施形態においては、モータが探触子ヘッドに内蔵されている場合について説明したが、例えば操作装置内にモータを配置し、ワイヤを介して超音波振動子アレイ16を回転させるような構成についても、バイプレーンスイッチなどを用いた制御を採用することが可能である。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、直交する走査面の間で、速やかに走査面を切り替え、直交2平面の超音波断層画像を速やかに切り替え表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 本実施形態に係る操作装置の側面を示す図である。
【図3】 本実施形態に係る操作装置の上面を示す図である。
【図4】 本実施形態に係る操作装置の、図2と反対の側面を示す図である。
【図5】 超音波断層画像の表示例を示す図である。
【図6】 超音波振動子アレイが90°位置にあるときのヘッドマークを示す図である。
【図7】 バイプレーンスイッチの操作による超音波振動子アレイの動作を説明するための図である。
【図8】 バイプレーンスイッチの操作による超音波振動子アレイの動作を説明するための図である。
【図9】 探触子ヘッドの内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
10 超音波診断装置、12 診断装置本体、14 超音波探触子、16 超音波振動子アレイ、18 探触子ヘッド、22 操作装置、28 モータ、30操作ダイアル、42 走査面回転スイッチ、44 バイプレーンスイッチ、46 基準面登録スイッチ、52 メモリ、60 表示部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operating device that controls an ultrasonic scanning plane of an ultrasonic probe, and more particularly to an operation for changing the ultrasonic scanning plane.
[0002]
[Prior art]
Ultrasound is radiated from the probe into the living body, the ultrasound reflected from the living body is received by the probe, and an ultrasonic image inside the living body is formed and observed based on the received signal. Ultrasonic diagnostic devices are widespread. The probe of this ultrasonic diagnostic apparatus (hereinafter referred to as an ultrasonic probe) has various forms, shapes, and sizes depending on the diagnosis target part, and is appropriately used. Among them, an ultrasonic probe used by being inserted into a body cavity such as a transesophageal is known. This type of ultrasonic probe includes an operating device connected to the probe head and a cable for controlling the direction of the probe head and the ultrasonic scanning surface from outside the body. The operation device is provided with a dial and a button switch for performing a predetermined operation. In addition, a motor equipped with a motor for changing the ultrasonic scanning surface is known. In this ultrasonic probe, the change of the scanning plane by the motor is to sequentially acquire an ultrasonic image while rotating the motor, and this is used to search for the scanning plane in which the diagnosis target appears clearly. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When making a diagnosis using the above-described ultrasonic probe for insertion into a body cavity, there is a demand for obtaining an ultrasonic image with two orthogonal planes as scanning planes. In order to meet this demand, it is conceivable to provide two sets of transducer arrays respectively corresponding to two orthogonal planes, but in this case, the configuration of the device, particularly the configuration of the portion inserted into the body cavity, becomes large, There is a problem that the use is limited and the burden on the patient is increased. Further, it is possible to obtain an image of two orthogonal planes by continuously instructing the above-described motor until the scanning plane rotates 90 °. In this case, it is difficult to adjust the rotation angle to 90 °. ° It takes time to rotate.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to quickly obtain two ultrasonic images having a scanning plane as an orthogonal plane.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an ultrasonic probe operating device according to the present invention provides a motor for changing the orientation of an ultrasonic transducer array with an ultrasonic scan plane after change being changed to an ultrasonic wave before change. It has a biplane switch for performing an operation for instructing to perform an operation of switching to a plane orthogonal to the acoustic wave scanning plane. Here, the operation of switching the changed ultrasonic scan plane to a plane orthogonal to the pre-change ultrasonic scan plane is to quickly switch the orientation of the scan plane by 90 ° and continue the operation images of two orthogonal planes. It is an action to get.
[0006]
By operating the biplane switch, two orthogonal plane images can be quickly acquired. Further, the rotation angle of the scanning surface when this switch is operated is determined, and it is not necessary for the operator of the ultrasonic probe to adjust the rotation angle.
[0007]
Further, it may have a reference plane registration switch for performing an operation for storing the current direction of the ultrasonic scanning plane in the memory as a reference plane. When the biplane switch is operated after the reference plane is stored, the reference plane is first selected as the ultrasonic scan plane, and each time the switch operation is performed thereafter, the ultrasonic scan plane is scanned in the current scan. The plane can be switched to a plane orthogonal to the plane. According to this configuration, by selecting a desired ultrasonic scanning plane as a reference plane, two desired orthogonal planes can be arbitrarily selected.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. 2 to 4 are external views of the operation device for the ultrasonic probe. The ultrasonic diagnostic apparatus 10 includes a diagnostic apparatus main body 12 and an ultrasonic probe 14 that can be attached to and detached from the diagnostic apparatus main body 12 and that is appropriately selected in accordance with the diagnostic part. The ultrasonic probe 14 includes an ultrasonic transducer array 16 and a probe head 18 that is inserted into a body cavity of a patient, and an operation device 22 that is connected to the probe head 18 via an insertion tube 20. The operating device 22 and a connector 26 electrically connected via a cable 24 (see FIG. 2) are included. The connector 26 is provided with a plurality of terminals, and the connection between the ultrasonic probe 14 and the diagnostic apparatus main body 12 is achieved by connecting to the terminals on the diagnostic apparatus main body 12 side corresponding to the terminals. Is done.
[0009]
The ultrasonic transducer array 16 provided in the probe head 14 is a one-dimensional array configured by arranging transducers on a straight line, and performs ultrasonic scanning in the array arrangement direction to obtain an ultrasonic tomographic image. Can be obtained. In addition, the ultrasonic transducer array 16 is rotated by a motor 28 around an axis extending in the vertical direction in FIG. 1, and the ultrasonic scanning surface is rotated around the axis to be changed. be able to. An operation device 22 connected to the probe head 18 via the insertion tube 20 is located outside the patient's body, and various operations of the ultrasonic probe are performed by a plurality of switches and dials provided for the operation device 22. Can be done.
[0010]
The operation device 22 is provided with a two-stage operation dial 30 for operating the direction of the probe head 18. The operation dial 30 includes two angle knobs 32 and 34, which are connected to the probe head 18 by tension wires 36 and 38, respectively. When the angle knob 32 arranged on the upper side, that is, at a position away from the main body of the operating device is rotated, the tension wire 36 is pulled accordingly, the cable is bent, and the probe head 18 is moved to the arrow shown in FIG. Swings in the Y direction. Corresponding to the rotation direction of the angle knob 32, the direction in which the probe head 18 is bent is determined. Further, by operating the other angle knob 34, the probe head 18 swings in a direction perpendicular to the arrow Y in FIG.
[0011]
A stop switch 40 for immediately stopping the operation of the ultrasonic probe is provided on the surface of the operation device 22 shown in FIG. 3 on which the operation dial 30 is provided. The surface of the operating device 22 shown in FIG. 4 is provided with a scanning plane rotation switch 42 for controlling the rotation of the ultrasonic scanning plane and a biplane switch 44 for obtaining two orthogonal planar diagnostic images. . The scanning surface rotation switch 42 has a so-called seesaw switch configuration. When the right switch 42a shown in FIG. 4 is pressed, the motor 28 rotates in one direction, and when the left switch 42b is pressed, the motor 28 rotates in the opposite direction. Rotate to. Further, when both the left and right switches 42a and 42b are pressed shallowly, the motor 28 rotates slowly, and when pressed deeply, the motor 28 rotates earlier. The biplane switch 44 will be described in detail later. On the surface of the operation device 22 shown in FIG. 2, a reference surface registration switch 46 that performs an operation of storing an angular position of a predetermined scanning surface, and a pilot lamp that indicates that the ultrasonic probe is in operation. 48 is provided. The reference plane registration switch 46 will also be described in detail later.
[0012]
The connector 26 connected to the operating device 22 via a cable is provided with a control unit 50 that performs control processing of the operation of the probe head 18. The control unit 50 receives the control signals from the switches described above and the rotation angle information from the motor 28. Then, power is supplied to the motor 28 so that control based on these input signals is performed. The connector 26 is further provided with a memory 52 that stores predetermined control parameters. The memory 52 is connected to the control unit 50. In the diagnostic apparatus body 12, a transmission / reception signal processing unit 54 that performs signal processing related to transmission / reception of ultrasonic waves of the ultrasonic transducer array 16, tomographic image processing based on the received signal, and further via the host control unit 56 A display processing unit 58 that performs display processing in accordance with scanning plane angle information obtained in this manner, and a display unit 60 that displays the processed image are provided. The host control unit 56 is a control unit that controls the entire ultrasound diagnostic apparatus 10.
[0013]
Next, the operation by the biplane sketch 44 for obtaining two orthogonal plane ultrasonic tomographic images will be described. In addition, the control by the operation of the biplane switch 44 and the reference plane registration switch 42 will be described.
[0014]
In the case of diagnosis using ultrasound, there is a request to view an image of two orthogonal planes of a diagnosis target part. The scanning plane rotation switch 42 rotates the motor 28 at a predetermined speed to sweep the scanning plane. When the scanning plane is rotated 90 °, the operation of the scanning plane rotation switch 42 is stopped and the scanning plane orthogonal to the first scanning plane is rotated. It is also possible to obtain an image. However, in this case, there is a problem in operability such that it takes time to rotate the motor 28 by 90 °, and attention must be paid to adjusting the motor 28 to 90 °. In the case of the present embodiment, by operating the biplane switch 44, the motor 28 is quickly rotated by 90 ° so that an image on the orthogonal scanning plane can be quickly obtained.
[0015]
The operation in actual diagnosis is as described below, for example. An operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 inserts the probe head 18 into the body cavity of the subject. Further, the operation dial 30 and the scanning plane rotation switch 42 are operated to specify a site to be diagnosed while viewing the tomographic image. The tomographic image includes, for example, a head mark 62 that imitates the probe head 18 as shown in FIG. 5, and an angle display 64 that displays an angle value indicating the array arrangement direction of the ultrasonic transducer array 16 at that time. It is synthesized and displayed on the display unit 60. The head mark 62 includes an array mark 66 indicating the array arrangement direction of the ultrasonic transducer array 16 by a line segment, and further a top mark indicating the position of the first vibration element of the ultrasonic transducer array 16 by a bright spot. 68.
[0016]
When the operator presses the biplane switch 44 for the first time after powering on the ultrasonic probe, the control unit 50 controls the motor 28 to drive the ultrasonic transducer array 16 in the array arrangement direction initial position (0 °). Position). Then, the tomographic image at the 0 ° position is displayed on the display unit 60. Next, when the biplane switch 44 is pressed, the ultrasonic transducer array 16 is controlled to be at a 90 ° position, and a tomographic image at this position is displayed. The head mark 62 and the angle display 64 at this time are shown in FIG. Naturally, the scanning plane at this time is a plane orthogonal to the scanning plane when the ultrasonic transducer array 16 is at the 0 ° position. Further, when the biplane switch 44 is pressed, the ultrasonic transducer array 16 is further rotated by 90 °. That is, the position is 180 °. In the next pressing of the biplane switch 44, the 90 ° ultrasonic transducer array 16 rotates in the reverse direction to reach the 90 ° position. Thus, when the biplane switch 44 is first pressed after powering on the ultrasonic probe, the control unit 50 controls the ultrasonic scanning surface to the 0 ° position. With each subsequent pressing, the ultrasonic scanning plane changes by 90 ° before and after pressing, such as 0 °, 90 °, 180 °, 90 °, 0 °, 90 °,. Switching of the scanning plane by the biplane switch 44 is completed in about 0.3 seconds, for example. On the other hand, the scanning surface rotation switch 42 requires about 3 seconds to rotate 90 ° even at a high speed.
[0017]
Next, a diagnostic operation using the reference plane registration switch 46 will be described. By using this switch, two plane images of an arbitrary scanning plane and a scanning plane orthogonal to the scanning plane can be quickly switched and displayed.
[0018]
The procedure is described below. An operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 specifies a diagnosis target region and operates the scanning surface rotation switch 42 to search for a scanning surface from which a tomographic image considered to be most preferable in the diagnosis is obtained. When a preferable image is obtained, the operation of the scanning plane rotation switch 42 is stopped and the reference plane registration switch 46 is pressed. The angle of the scanning surface at this time is stored in the memory 52 as a reference position. Subsequently, when the biplane switch 44 is pressed, the scan plane is switched to a scan plane orthogonal to the scan plane at the angle stored in the memory 52.
[0019]
In the control using the reference position stored in the memory 52, the control of the motor 28 differs depending on the reference position. 7 and 8 show an example of motor control at this time. In the ultrasonic transducer array 16 and the motor 28 of the present embodiment, the rotatable angle is limited to a range from −10 ° to 190 °. For this reason, the motor control method differs depending on the reference position. If the reference position of the scan plane registered and stored in the memory 52 is −10 to 10 °, the scan plane is rotated to the + 90 ° position with respect to the reference position by the first pressing of the biplane switch 44. In the second press, it is rotated to a position of 180 ° with respect to the reference position. In the third pressing, since it will exceed the movable range if it rotates further in the same direction, it is rotated 90 ° in the reverse direction. That is, it is rotated to the same position as the first pressing. In the fourth press, it returns to the reference position. Next, when the reference position is 10 to 80 °, the movable range is exceeded in the second pressing, and therefore, the reference position is rotated 90 ° in the reverse direction. That is, it returns to the reference position. Even in the third pressing, if it is rotated in the same direction, the movable range is exceeded, so the rotation direction is reversed.
[0020]
The above operations are summarized as shown in FIG. FIG. 8 shows the position of the scanning plane according to the number of times the biplane switch 44 is pressed with respect to the angle range to which the reference position belongs. The angle described in the reference position column in the figure is an angle value indicating the direction of the ultrasonic transducer array 16.
[0021]
Even if the scanning surface rotation switch 42 is rotated, the reference position does not change unless the reference surface registration switch is pressed. In this case, when the biplane switch 44 is pressed, the scanning plane is rotated to the reference position registered in the memory 52. From there, the position of the scanning plane is changed according to the control shown in FIG.
[0022]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the probe head 18. Unlike FIG. 1, the ultrasonic transducer array 16 is arranged downward in the drawing. The ultrasonic transducer array 16 is installed on a pedestal 70 that also serves as a rotor of the motor 28. Permanent magnets 74 are arranged in the circumferential direction on the surface of the pedestal 70 opposite to where the ultrasonic transducer array 16 is arranged, and the stator 72 of the motor 28 is arranged opposite to the permanent magnets 74. Yes. Electric power controlled by the control unit 50 (see FIG. 1) is supplied to the stator 72 to generate a rotating magnetic field, and the pedestal 70 (rotor) is rotated by the interaction between the magnetic field and the permanent magnet 74.
[0023]
An encoder 76 for detecting the rotation angle of the motor 28 is disposed on the outer periphery of the base 70. The encoder 76 includes an encoder permanent magnet 78 in which the outer peripheral surface N pole and S pole of the pedestal 70 are alternately arranged, and an MR element (magnetoresistive element) 80 provided so as to face the encoder permanent magnet 78. . The MR element 80 is an element whose resistance changes according to a change in magnetic field, and is fixed to the probe head 18. The MR element 80 can detect the change in resistance and calculate the rotation angle of the base 70. By employing the MR element, the probe head 18 that houses the motor 28 can be reduced in size. Since the ultrasonic transducer array 16 can be directly driven, the angle control is accurate and the response is good as compared with the case where the ultrasonic transducer array 16 is driven through a wire or the like. Further, by employing the MR element, the probe head 18 can be reduced in size, and the burden on the patient is reduced.
[0024]
As described above, in the present embodiment, the case where the motor is built in the probe head has been described. However, for example, the motor is arranged in the operation device and the ultrasonic transducer array 16 is rotated via the wire. As for the configuration, it is possible to employ control using a biplane switch or the like.
[0025]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a scanning surface can be switched rapidly between orthogonal scanning surfaces, and the ultrasonic tomographic image of two orthogonal planes can be switched and displayed rapidly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a side surface of the operating device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a top surface of the operating device according to the present embodiment.
4 is a view showing a side surface of the operating device according to the present embodiment opposite to that of FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a display example of an ultrasonic tomographic image.
FIG. 6 is a diagram showing a head mark when the ultrasonic transducer array is at a 90 ° position.
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic transducer array by the operation of the biplane switch.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic transducer array by the operation of the biplane switch.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the probe head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic diagnostic apparatus, 12 Diagnostic apparatus main body, 14 Ultrasonic probe, 16 Ultrasonic transducer array, 18 Probe head, 22 Operation apparatus, 28 Motor, 30 operation dial, 42 Scanning surface rotation switch, 44 Plane switch, 46 reference plane registration switch, 52 memory, 60 display unit.

Claims (2)

超音波走査面をモータにより変更する超音波探触子の制御を行う操作装置であって、
変更後の超音波走査面を、変更前の超音波走査面に直交する平面に切り替える動作を行うように前記モータに対して指令する操作を行うためのバイプレーンスイッチ
現時点の超音波走査面を基準面としてメモリに記憶させる操作を行うための基準面登録スイッチと、
を有し、
この基準面が記憶された後に前記バイプレーンスイッチが操作された場合には、まず前記基準面が超音波走査面として選択され、それ以降のスイッチ操作のたびに超音波走査面が直交する平面に切り替えられる、
超音波探触子の操作装置。
An operating device for controlling an ultrasonic probe that changes an ultrasonic scanning surface by a motor,
Ultrasonic scanning surface after the change, the biplane switch for performing an operation for instruction to the motor so as to perform the operation of switching to the plane perpendicular to the ultrasonic scanning surface before the change,
A reference plane registration switch for performing an operation of storing the current ultrasonic scanning plane in a memory as a reference plane;
Have
When the biplane switch is operated after the reference plane is stored, the reference plane is first selected as the ultrasonic scanning plane, and the ultrasonic scanning plane is orthogonal to each other after each switch operation. Can be switched,
Ultrasonic probe operating device.
超音波振動子アレイとこれを回転するモータとを備えたヘッドを体腔内に挿入し、体外の操作装置の操作により前記モータを制御して超音波走査面の変更を行う超音波探触子であって、An ultrasonic probe that inserts a head including an ultrasonic transducer array and a motor that rotates the ultrasonic transducer array into a body cavity and controls the motor by operating an external operating device to change the ultrasonic scanning plane. There,
前記操作装置は、変更後超音波走査面を、変更前の超音波走査面に直交する平面に切り替える動作を行うように前記モータに対して指令するバイプレーンスイッチと、The operating device is a biplane switch that instructs the motor to perform an operation of switching the changed ultrasonic scanning plane to a plane orthogonal to the ultrasonic scanning plane before the change,
現時点の超音波走査面を基準面としてメモリに記憶させる操作を行うための基準面登録スイッチと、A reference plane registration switch for performing an operation of storing the current ultrasonic scanning plane in a memory as a reference plane;
を有し、Have
この基準面が記憶された後に前記バイプレーンスイッチが操作された場合には、まず前記基準面が超音波走査面として選択され、それ以降のスイッチ操作のたびに超音波走査面が直交する平面に切り替えられる、When the biplane switch is operated after the reference plane is stored, the reference plane is first selected as the ultrasonic scanning plane, and the ultrasonic scanning plane is orthogonal to each other after each switch operation. Can be switched,
超音波探触子。Ultrasonic probe.
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