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JPH032536B2 - - Google Patents
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JPH032536B2 - - Google Patents

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JPH032536B2
JPH032536B2 JP55077846A JP7784680A JPH032536B2 JP H032536 B2 JPH032536 B2 JP H032536B2 JP 55077846 A JP55077846 A JP 55077846A JP 7784680 A JP7784680 A JP 7784680A JP H032536 B2 JPH032536 B2 JP H032536B2
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JP
Japan
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endoscopic
ultrasonic
probe
ultrasonic beam
reception
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JP55077846A
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Japanese (ja)
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Inventor
Akira Koyano
Chihiro Kasai
Yoshikatsu Noda
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Hitachi Ltd
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Aloka Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内視用超音波診断装置、特に電子走査
型探触子を用いた広範囲の診断部位を診断可能な
改良された内視用超音波診断装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an endoscopic ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an improved endoscopic ultrasonic diagnostic apparatus capable of diagnosing a wide range of diagnostic sites using an electronic scanning probe.

超音波ビームを被検体中に放射して被検体から
の反射エコーに基づいて被検体内の所望診断部位
を画像表示する超音波診断装置が周知である。通
常の超音波診断装置は超音波ビームを送受波する
探触子が体表面に密着され、体表面からの超音波
ビーム送受波が行われるが、この従来装置では、
被検体の深部にある臓器その他を明瞭な画像とし
て観察表示することができず、近年、被検体の体
腔内に探触子を挿入して体腔内から被検体深部の
臓器等に直接超音波ビームを送受波する装置が提
案されている。
2. Description of the Related Art Ultrasonic diagnostic apparatuses that emit an ultrasonic beam into a subject and display an image of a desired diagnostic site within the subject based on echoes reflected from the subject are well known. In normal ultrasound diagnostic equipment, a probe that transmits and receives ultrasound beams is placed in close contact with the body surface, and the ultrasound beams are transmitted and received from the body surface.
It has not been possible to observe and display clear images of organs and other organs located deep within the subject, and in recent years, ultrasound beams have been developed by inserting a probe into the body cavity of the subject and directing ultrasound beams from within the body cavity to the organs deep within the subject. A device that transmits and receives waves has been proposed.

第1図には、前述した内視用超音波診断装置の
従来例が示され、被検体10の体腔10a例えば
食道、胃、直腸、腟、尿道その他に内視軸40を
挿入し、該内視軸40の先端に固定された探触子
12から超音波ビーム200を所望の診断部位へ
送受波する構成から成る。従来の一般的な内視用
超音波診断装置では、前記探触子には単一の振動
素子が設けられ、一本の超音波ビーム200を送
受波させながら該探触子12の位置を移動および
回転させ、所望の超音波断層画像を観察してい
た。しかながら、この従来装置では、一枚の断層
画像を得るのに多くの時間を必要とし、動きのあ
る臓器例えば呼吸、心拍等で移動する臓器に対し
ては正確な画像を得ることができないという問題
があつた。そこで、近年、前記探触子12として
電子走査型探触子を用い、電子高速走査によつて
実時間で比較的広い範囲の診断部位をカバーする
装置が提案されている。
FIG. 1 shows a conventional example of the endoscopic ultrasonic diagnostic apparatus described above, in which an endoscopic shaft 40 is inserted into a body cavity 10a of a subject 10, such as the esophagus, stomach, rectum, vagina, urethra, etc. It consists of a configuration in which an ultrasound beam 200 is transmitted and received from a probe 12 fixed at the tip of a visual axis 40 to a desired diagnosis site. In a conventional general endoscopic ultrasonic diagnostic device, the probe is provided with a single vibrating element, and the position of the probe 12 is moved while transmitting and receiving one ultrasonic beam 200. and rotated to observe a desired ultrasound tomographic image. However, with this conventional device, it takes a long time to obtain a single tomographic image, and it is said that it is not possible to obtain accurate images of moving organs, such as those that move due to breathing or heartbeat. There was a problem. Therefore, in recent years, an apparatus has been proposed that uses an electronic scanning probe as the probe 12 and covers a comparatively wide range of diagnostic sites in real time by electronic high-speed scanning.

第2図には、この種の電子走査型探触子12が
示され、探触子12内には複数の振動素子16−
1〜16−nが放射面12aに沿つて等間隔に配
列され、この振動素子群16から所定のプログラ
ムに従つて選択された振動素子を各送受波タイミ
ング毎に励振駆動することによつて実時間で内視
超音波断層画像を得る装置が提案されている。
FIG. 2 shows this type of electronic scanning probe 12, in which a plurality of vibrating elements 16-
1 to 16-n are arranged at equal intervals along the radiation surface 12a, and the vibration elements selected from the vibration element group 16 are excited and driven at each wave transmission/reception timing. An apparatus for obtaining endoscopic ultrasound tomographic images in a timely manner has been proposed.

前記第2図の従来装置によれば、実時間で容易
に診断部位の観察を行うことができる利点を有す
るが、その診断領域は振動素子群16の配列長に
よつて制約され、必要な診断部位を一度に観察す
ることができないという欠点があつた。そして、
第2図の従来装置では、診断可能な領域を広げる
ためには振動素子群16の配列長を大きくしなけ
ればならず、このような探触子12を体腔内へ挿
入することが困難となるという欠点があつた。
The conventional apparatus shown in FIG. 2 has the advantage of being able to easily observe the diagnostic site in real time, but the diagnostic area is limited by the array length of the vibrating element group 16, and the necessary diagnostic The drawback was that it was not possible to observe all parts at once. and,
In the conventional device shown in FIG. 2, the arrangement length of the vibrating element group 16 must be increased in order to expand the diagnostic area, making it difficult to insert such a probe 12 into a body cavity. There was a drawback.

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は探触子の形状を小さくし、かつ広
範囲の診断部位をカバーすることのできる改良さ
れた内視用超音波診断装置を提供することにあ
る。
The present invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide an improved endoscopic ultrasound diagnostic device that can reduce the size of the probe and cover a wide range of diagnostic sites. There is a particular thing.

上記目的を達成するために、本発明は被検体の
体腔内に挿入される内視軸先端に固定され凸面状
に等間隔で配列された複数の振動素子を有する探
触子と、前記振動素子群から所定のプログラムに
従つて選択された振動素子を各送受波タイミング
毎に励振駆動する手段と、を含み、前記励振駆動
手段は振動素子群を2以上の振動素子を有する任
意組合せの複数組に組分けし各組に対して異なる
超音波ビーム指向特性を有する複数回の超音波ビ
ーム送受波作用を行わせる送受波制御回路を有す
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a probe having a plurality of vibrating elements fixed to the tip of an endoscopic shaft inserted into a body cavity of a subject and arranged in a convex shape at equal intervals; means for exciting and driving a vibrating element selected from the group according to a predetermined program at each wave transmission/reception timing, the excitation driving means driving the vibrating element group into a plurality of arbitrary combinations having two or more vibrating elements. It is characterized by having a wave transmission/reception control circuit which divides the beam into two groups and performs a plurality of ultrasonic beam transmission/reception operations having different ultrasonic beam directivity characteristics for each group.

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第3図には、本発明の好適な実施例が示され、
第1図の内視軸40の先端に固定される探触子1
2は凸面状に等間隔で配列された複数の振動素子
16−1〜16〜nをを有し、その放射面12a
から放射される超音波ビーム200は100なる
放射角度を有し、この放射角度100で定まる視
野角を任意に設定することによつて、探触子12
の長さを大きくすることなく広い診断視野の内視
像表示を行うことを可能とし、、この結果、広範
囲の診断部位を小さな探触子12によつてカバー
することができ、体腔10a内への挿入時にも被
検者に苦痛を与えることなく、また診断時間をを
短縮することができる。
A preferred embodiment of the invention is shown in FIG.
Probe 1 fixed to the tip of the endoscopic axis 40 in FIG.
2 has a plurality of vibration elements 16-1 to 16-n arranged in a convex shape at equal intervals, and has a radiation surface 12a.
The ultrasonic beam 200 emitted from the probe 12 has a radiation angle of 100, and by arbitrarily setting the viewing angle determined by this radiation angle 100,
It is possible to display an endoscopic image with a wide diagnostic field of view without increasing the length of the probe, and as a result, a wide range of diagnostic sites can be covered with the small probe 12, and it is possible to enter the body cavity 10a. It is possible to shorten the diagnosis time without causing pain to the subject during insertion.

第4図には、前記本発明に係る探触子12の更
に具体的な構成が示され、振動素子群16は基板
42の凸面状の振動子固定面に配列され、また各
振動素子16には基板42の平面状側面に配設さ
れた複数のリード線44が接続され、基板42の
背面に設けられた端子46によつて前記リード線
44を介して各振動素子16が外部の励振駆動回
路に接続されている。
FIG. 4 shows a more specific configuration of the probe 12 according to the present invention, in which the vibrating element group 16 is arranged on the convex vibrator fixing surface of the substrate 42, and A plurality of lead wires 44 arranged on the planar side surface of the substrate 42 are connected to each other, and each vibrating element 16 is connected to an external excitation drive via the lead wires 44 by a terminal 46 provided on the back surface of the substrate 42. connected to the circuit.

第5図には、本発明に係る探触子の内部構造お
よびその振動素子駆動手段が示されている。探触
子内部にはその放射面12aに沿つて複数の振動
素子16−1〜16−nが凸面状に等間隔で配列
されている。第5図において、各振動素子16は
PZT等等の電気音響変換素子から成り、ほぼ矩
形状の振動面を有する。
FIG. 5 shows the internal structure of the probe according to the present invention and its vibrating element driving means. Inside the probe, a plurality of vibration elements 16-1 to 16-n are arranged in a convex shape at equal intervals along the radiation surface 12a. In FIG. 5, each vibration element 16 is
It consists of an electroacoustic transducer such as PZT, and has a nearly rectangular vibration surface.

各振動素子16には、それぞれアナログスイツ
チ18−1〜18−nが接続され、所定のアナロ
グスイツチにより選択された振動素子が送波器2
0および受波器22に接続される。受波器22の
検出反射エコー信号はCRT等から成る表示器2
4に供給され、送波器20からの同期信号により
掃引制御される表示器24上に表示される。 振
動素子群16からは所定のプログラムに従つて開
閉制御されるアナログスイツチ群18により任意
に選択された個数および組合せの振動素子が送波
器20の送受波タイミング毎に励振駆動される。
図示した実施例においては、左端から4個ずつ隣
接する振動素子群16が各送受波タイミング毎に
励振駆動され、順次1個ずつ右側へ選択される振
動素子群の組合せが移動する。すなわち、1回目
の送受波は振動素子群16−1〜16−nにより
行われ、2回目の送受波は16−2〜16−5の
振動素子群により行われる。従つて、何らの遅延
制御を必要とすることなしに送波器20から各選
択された振動素子へ共通の励振信号を供給するこ
とにより、探触子からはその放射面12aの法線
方向に超音波ビーム200が放射され、この超音
波ビーム200は探触子の凸面状の中心である点
50を中心とした放射角度100なるセクタ走査を
行うことができる。
Analog switches 18-1 to 18-n are connected to each vibrating element 16, and the vibrating element selected by the predetermined analog switch is connected to the transmitter 2.
0 and receiver 22. The reflected echo signal detected by the receiver 22 is displayed on a display 2 consisting of a CRT or the like.
4 and displayed on a display 24 whose sweep is controlled by a synchronizing signal from a transmitter 20. From the vibrating element group 16, an arbitrarily selected number and combination of vibrating elements are excited and driven at each wave transmitting/receiving timing of the wave transmitter 20 by an analog switch group 18 whose opening and closing are controlled according to a predetermined program.
In the illustrated embodiment, four adjacent vibrating element groups 16 from the left end are excited and driven at each wave transmission/reception timing, and the selected combination of vibrating element groups is sequentially moved to the right one by one. That is, the first wave transmission and reception is performed by the vibrating element groups 16-1 to 16-n, and the second wave transmission and reception is performed by the vibrating element groups 16-2 to 16-5. Therefore, by supplying a common excitation signal from the transmitter 20 to each selected vibrating element without requiring any delay control, the probe emits a signal in the normal direction of its radiation surface 12a. An ultrasound beam 200 is emitted, which can perform sector scanning with a radiation angle of 100 centered on a point 50, which is the center of the convex surface of the probe.

以上のように、本実施例によれば、探触子12
の放射面12aから所望の放射角度100で超音
波ビーム200を被検体10の体腔10aから放
射することができ、広い診断視野の内視画像表示
を行うことが可能となる。更に本実施例によれ
ば、各振動素子16へは遅延制御のない共通の励
振信号が供給され、第2主極の発生がないため、
振動周波数を増加して分解能の高い画像を得るこ
とが可能となり、また従来の一般的な直線状に配
列された振動素子群をセクタ走査するための遅延
制御が不要なため、振動素子励振駆動用電子回路
を著しく簡略化することが可能となる。すなわ
ち、本発明の装置によれば、振動素子16−1〜
16−n自体が凸面状に等間隔で配列されている
ので、従来の電子セクタ走査のような各振動素子
毎に異なる遅延時間を付与する必要がなく簡単な
制御回路により広い視野角のセクタ超音波ビーム
200を得ることが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the probe 12
The ultrasonic beam 200 can be radiated from the body cavity 10a of the subject 10 at a desired radiation angle 100 from the radiation surface 12a, making it possible to display endoscopic images with a wide diagnostic field of view. Furthermore, according to this embodiment, a common excitation signal without delay control is supplied to each vibrating element 16, and no second main pole is generated.
It is possible to obtain high-resolution images by increasing the vibration frequency, and there is no need for conventional delay control for sector scanning of a group of vibrating elements arranged in a straight line. It becomes possible to significantly simplify the electronic circuit. That is, according to the device of the present invention, the vibration elements 16-1 to
Since the 16-n itself is arranged in a convex shape at equal intervals, there is no need to provide different delay times for each vibrating element as in conventional electronic sector scanning, and it is possible to scan sectors with a wide viewing angle using a simple control circuit. It becomes possible to obtain a sound wave beam 200.

しかしながら、この弧状探触子においては、各
超音波ビームが全て円弧の法線方向に向かうの
で、ビーム間隔が比較的広くなり、特にセクタ走
査超音波ビームの先端部においてはビーム間隔が
著しく拡大し、この部分における分解能が低下す
るという問題が生じる。
However, in this arc-shaped probe, each ultrasonic beam is directed in the normal direction of the arc, so the beam spacing is relatively wide, and especially at the tip of the sector-scanning ultrasonic beam, the beam spacing increases significantly. , a problem arises in that the resolution in this part decreases.

この問題を解決するために、本発明において
は、新規な超音波ビーム送受波方式が提案され、
以下に第6図ないし第8図を参照しながら、その
好適な実施例を説明する。
In order to solve this problem, in the present invention, a new ultrasonic beam transmission and reception method is proposed,
A preferred embodiment thereof will be described below with reference to FIGS. 6 to 8.

第6図には本発明に好適な凸面状に配列された
複数の振動素子16を有する探触子およびその超
音波ビームが示され、また第7図には第6図の探
触子に本発明に係る超音波ビーム送受波作用を行
わせる送受波制御回路の実施例が示されている。
FIG. 6 shows a probe having a plurality of vibrating elements 16 arranged in a convex shape suitable for the present invention and its ultrasonic beam, and FIG. 7 shows the probe of FIG. An embodiment of a wave transmitting/receiving control circuit for performing ultrasonic beam transmitting/receiving functions according to the invention is shown.

第6図から明らかなように、探触子にはPZT
等の電気音響変換素子から成るほぼ矩形状の振動
素子16−1〜16−nが凸面状に等間隔で配列
されている。探触子の超音波ビーム送受波作用は
第7図の送受波制御回路により制御され、各振動
素子16−1〜16−nには送信回路26−1〜
26−nから送信信号が供給される。送信回路2
6−1〜26−nには、それぞれ遅延トリガ回路
28−1〜28−nが接続され、各遅延トリガ回
路28−1〜28−nはコントロール回路30に
よりそれぞれの遅延時間が設定制御されている。
送受波制御回路の送信系統は以上の構成から成
り、コントロール回路30により選択された所望
の振動素子16に所定遅延時間の送信信号が供給
されることとなる。
As is clear from Figure 6, the probe is made of PZT.
Approximately rectangular vibration elements 16-1 to 16-n made of electroacoustic transducer elements such as the above are arranged in a convex shape at equal intervals. The ultrasonic beam transmitting and receiving functions of the probe are controlled by the transmitting and receiving control circuit shown in FIG.
A transmission signal is supplied from 26-n. Transmission circuit 2
Delay trigger circuits 28-1 to 28-n are connected to 6-1 to 26-n, respectively, and each delay trigger circuit 28-1 to 28-n has its own delay time set and controlled by a control circuit 30. There is.
The transmission system of the wave transmission/reception control circuit has the above configuration, and a transmission signal with a predetermined delay time is supplied to a desired vibrating element 16 selected by the control circuit 30.

一方、振動素子16により受波された反射エコ
ーの受信作用を行うために、各振動素子16−1
〜16−nには受信切換回路32−1〜32−n
が接続され、各受信切換回路32−1〜32−n
は前記コントロール回路30からの制御信号によ
りその受信作用が制御されている。各受信切換回
路32−1〜32−nには遅延回路34−1〜3
4−nが接続され、更に各遅延回路34−1〜3
4−nの出力は受信回路36を介して図示しない
表示部に受信信号として供給される。
On the other hand, in order to receive the reflected echo received by the vibration element 16, each vibration element 16-1
-16-n have reception switching circuits 32-1 to 32-n.
are connected to each reception switching circuit 32-1 to 32-n.
The receiving function is controlled by a control signal from the control circuit 30. Each reception switching circuit 32-1 to 32-n has a delay circuit 34-1 to 34-n.
4-n is connected, and each delay circuit 34-1 to 34-3 is further connected to
The output of 4-n is supplied as a received signal to a display section (not shown) via a receiving circuit 36.

第7図の送受波制御回路により、前記振動素子
16は2以上の振動素子を有する任意組合せの複
数組に組分けされ、図示した実施例においては、
各振動素子16は4個ずつの素子に組分けされ
る。そして、各振動素子組に対しては超音波ビー
ム送受波タイミング毎に送受波制御回路から異な
る超音波ビーム指向特性を有する複数回の超音波
ビーム送受波作用が行われる。
By the wave transmission/reception control circuit shown in FIG. 7, the vibrating elements 16 are divided into a plurality of groups of arbitrary combinations each having two or more vibrating elements, and in the illustrated embodiment,
Each vibration element 16 is divided into four elements. Then, a plurality of ultrasound beam transmission/reception operations having different ultrasound beam directivity characteristics are performed on each set of transducer elements from the transmission/reception control circuit at each ultrasound beam transmission/reception timing.

以下に第6図の超音波ビームを参照しながら、
本発明に係る送受波作用を詳細に説明する。
Referring to the ultrasound beam in Figure 6 below,
The wave transmitting/receiving function according to the present invention will be explained in detail.

図示した実施例において、4個ずつの振動素子
16から成る各組には、5回ずつの超音波ビーム
送受波作用が行われる。第6図の実線で示される
超音波ビームのうち400−1〜400−nは振
動素子16−1〜16−nが形成する円弧のの法
線方向に向かう基本超音波ビームを示し、この基
本超音波ビームは各組を形成する4個ずつの振動
素子16に相互間遅延時間のない共通の送信信号
を供給することにより得られる。第1の基本超音
波ビーム400−1は振動素子群16−1〜16
−4に同一の送信信号を供給した場合に得られ、
同様に基本超音波ビーム400−2は振動素子1
6−2〜16−5に同一の送信信号が供給された
場合に得られる。
In the illustrated embodiment, each set of four vibrating elements 16 is subjected to five ultrasound beam transmission and reception operations. Among the ultrasonic beams indicated by solid lines in FIG. The ultrasonic beam is obtained by supplying a common transmission signal with no mutual delay time to the four vibrating elements 16 forming each set. The first basic ultrasonic beam 400-1 is a vibration element group 16-1 to 16
−4 is obtained when the same transmission signal is supplied to
Similarly, the basic ultrasonic beam 400-2 is transmitted through the vibration element 1.
This is obtained when the same transmission signal is supplied to 6-2 to 16-5.

本実施例においては、各基本超音波ビーム毎に
少なくとも1本の補助超音波ビームを放射するこ
とを特徴とする。
This embodiment is characterized in that at least one auxiliary ultrasound beam is emitted for each basic ultrasound beam.

図示した実施例において、各基本超音波ビーム
400に対して4本の補助超音波ビーム500,
600,700および800が放射される。基本
超音波ビーム400と各補助超音波ビーム50
0,600,700および800はそれぞれ異な
る超音波ビーム指向特性を有し、前述した第7図
のコントロール回路30により各送受波タイミン
グ毎に選択された4個の振動素子に遅延トリガ回
路28にて異なる遅延時間を与えることにより、
前述した異なる超音波ビーム指向特性を有する補
助超音波ビームを得ることができる。例えば、基
本超音波ビーム400−1に対して時計方向にあ
る補助超音波ビーム500−1は振動素子16−
1〜16−4に素子16−4,16−3,16−
2,16−1の順に増加する遅延時間を有する送
信信号が供給されたときに得られ、また補助超音
波ビーム600−1は前記遅延時間差が小さい送
信信号の供給により形成される。一方、基本超音
波ビーム400−1より反時計方向にある補助超
音波ビーム800−1は振動素子16−1〜16
−4に素子16−1,16−2,16−3,16
−4の順に増加する遅延時間の送信信号が供給さ
れたときに得られ、また補助超音波ビーム700
−1はこの遅延時間差を少なくすることにより得
ることができる。
In the illustrated embodiment, for each elementary ultrasound beam 400 four auxiliary ultrasound beams 500,
600, 700 and 800 are emitted. Basic ultrasound beam 400 and each auxiliary ultrasound beam 50
0, 600, 700 and 800 each have different ultrasonic beam directivity characteristics, and the delay trigger circuit 28 transmits signals to the four vibrating elements selected at each wave transmission/reception timing by the control circuit 30 in FIG. By giving different delay times,
Auxiliary ultrasound beams having different ultrasound beam directivity characteristics as described above can be obtained. For example, the auxiliary ultrasound beam 500-1, which is clockwise with respect to the basic ultrasound beam 400-1, has the vibration element 16-
1 to 16-4, elements 16-4, 16-3, 16-
The auxiliary ultrasonic beam 600-1 is obtained when transmission signals having delay times increasing in the order of 2 and 16-1 are supplied, and the auxiliary ultrasound beam 600-1 is formed by supplying transmission signals having a small delay time difference. On the other hand, the auxiliary ultrasonic beam 800-1 located counterclockwise from the basic ultrasonic beam 400-1 is connected to the vibration elements 16-1 to 16.
-4 elements 16-1, 16-2, 16-3, 16
−4, and the auxiliary ultrasonic beam 700
-1 can be obtained by reducing this delay time difference.

以上のようにして、第6図の破線で示されるよ
うに、各基本超音波ビーム400毎に4本の補助
超音波ビーム500,600,700,800を
形成することにより、セクタ走査面に密な間隔の
超音波ビームを均一に放射して極めて分解能の高
い反射エコーを得ることができる。この反射エコ
ーはコントロール回路30により選択された受信
切換回路32から遅延回路34を通つて受信回路
36に供給され、図示しない表示部に受信信号を
供給する。前述した遅延回路34による遅延時間
はそれぞれ対応する送信時の遅延時間と同一に設
定され、第6図に示されている超音波ビームの方
向に受信特性を設定することができる。
As described above, by forming four auxiliary ultrasonic beams 500, 600, 700, and 800 for each basic ultrasonic beam 400, as shown by the broken line in FIG. Ultrasonic beams with uniform spacing can be emitted uniformly to obtain reflected echoes with extremely high resolution. This reflected echo is supplied from a reception switching circuit 32 selected by a control circuit 30 to a reception circuit 36 through a delay circuit 34, and a reception signal is supplied to a display section (not shown). The delay time by the delay circuit 34 described above is set to be the same as the corresponding delay time during transmission, and the reception characteristics can be set in the direction of the ultrasonic beam shown in FIG. 6.

以上のようにして、1番目の組すなわち振動素
子16−1〜16−4を異なる超音波ビーム指向
特性で5回送受波作用を行い、超音波ビーム50
0−1,600−1,400−1,700−1,
800−1で示される5本の超音波ビームを走査
した後、コントロール回路30により2番目の組
すなわち16−2〜16−5までの振動素子組が
選択され、順次1番目と同様の異なる指向特性の
超音波ビーム送受波作用が行われる。
As described above, the first set, that is, the transducer elements 16-1 to 16-4, is transmitted and received five times with different ultrasonic beam directivity characteristics, and the ultrasonic beam 50
0-1,600-1,400-1,700-1,
After scanning the five ultrasonic beams indicated by 800-1, the control circuit 30 selects the second set of transducer elements 16-2 to 16-5, and sequentially performs different orientations similar to the first set. Characteristic ultrasonic beam transmission and reception functions are performed.

以上のようにして、第6図から明らかなよう
に、基本超音波ビームに対して5倍の密度で超音
波ビーム送受波作用を行うことができ、極めて高
い分解能の画像を得ることが可能となる。
In the above manner, as is clear from Fig. 6, it is possible to transmit and receive ultrasonic beams at five times the density of the basic ultrasonic beam, and to obtain images with extremely high resolution. Become.

第7図の受信回路36およびこれに接続される
表示部は詳細には図示されていないが、周知の
CRT等から成る表示器により形成することがで
きる。表示部の掃引作用は第6図に示される超音
波ビーム放射特性と同一にすることにより、実時
間で正確な画像を形成することができるが、第6
図のような超音波ビーム軌跡を表示部上に形成す
るためには複雑な掃引制御作用を必要とし、表示
部の簡略化を行うために第8図に示されるような
仮想超音波ビーム掃引による表示を行うことが好
ましい。
Although the receiving circuit 36 and the display unit connected thereto in FIG. 7 are not shown in detail, they are well-known.
It can be formed by a display made of CRT or the like. By making the sweeping action of the display section the same as the ultrasonic beam radiation characteristics shown in FIG. 6, an accurate image can be formed in real time.
In order to form the ultrasonic beam trajectory on the display section as shown in the figure, a complicated sweep control action is required, and in order to simplify the display section, a virtual ultrasonic beam sweep as shown in Fig. 8 is used. It is preferable to display the information.

第8図は第6図の補助超音波ビーム500,6
00,700,800をそれぞれのビーム延長線
が探触子の弧状中心0に一致するものと仮想し
て、超音波ビーム受波信号を処理するものであ
る。第8図の処理特性によれば、実際の生体組織
と画像とは若干の相違を生じるが、制御回路を著
しく簡略化することができ、簡単な構成の超音波
診断装置を得るために好適である。
FIG. 8 shows the auxiliary ultrasonic beams 500, 6 of FIG.
00, 700, and 800, the ultrasonic beam reception signals are processed assuming that the respective beam extension lines coincide with the arcuate center 0 of the probe. According to the processing characteristics shown in FIG. 8, although there is a slight difference between the actual biological tissue and the image, the control circuit can be significantly simplified, and it is suitable for obtaining an ultrasonic diagnostic device with a simple configuration. be.

図示した実施例では、選択された各振動素子組
毎に5回の超音波ビーム送受波作用が行われてい
るが、送受波作用の回数は任意に設定することが
可能であり、所望の分解能を得ることができる。
また各超音波ビームの走査順序も任意に設定する
ことができ、例えば、最初に全基本超音波ビーム
の走査を行つた後、順次補助超音波ビームを走査
することも可能である。
In the illustrated embodiment, the ultrasonic beam transmission and reception is performed five times for each set of selected transducer elements, but the number of transmission and reception can be set arbitrarily to achieve the desired resolution. can be obtained.
Furthermore, the scanning order of each ultrasonic beam can be arbitrarily set. For example, it is also possible to first scan all the basic ultrasonic beams and then sequentially scan the auxiliary ultrasonic beams.

第9図には、内視軸40自体を回転して探触子
12の周囲にある診断部位を連続的に観察し、あ
るいは所定の診断部位を探触子12の回転によつ
て輪切面として表示することのできる本発明の他
の実施例が示され、内視軸40の一端は被検体1
0の外部に設けられた回転機構48に接続されて
おり、モータ等の駆動に従つて内視軸40を所定
の回転速度で回転駆動することができる。第9図
において、回転機構48の他端はコネクタ52を
介して図示していない励振駆動手段と接続されて
いる。従つて、回転機構48によつて、内視軸4
0は矢印A方向に回転駆動され、短時間に多くの
診断情報を得ることが可能となる。また第9図に
おける探触子12は細長形状から成り、かつその
外周が電気絶縁材54によつて被覆されており、
体腔10a内への挿入が極めて容易であるという
特徴を有する。
In FIG. 9, the endoscopic axis 40 itself is rotated to continuously observe the diagnostic site around the probe 12, or a predetermined diagnostic site is viewed as a circular section by rotating the probe 12. Another embodiment of the present invention is shown that can be displayed, with one end of the endoscopic axis 40 facing the subject 1.
The endoscope shaft 40 is connected to a rotation mechanism 48 provided outside the camera, and can rotate the endoscopic shaft 40 at a predetermined rotational speed in accordance with the drive of a motor or the like. In FIG. 9, the other end of the rotation mechanism 48 is connected to an excitation drive means (not shown) via a connector 52. Therefore, the rotation mechanism 48 rotates the endoscopic axis 4
0 is rotated in the direction of arrow A, making it possible to obtain a large amount of diagnostic information in a short period of time. Further, the probe 12 in FIG. 9 has an elongated shape, and its outer periphery is covered with an electrically insulating material 54.
It is characterized by being extremely easy to insert into the body cavity 10a.

前述した各実施例においては、内視軸40の先
端に単一の電子走査型探触子12が固定されてい
るが、本発明において、内視軸40の先端に、第
10図で示されるように、複数の、実施例におい
ては2個の探触子12,112を設けることも可
能であり、内視軸40の回転軸に対して対称的な
位置に両探触子12,112を固定することが好
適である。この実施例によれば、例えば内視軸4
0の回転時に、180゜の回転角度で全周を一度に走
査することができ、診断時間を更に短縮すること
が可能となり、また各探触子12,112を異な
る特性の探触子とすることによつて、両者の切替
により、診断部位に適合した最適な超音波ビーム
送受波を行うことができる。すなわち、前記探触
子の特性としては、その凸面の曲率あるいは各振
動素子の形状および励振周波数の切替等を含み、
これらの切替によつて最適な超音波ビームの選択
を行うことが可能となる。
In each of the embodiments described above, a single electronic scanning probe 12 is fixed to the tip of the endoscopic shaft 40, but in the present invention, a single electronic scanning probe 12 is fixed to the tip of the endoscopic shaft 40 as shown in FIG. As shown in FIG. It is preferable to fix it. According to this embodiment, for example, the endoscopic axis 4
When rotating at zero, the entire circumference can be scanned at once at a rotation angle of 180 degrees, making it possible to further shorten diagnosis time, and making each probe 12, 112 a probe with different characteristics. By switching between the two, it is possible to transmit and receive the ultrasonic beam optimally suited to the diagnosis site. That is, the characteristics of the probe include the curvature of its convex surface, the shape of each vibrating element, switching of excitation frequency, etc.
By switching these, it becomes possible to select the optimal ultrasonic beam.

更に第10図の実施例においては、両探触子1
2,112の各振動素子16−1〜16−n,1
16−1〜116−nの各リード線数を減らすた
めに、両振動素子群16,116は各探触子1
2,112間で共通接続され、共通リード線群4
4aが端子56に接続されている。そして、両振
動素子群16,116の各共通端が切替リード線
44bおよび44cとして端子58,60に導か
れ、両端子58,60を切替接点62によつて切
替制御することにより、切替接点62に接続され
た端子64と前記端子56との間に供給される励
振駆動信号がいずれかの振動素子群16,116
の一方に供給されることとなる。従つて、第10
図の実施例によれば、2組の探触子12,112
を内蔵するにもかかわらず、リード線の数を従来
より僅か1本だけ増加すればよく、リード線の増
加による探触子の大型化および内視軸40の太さ
の増加を防止することができる。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG.
2,112 vibration elements 16-1 to 16-n, 1
In order to reduce the number of lead wires 16-1 to 116-n, both vibrating element groups 16 and 116 are connected to each probe 1.
Commonly connected between 2 and 112, common lead wire group 4
4a is connected to the terminal 56. The common ends of both vibrating element groups 16 and 116 are led to terminals 58 and 60 as switching lead wires 44b and 44c, and both terminals 58 and 60 are switched and controlled by a switching contact 62. The excitation drive signal supplied between the terminal 64 and the terminal 56 connected to the
It will be supplied to one side. Therefore, the 10th
According to the illustrated embodiment, two sets of probes 12, 112
Despite having a built-in lead wire, the number of lead wires only needs to be increased by one compared to the conventional method, and it is possible to prevent the probe from becoming larger and the thickness of the endoscopic axis 40 from increasing due to an increase in the number of lead wires. can.

以上説明したように、本発明によれば、被検体
の体腔内に挿入される探触子を小型化しながら、
かつ広い診断視野の内視画像表示をを行うことが
可能となり、被検者に苦痛を与えることなく、か
つ短時間で診断を行うことができるという利点を
有する。
As explained above, according to the present invention, the probe inserted into the body cavity of the subject is miniaturized while
Furthermore, it is possible to display endoscopic images with a wide diagnostic field of view, and there is an advantage that diagnosis can be performed in a short time without causing pain to the subject.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は一般的な内視用超音波診断装置の使用
状態を示す概略説明図、第2図は従来の電子走査
型探触子を用いた内視用超音波診断装置の要部を
示す説明図、第3図は本発明に係る内視用超音波
診断装置の好適な実施例を示す要部説明図、第4
図は第3図における探触子の具体的な構造を示す
斜視図、第5図は本発明に好適な探触子およびそ
の励振駆動回路を示す説明図、第6図は本発明に
係る超音波ビームの送受波作用を示す説明図、第
7図は本発明に好適な励振駆動回路の実施例を示
す回路図、第8図は本発明に用いられる超音波ビ
ームの送受波状態を示す説明図、第9図は本発明
に係る内視用超音波診断装置の他の実施例を示す
概略構成図、第10図は更に他の実施例を示す要
部説明図である。 10……被検体、10a……体腔、12……探
触子、16……振動素子、40……内視軸、48
……回転機構、54……電気絶縁材、112……
探触子、116……振動素子、200……超音波
ビーム。
Fig. 1 is a schematic explanatory diagram showing how a general endoscopic ultrasound diagnostic device is used, and Fig. 2 shows the main parts of an endoscopic ultrasound diagnostic device using a conventional electronic scanning probe. Explanatory drawing, FIG. 3 is a main part explanatory drawing showing a preferred embodiment of the endoscopic ultrasound diagnostic apparatus according to the present invention,
3 is a perspective view showing the specific structure of the probe in FIG. 3, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a probe suitable for the present invention and its excitation drive circuit, and FIG. An explanatory diagram showing the transmission and reception of the ultrasound beam, FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of an excitation drive circuit suitable for the present invention, and FIG. 8 is an explanation showing the transmission and reception state of the ultrasonic beam used in the present invention. 9 are schematic configuration diagrams showing another embodiment of the endoscopic ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram of main parts showing still another embodiment. 10... Subject, 10a... Body cavity, 12... Probe, 16... Vibration element, 40... Endoscopic axis, 48
... Rotating mechanism, 54 ... Electrical insulation material, 112 ...
Probe, 116... vibrating element, 200... ultrasonic beam.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検体の体腔内に挿入される内視軸先端に固
定され凸面状に等間隔で配列された複数の振動素
子を有する接触子と、前記振動素子群から所定の
プログラムに従つて選択された振動素子を各送受
波タイミング毎に励振駆動する手段と、を含み、 前記励振駆動手段は振動素子群を2以上の振動
素子を有する任意組合せの複数組に組分けし各組
に対して異なる超音波ビーム指向特性を有する複
数回の超音波ビーム送受波作用を行わせる送受波
制御回路を有することを特徴とする内視用超音波
診断装置。 2 特許請求の範囲1記載の装置において、送受
波制御装置は各セクタ走査超音波ビームのビーム
延長線が接触子の弧状中心に一致するものと仮想
して超音波ビーム受波信号を処理し表示部へ提供
することを特徴とする内視用超音波診断装置。 3 特許請求の範囲1,2のいずれかに記載の装
置において、接触子は細長形状から成り、かつ外
周が電気絶縁材にて被覆されていることを特徴と
する内視用超音波診断装置。 4 特許請求の範囲1,2,3のいずれかに記載
の装置において、内視軸の外端部には接触子回転
機構が設けられ、接触子が体腔内で回転制御され
ることを特徴とする内視用超音波診断装置。 5 特許請求の範囲1,2,3,4のいずれかに
記載の装置において、内視軸先端には複数の探触
子が設けられていることを特徴とする内視用超音
波診断装置。 6 特許請求の範囲5記載の装置において、各探
触子の振動素子群は各探触子間で共通接続されて
いることを特徴とする内視用超音波診断装置。 7 特許請求の範囲6記載の装置において、各探
触子の振動素子群の切替リード端は切替接点に接
続され、切替接点の切替制御により励振駆動信号
がいずれかの振動素子群に供給されることを特徴
とする内視用超音波診断装置。
[Scope of Claims] 1. A contactor having a plurality of vibrating elements fixed to the tip of an endoscopic shaft inserted into a body cavity of a subject and arranged in a convex shape at equal intervals, and a predetermined program selected from the group of vibrating elements. means for exciting and driving the vibrating elements selected according to the wave transmission/reception timing at each wave transmission/reception timing; 1. An endoscopic ultrasonic diagnostic apparatus comprising a wave transmitting/receiving control circuit that performs a plurality of ultrasonic beam transmitting/receiving operations having different ultrasonic beam directivity characteristics with respect to a set of ultrasonic beams. 2 In the device according to claim 1, the wave transmission/reception control device processes and displays the ultrasonic beam reception signal assuming that the beam extension line of each sector scanning ultrasonic beam coincides with the arcuate center of the contact. An endoscopic ultrasonic diagnostic device, characterized in that it is provided to a department. 3. An endoscopic ultrasonic diagnostic device according to claim 1 or 2, wherein the contact has an elongated shape and the outer periphery is covered with an electrically insulating material. 4. The device according to any one of claims 1, 2, and 3, characterized in that a contactor rotation mechanism is provided at the outer end of the endoscopic axis, and the contactor is rotationally controlled within the body cavity. Ultrasonic diagnostic equipment for endoscopy. 5. An endoscopic ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, characterized in that a plurality of probes are provided at the tip of the endoscopic axis. 6. An endoscopic ultrasound diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the vibrating element group of each probe is commonly connected between the probes. 7. In the device according to claim 6, the switching lead end of the vibrating element group of each probe is connected to a switching contact, and an excitation drive signal is supplied to any of the vibrating element groups by switching control of the switching contact. An endoscopic ultrasonic diagnostic device characterized by the following.
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