JPH0332372B2 - - Google Patents
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- JPH0332372B2 JPH0332372B2 JP59232916A JP23291684A JPH0332372B2 JP H0332372 B2 JPH0332372 B2 JP H0332372B2 JP 59232916 A JP59232916 A JP 59232916A JP 23291684 A JP23291684 A JP 23291684A JP H0332372 B2 JPH0332372 B2 JP H0332372B2
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- vibrator
- scanning
- probe
- transducer
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はコンベツクス型超音波診断装置、特に
超音波を用いて心臓の断層像等をデイスプレイ上
に表示等する際に、多重反射が少なくかつ観察視
野が広い良質は超音波断層像等を得るよう構成し
たコンベツクス型超音波診断装置に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a convex type ultrasound diagnostic device, and in particular, a convex type ultrasound diagnostic device, which is capable of reducing multiple reflections when displaying a tomographic image of the heart on a display using ultrasound. The high-quality, wide observation field of view relates to a convex type ultrasonic diagnostic device configured to obtain ultrasonic tomographic images, etc.
従来、心臓用超音波診断装置として、第6図図
示の如くフエーズド・アレイ型プローブを用いて
各振動子1−1の駆動および受信位相を遅延回路
2を用いて図中矢印の示す走査方向に向かうべく
制御し、結果として観測方向を定めるいわゆるセ
クタ・スキヤンを行うものがあつた。該構成の心
臓用超音波診断装置を用いて心臓の断層像を観察
する場合には、例えば第6図図中振動子1−1か
ら反射体3−1の方向に反射された超音波は図示
点線を用いて示す如くいわば反射する形で戻つた
超音波を振動子1−1を用いて検出し、デイスプ
レイ上に表示することによつて行つていた。この
ため、第7図図示の如くプローブの先端に配置さ
れた平坦な形状の振動子1−2に対して、平行に
位置している反射体3−2が存在すると、当該反
射体3−2によつて反射された超音波が両者の間
で繰り返し反射してしまい、振動子1−2と反射
体3−2との間の距離“l”の2倍、3倍…の位
置にも当該反射体3−2が図示虚像として存在す
る如くデイスプレイ上に表示されてしまうという
問題点があつた。
Conventionally, as a cardiac ultrasound diagnostic apparatus, a phased array type probe is used as shown in FIG. 6, and the drive and reception phase of each transducer 1-1 is controlled in the scanning direction indicated by the arrow in the figure using a delay circuit 2. There were some that performed so-called sector scans, which controlled the direction of the object and determined the observation direction as a result. When observing a tomographic image of the heart using the cardiac ultrasound diagnostic apparatus having the above configuration, for example, the ultrasound reflected from the transducer 1-1 in the direction of the reflector 3-1 in FIG. As shown by the dotted line, the ultrasonic wave returned in a so-called reflected form is detected using the transducer 1-1 and displayed on the display. Therefore, if there is a reflector 3-2 located parallel to the flat-shaped vibrator 1-2 placed at the tip of the probe as shown in FIG. The ultrasonic waves reflected by the transducer 1-2 and the reflector 3-2 are repeatedly reflected between the two, and the corresponding ultrasonic waves are reflected at positions twice, three times, etc. There was a problem in that the reflector 3-2 was displayed on the display as if it existed as a virtual image.
具体的に言うと、第8図図示の如き右室および
左室を心膜がおおつている形の心臓を、図中上部
から第6図あるいは第7図図示の如き平坦な振動
子1−1,1−2からなるプローブを用いて超音
波を放射し、反射されたものを検出した信号を示
すと、第9図図示の如くなる。第9図図中縦軸は
振動子1−1,1−2によつて検出された超音波
の振幅(強度)、横軸は時間を表す。振動子1−
1,1−2から心臓に向けて放射された超音波
は、第9図図中心膜が位置する領域で強く反射さ
れる。そして、次に示す右室内では血液が存在す
るために反射は殆どない筈であるが、図示点線を
用いて示す虚像(心膜と振動子1−1,1−2と
の間を反射したもの)が検出される場合がある。
また、同様に左室内でも血液が存在するために反
射が殆どない筈であるが、図示点線を用いて示す
虚像が検出される場合がある。このように、従来
の平坦な振動子1−1,1−2を用いていたので
は、心臓内あるいは近傍に存在する強い反射を生
じさせる反射体と当該振動子1−1,1−2との
間で繰り返し反射することによつて虚像が発生し
てしまうという問題点があつた。 Specifically, a heart with a right ventricle and a left ventricle covered by the pericardium as shown in FIG. 8 is inserted into a flat vibrator 1-1 as shown in FIG. , 1-2 is used to emit ultrasonic waves, and the reflected signals are detected as shown in FIG. In FIG. 9, the vertical axis represents the amplitude (intensity) of the ultrasonic waves detected by the transducers 1-1 and 1-2, and the horizontal axis represents time. Vibrator 1-
Ultrasonic waves emitted from 1 and 1-2 toward the heart are strongly reflected in the area where the central membrane is located in FIG. 9. In the right ventricle shown below, there should be almost no reflections due to the presence of blood, but there is a virtual image (reflected between the pericardium and transducers 1-1 and 1-2) shown using the dotted line in the figure. ) may be detected.
Similarly, since there is blood in the left ventricle, there should be almost no reflection, but a virtual image indicated by the dotted line in the figure may be detected. In this way, when conventional flat transducers 1-1 and 1-2 were used, the transducers 1-1 and 1-2 were connected to a reflector that caused a strong reflection that existed in or near the heart. There was a problem in that a virtual image was generated due to repeated reflections between the two.
一方、第10図図示の如く円筒の一部に振動子
1−3を配置したいわゆるコンベツクス型探触子
が腹部の断層像等を観察するのに用いられるよう
になつてきた。その目的は、従来腹部に用いられ
ているリニア型探触子1−4は、第12図図中実
線で示す如く、一点鎖線で示すセクタスキヤンに
比較し、体表4の近くで広い視野の像が得られる
が、体表4から深さ方向に離れても一定の幅の視
野しか得られない欠点があるため、体表4の近く
で広い視野を保ちつつ、かつ体表4から深さ方向
に離れた位置で図中点線で示すように広い視野を
確保することにある。従つて、該腹部の断層像等
の観察に用いられている超音波診断装置は、その
性質上本発明の目的としている肋骨によつていわ
ば篭の中の鳥の如く保護されている心臓を観察す
るものとは異なり、一般に振動子1−3を被観察
体(腹部)に接触する位置に制限を受けることが
少なく、しかも体表4に近い位置の広い視野の断
層像と深い位置のより広い視野の断層像等とを観
察することが望ましいために、第10図図示の如
く超音波の放射される放射中心“O”は振動子1
−3の上方に位置している。このため、本発明の
目的とする心臓の断層像等を観察するのに強いて
用いると、第11図図示の如く当該超音波の放射
中心が体表の上部、例えば放射中心“O2”に位
置し、放射中心“O0”の如く体表4に近づける
ことができないため、図示斜線を用いて示す肋骨
5によつて視野が制限され、観察し難いものとな
つてしまうという問題点があつた。 On the other hand, a so-called convex type probe in which a transducer 1-3 is disposed in a part of a cylinder as shown in FIG. 10 has come to be used for observing tomographic images of the abdomen. The purpose of this is that the linear probe 1-4 conventionally used for the abdomen has a wider field of view near the body surface 4, as shown by the solid line in Figure 12, compared to the sector scan shown by the dashed line. Although an image can be obtained, the disadvantage is that even if you move away from the body surface 4 in the depth direction, you can only obtain a field of view of a certain width. The objective is to secure a wide field of view at a distance in the direction shown by the dotted line in the figure. Therefore, the ultrasonic diagnostic equipment used to observe tomographic images of the abdomen, etc., is, by its nature, capable of observing the heart, which is protected like a bird in a cage by the ribs, which is the object of the present invention. Unlike conventional devices, there are generally fewer restrictions on the position of the transducers 1-3 in contact with the object to be observed (abdomen), and moreover, it is possible to obtain a tomographic image with a wide field of view at a position close to the body surface 4 and a wider field at a deeper position. Since it is desirable to observe a tomographic image of the field of view, the radiation center "O" from which the ultrasonic waves are emitted is located at the transducer 1 as shown in FIG.
It is located above -3. Therefore, when used to observe a tomographic image of the heart, which is the object of the present invention, the radiation center of the ultrasonic wave is located at the upper part of the body surface, for example, at the radiation center "O 2 ", as shown in FIG. However, since the radiation center "O 0 " cannot be approached close to the body surface 4, the field of view is restricted by the ribs 5 shown using diagonal lines in the diagram, making it difficult to observe. .
また、従来の腹部用コンベツクス探触子(プロ
ーブ)は、第7図図示の如き繰り返し反射を防止
するために十分小さな曲率をとることが、体表4
に近い位置で広い視野の断層像を得る目的と相反
するため、行われていず、数十mmRの曲率のもの
が一般的である。この程度の曲率では第13図図
中矢印で示す如く反射波を拡散させて多重反射を
極小化するには十分でない。しかしながら、腹部
には、心臓をおおう心膜の如く強い反射を生じさ
せる反射体が体表近傍にないため、現状の曲率を
有するものであつても実用上差支えない。 In addition, the conventional convex probe for the abdomen has a sufficiently small curvature to prevent repeated reflections as shown in Figure 7.
This is not done because it conflicts with the purpose of obtaining a tomographic image with a wide field of view at a position close to the curvature of several tens of millimeters. This degree of curvature is not sufficient to diffuse the reflected waves and minimize multiple reflections as indicated by the arrows in FIG. However, since the abdomen does not have a reflector near the body surface that produces a strong reflection like the pericardium that covers the heart, there is no practical problem even if the abdomen has the current curvature.
本発明は、前記問題点を解決するために、超音
波を用いて心臓の断層像等をデイスプレイ上に表
示等する際に、超音波を放射および検出する振動
子を円筒面のほぼ半周に渡つて配置することによ
り、超音波の放射中心を低めると共にプローブを
小型化して肋骨によつて視野が制限されることが
なくかつ多重反射の生じない良質な心臓の断層像
等を得ている。そのため、本発明のコンベツクス
型超音波診断装置は、振動子を円筒面の外面に配
置したコンベツクス型プローブを用いてデイスプ
レイ上に画像を表示するコンベツクス型超音波診
断装置において、前記振動子を構成する各素子片
を円筒面の外面にほぼ半周に渡つて配置したプロ
ーブと、前記円筒面の中心を走査中心としてほぼ
90°の範囲内の前記素子片を1群として選択する
と共にodd/even走査を行うべく所定の前記素子
片を順次選択して超音波を放射するための電力を
供給する選択回路とを備え、ほぼ90°の走査角を
得るよう構成することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has provided that when displaying a tomographic image of the heart etc. on a display using ultrasound, a vibrator for emitting and detecting ultrasound is spread around approximately half the circumference of a cylindrical surface. By arranging the transducers in parallel, the center of ultrasonic radiation is lowered, the probe is made smaller, the field of view is not limited by the ribs, and high-quality tomographic images of the heart can be obtained without multiple reflections. Therefore, the convex-type ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is a convex-type ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image on a display using a convex-type probe in which a transducer is arranged on the outer surface of a cylindrical surface. A probe in which each element piece is arranged approximately halfway around the outer surface of a cylindrical surface, and a probe with the center of the cylindrical surface as the scanning center.
a selection circuit that selects the element pieces within a range of 90° as one group and sequentially selects predetermined element pieces to perform odd/even scanning and supplies power for emitting ultrasonic waves; It is characterized by being configured to obtain a scanning angle of approximately 90°.
以下図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第
1図図示振動子の要部構成図、第3図および第4
図は第1図図示振動子の製造方法を説明する説明
図、第5図は第1図図示振動子の他の要部構成図
を示す。 Fig. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of main parts of the vibrator shown in Fig. 1, and Figs.
The figure is an explanatory view for explaining the manufacturing method of the vibrator shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing the configuration of another essential part of the vibrator shown in FIG.
図中、6は振動子、7はデイスプレイ、8は表
示回路、9は位相制御回路、9−1,9−3はド
ライバ、9−2,9−4はレシーバ、9−5はス
イツチ、10は走査選択回路、11は制御回路、
12は電極、13−1,13−2は中継電極板、
14は接着層、15は接続膜、16はテフロン
枠、17は整合層、18は前面整合層、19は背
面整合層、20はワツクス、21は吸音体、22
は支持体、22−1は電極パターン、23,23
−1は接着剤、24は支持型、25はレンズを表
す。 In the figure, 6 is a vibrator, 7 is a display, 8 is a display circuit, 9 is a phase control circuit, 9-1, 9-3 are drivers, 9-2, 9-4 are receivers, 9-5 is a switch, 10 11 is a scanning selection circuit, 11 is a control circuit,
12 is an electrode, 13-1, 13-2 are relay electrode plates,
14 is an adhesive layer, 15 is a connection film, 16 is a Teflon frame, 17 is a matching layer, 18 is a front matching layer, 19 is a back matching layer, 20 is wax, 21 is a sound absorber, 22
is a support, 22-1 is an electrode pattern, 23, 23
-1 represents an adhesive, 24 represents a support type, and 25 represents a lens.
第1図は心臓の断層像等を表示するコンベツク
ス型心臓用超音波診断装置の構成を示し、図中振
動子6は本発明に係わるものを示す。該振動子6
は後述する如く円筒面のほぼ半周を覆う形で配置
してあり、当該振動子6を構成する各素子(素子
片)は夫々走査選択回路10に接続されている。
該走査選択回路10は制御回路11からの図示ゲ
ート信号および位相制御回路9内のドライバー9
−1,9−3等からのドライブ信号に対応する形
で振動子6を構成するほぼ90°の角度内に位置す
る素子群を図示の如く素子群1ないしnの順に後
述するいわゆるodd/even走査を行つている。こ
のように、心臓の断層像等を表示させるために円
筒面のほぼ半周を覆う形に配置した振動子6を用
いているため、振動子6を円筒面に配置したこと
によつて多重反射による虚像の発生が防止され、
かつ振動子6から放射される超音波の放射中心が
低くなると共に小型になることによつて、肋骨の
狭い間に挿入した状態で視野の広い、良質な心臓
の断層像等をデイスプレイ7上に表示させること
ができる。 FIG. 1 shows the configuration of a convex-type cardiac ultrasound diagnostic apparatus that displays tomographic images of the heart, and the transducer 6 in the figure is related to the present invention. The vibrator 6
As will be described later, they are arranged to cover approximately half the circumference of the cylindrical surface, and each element (element piece) constituting the vibrator 6 is connected to a scan selection circuit 10, respectively.
The scan selection circuit 10 receives the illustrated gate signal from the control circuit 11 and the driver 9 in the phase control circuit 9.
-1, 9-3, etc. The so-called odd/even element groups located within an angle of approximately 90 degrees that constitute the vibrator 6 are arranged in the order of element groups 1 to n as shown in the figure. Scanning is in progress. In this way, in order to display a tomographic image of the heart, etc., the transducer 6 is used, which is arranged to cover approximately half the circumference of the cylindrical surface. The generation of virtual images is prevented,
In addition, by lowering the emission center of the ultrasonic waves emitted from the transducer 6 and making it smaller, it is possible to display high-quality tomographic images of the heart with a wide field of view even when inserted between the narrow ribs. It can be displayed.
また、振動子6から心臓に向けて放射された超
音波の内、反射して戻つて来たものが当該振動子
6によつて検出され、位相制御回路9内のレシー
バ9−2,9−4およびスイツチ9−5等によつ
て、所望のフオーカスを決めるべき所定のタツプ
選択された遅延回路を通つた後に増幅、加算、検
波およびTGC等の受信超音波信号に対する公知
の所定の処理が行われる。そして、当該所定の処
理を行つた信号を表示回路8に供給する。該供給
を受けた表示回路8はデイスプレイ7上に心臓の
断層像等を表示する。この際、制御回路11から
odd/even信号および送信タイミング信号等が位
相制御回路9に通知され、odd/even走査を行う
ように振動子6を構成する各素子に所定の超音波
を発生させる信号を供給すると共に反射波の検出
等をいわば同期した形で制御する。また、走査線
番号信号が表示回路8に通知され、所定の心臓の
断層像等が表示されるように制御する。以下順次
詳細に説明する。 Further, among the ultrasonic waves emitted toward the heart from the transducer 6, those that are reflected and returned are detected by the transducer 6 and sent to the receivers 9-2, 9- in the phase control circuit 9. After passing through a delay circuit selected by a predetermined tap to determine a desired focus, the received ultrasonic signal is subjected to known predetermined processing such as amplification, addition, detection, and TGC using switches 4 and 9-5. be exposed. Then, the signal subjected to the predetermined processing is supplied to the display circuit 8. The display circuit 8 receiving the supply displays a tomographic image of the heart, etc. on the display 7. At this time, from the control circuit 11
Odd/even signals, transmission timing signals, etc. are notified to the phase control circuit 9, and signals are supplied to each element constituting the transducer 6 to generate a predetermined ultrasonic wave so as to perform odd/even scanning. Detection, etc. are controlled in a so-called synchronous manner. Further, the scanning line number signal is notified to the display circuit 8, and control is performed so that a predetermined tomographic image of the heart or the like is displayed. A detailed explanation will be given below.
まず、前述したodd/even走査について第1図
を用いて説明しておく。該odd/even走査は、第
1に図示の如く例えばほぼ90°の角度に対応する
素子群1に超音波を発生すべく信号を送出する。
第2に、当該素子群1の走査方向に1個余分の素
子片を付け加えた形の素子群2に超音波を発生す
べく信号を送出する。第3に、当該第2のステツ
プ中に用いた素子群2中の走査方向と反対方向の
最後部の素子片を1個切り離した素子群3に超音
波を発生すべく信号を送出する。以下第1ないし
第3のステツプを順次繰り返す。以上の如くほぼ
90°内の素子片を1群とした形の素子群1ないし
nに対して超音波を発生させる信号を順次供給し
ているため、当該odd/even走査によつて得られ
る最小の走査ステツプ幅が各素子片の最小ステツ
プ幅の半分となり、肋骨から心臓を観測するため
に制限される円筒面の半周長で通常の走査線数を
得ることができ、しかも、各素子片の振動モード
や送信超音波ビームのグレイテイング・ローブの
点で最適化を図る上で不可欠な条件を満たすこと
が可能となる。 First, the aforementioned odd/even scanning will be explained using FIG. 1. In the odd/even scan, first, as shown, a signal is sent to a group of elements 1 corresponding to an angle of approximately 90°, for example, to generate ultrasonic waves.
Second, a signal is sent to the element group 2, which is formed by adding one extra element piece in the scanning direction of the element group 1, to generate ultrasonic waves. Third, a signal is sent to the element group 3, which is obtained by cutting off one element piece at the rear end in the direction opposite to the scanning direction in the element group 2 used during the second step, to generate an ultrasonic wave. Thereafter, the first to third steps are repeated in sequence. Almost as above
Since signals for generating ultrasonic waves are sequentially supplied to element groups 1 to n, each consisting of element pieces within 90°, the minimum scanning step width obtained by the odd/even scanning is is half the minimum step width of each element, and the normal number of scanning lines can be obtained with the half circumference of the cylindrical surface, which is limited to observing the heart from the ribs. This makes it possible to satisfy the essential conditions for optimizing the grating lobe of the ultrasonic beam.
第2図は第1図図中振動子6の要部構成図を示
し、円筒面の半周に渡つて振動子6を構成する素
子片が夫々配置されている。該素子片は既述した
如くほぼ90°に対応する素子群毎に超音波を放射
すべき信号が供給される。例えば図中S+45を用い
て示す1群の素子片に超音波を放射すべき信号を
供給すると、図中P+45を用いて示すエンベロープ
を有する超音波が生成される。同様に図中S0およ
びS-45を用いて示す1群の素子片に超音波を放射
すべき信号を夫々供給すると、図中P0およびP-45
を用いて示すエンベロープを有する超音波が夫々
生成される。従つて、既知したodd/even走査を
第2図図中+45°ないし−45°の範囲に渡つて順次
行えば、振動子6を構成する素子片の幅の半分の
幅(ピツチ)でいわゆるセクタ・スキヤン角度+
45°から−45°の範囲に渡つて行うことができる。
換言すれば、振動子6を構成する素子片の数の倍
の数のピツチでセクタ.スキヤンを+45°から−
45°の範囲(90°)に渡つて行うことができ、心臓
用のセクタ・スキヤンを通常の走査線数で、しか
も時間分解能が良くグレイテイング・ローブのな
い超音波ビームが達成される。また、円筒面のほ
ぼ半周の部分に振動子6を構成する素子片を夫々
配置しているため、肋骨の間に挿入して心臓の断
層像等を表示させるのに適する位に充分小型とな
り、かつ超音波の放射中心Oが体表の近くに位置
することによつて約90°の高視野を当該肋骨によ
つて妨げられることがない。更に、本構成によれ
ば、以下具体的に数値で示す如く、曲率が小さく
なり、多重反射のない良質な画像を得ることがで
きる。 FIG. 2 shows a configuration diagram of the essential parts of the vibrator 6 in FIG. 1, and the element pieces constituting the vibrator 6 are arranged over half the circumference of the cylindrical surface. As described above, the element pieces are supplied with signals for emitting ultrasonic waves for each element group corresponding to approximately 90 degrees. For example, when a signal for emitting ultrasonic waves is supplied to a group of element pieces indicated by S +45 in the figure, an ultrasonic wave having an envelope indicated by P +45 in the figure is generated. Similarly, when signals for emitting ultrasonic waves are supplied to a group of element pieces indicated by S 0 and S -45 in the figure, P 0 and P -45 in the figure are respectively supplied.
Ultrasonic waves are generated having envelopes shown using . Therefore, if the known odd/even scanning is performed sequentially over the range of +45° to -45° in FIG.・Scan angle +
It can be performed over a range of 45° to -45°.
In other words, the number of sectors is twice the number of element pieces that make up the vibrator 6. Scan from +45° to -
It can be performed over a 45° range (90°), achieving a cardiac sector scan with a normal number of scan lines, and an ultrasound beam with good temporal resolution and no grating lobes. In addition, since the element pieces constituting the transducer 6 are arranged approximately half the circumference of the cylindrical surface, it is small enough to be inserted between the ribs to display a tomographic image of the heart, etc. In addition, since the ultrasonic radiation center O is located near the body surface, a high field of view of approximately 90° is not obstructed by the ribs. Further, according to this configuration, the curvature is reduced and a high-quality image without multiple reflections can be obtained, as will be specifically shown below with numerical values.
例えば、中心周波数を3.5MHz、開口lを10mm、
走査線数を約110本程度とし、グレイテイング・
プローブが殆ど画像に現れないことを条件に最適
化する。まず、振動子の半径a(曲率)は
l=2πa/4 ……(1)
から、約7mmが得られる。また、グレイテイン
グ・プローブが画像に現れない条件から、開口を
40ないし70分割することが望ましく、走査線数と
して110本程度得たいことから、48ないし64分割
が適当である。この時の走査線数nは
n=m×2(m:分割数) ……(2)
で求められ、約96ないし128本となる。この際、
既知したodd/even走査を採用している。以上の
如き構成によつて成人の肋骨の間に挿入して心臓
の断層像等を表示させるに充分な小型(プローブ
の半径約7mm程度)かつ広視野(90°程度)の小
型コンベツクス・プローブが得られる。また、小
児の心臓の断層像等を表示させる場合には、更に
小型のものが要求されるが、診断深さを50ないし
100mm程度に浅くしても良いこと、および中心周
波数を5ないし7MHzとしてもよいことから、開
口も狭くなり、プローブを更に小型にすることが
可能となる。 For example, the center frequency is 3.5MHz, the aperture l is 10mm,
The number of scanning lines is approximately 110, and grating/
Optimize on the condition that the probe hardly appears in the image. First, the radius a (curvature) of the vibrator is approximately 7 mm from l=2πa/4 (1). In addition, due to the condition that the grating probe does not appear in the image, the aperture
It is desirable to divide the image by 40 to 70, and since we want to obtain about 110 scanning lines, 48 to 64 divisions are appropriate. The number of scanning lines n at this time is determined by n=m×2 (m: number of divisions) (2), and is approximately 96 to 128 lines. On this occasion,
It uses the known odd/even scan. With the above configuration, a compact convex probe with a small size (probe radius of approximately 7 mm) and a wide field of view (approximately 90 degrees) that is sufficient to be inserted between the ribs of an adult and display a tomographic image of the heart, etc. can be created. can get. In addition, when displaying tomographic images of children's hearts, etc., an even smaller device is required, but the diagnostic depth is 50 mm or more.
Since the depth can be as shallow as about 100 mm and the center frequency can be set to 5 to 7 MHz, the aperture can be narrowed and the probe can be made even more compact.
第3図および第4図は夫々振動子6の製造方法
を示し、前者は前面整合層を振動子6の支持体と
して利用したものを示し、後者は背面整合層を振
動子6の支持体として利用したものを示す。以下
説明する。 3 and 4 respectively show methods of manufacturing the vibrator 6, the former shows a method in which a front matching layer is used as a support for the vibrator 6, and the latter shows a method in which a back matching layer is used as a support for the vibrator 6. Show what you used. This will be explained below.
第3図イは平面図、第3図ロ図は正面図を示
す。 FIG. 3A shows a plan view, and FIG. 3B shows a front view.
図中振動子(例えばPZT)6は平板状であつ
て、当該平板状の両面に電極12が設けられてい
る。該振動子6の両端には、セラミツク、ガラス
あるいはエポキシ等からなる中継電極板13−
1,13−2が接着層(エポキシ等)14によつ
て接着されている。そして、当該接着層14によ
つて接着されて一体となつた振動子6と中継電極
板13−1,13−2とに対して、表面から第3
図イ図示斜線を用いて示す如き形状(千鳥型)に
なるように電気的に導電性のある接続膜15を生
成すると共に、裏面は全面に接続膜15を生成す
る。該接続膜15の生成はスパツタ、蒸着、メツ
キ等によつて行う。 In the figure, a vibrator (for example, PZT) 6 has a flat plate shape, and electrodes 12 are provided on both sides of the flat plate shape. At both ends of the vibrator 6, there are relay electrode plates 13- made of ceramic, glass, epoxy, etc.
1 and 13-2 are bonded together by an adhesive layer (epoxy or the like) 14. Then, from the surface, a third
An electrically conductive connecting film 15 is formed so as to have a shape (staggered shape) as shown by diagonal lines in FIG. The connection film 15 is formed by sputtering, vapor deposition, plating, or the like.
第3図ハは前面整合層18および背面整合層1
9を夫々生成する状態を示す。 FIG. 3C shows the front matching layer 18 and the back matching layer 1.
9 is shown.
図中テフロン枠16を図示の如く中継電極13
−1,13−2の上部に夫々配置し、中間に整合
層17を生成するために、エポキシに金属粉末を
混ぜて適当な音響インピーダンスに調整された整
合材を流し込む。そして、当該エポキシを硬化さ
せた後、図示点線を用いて示す位置、即ち発生さ
せようとする超音波の波長λの1/4に相当する距
離dの位置で切断して研磨する。これにより、前
面整合層18が生成される。同様にして背面整合
層19を振動子6の背面に生成する。 In the figure, the Teflon frame 16 is connected to the relay electrode 13 as shown.
-1 and 13-2, and in order to form a matching layer 17 in the middle, a matching material made by mixing metal powder with epoxy and adjusting the acoustic impedance to an appropriate level is poured. After the epoxy is cured, it is cut and polished at a position indicated by a dotted line in the figure, that is, at a distance d corresponding to 1/4 of the wavelength λ of the ultrasonic wave to be generated. This produces a front matching layer 18. Similarly, a back matching layer 19 is formed on the back surface of the vibrator 6.
第3図ニは振動子6を各素子(素子片)に分離
する様子を示す。 FIG. 3D shows how the vibrator 6 is separated into each element (element piece).
図中ワツクス20を用いて前記生成した振動子
6の前面整合層18を作業台に固定する。そし
て、図中上部、即ち背面整合層19の側から前面
整合層18の図示点線を用いて示す位置までダイ
シンク・マシーンを用いて切り込みを入れる。該
切り込みは、第3図イ図中矢印を用いて示す位置
に夫々入れて、接続膜15も夫々千鳥状に分離す
る。これにより、当該千鳥状に分離した位置に
夫々リード線を接続し、第1図図中走査選択回路
10と接続することによつて、前述したodd/
even走査を行うことができる。 The front matching layer 18 of the generated vibrator 6 is fixed to a workbench using wax 20 in the figure. Then, a die sink machine is used to make a cut from the upper part of the figure, that is, from the side of the back matching layer 19 to the position of the front matching layer 18 shown by the dotted line in the figure. The incisions are made at the positions indicated by the arrows in FIG. 3A, and the connecting films 15 are also separated in a staggered manner. As a result, by connecting the lead wires to the staggered separated positions and connecting them to the scan selection circuit 10 in FIG.
Even scanning can be done.
第3図ホは支持型24に納まつている完成した
プローブを示す。該プローブは第3図ニによつて
生成した振動子6を円筒面のほぼ半周になるよう
に支持型24にそわせて曲げ、別途用意した吸音
体21を用いて接着剤23を介してはさみ込み、
硬化したものである。該接着剤23は素子間には
いり込まないように極少にする。以上の製作過程
において、第3図ニの作業で切り残した前面整合
層18が第3図ホ図示の如く円筒面の外面に位置
するように配置してあるため、振動子6を構成す
る各素子は当該前面整合層18によつて保持さ
れ、バラバラになることがなく、作業性が高い。 FIG. 3E shows the completed probe housed in the support mold 24. The probe is made by bending the vibrator 6 produced as shown in FIG. included,
It is hardened. The amount of adhesive 23 is minimized so as not to get between the elements. In the above manufacturing process, the front matching layer 18 left uncut in the operation shown in FIG. 3D is placed on the outer surface of the cylindrical surface as shown in FIG. The element is held by the front matching layer 18 and does not fall apart, resulting in high workability.
第4図イは振動子6を各素子(素子片)に分離
する様子を示し、前記第3図ニ図示のものに対応
し、本製造例ではワツクス20を用いて背面整合
層19を作業台に固定する点が異なる。他は第3
図ニの場合と同様である。 FIG. 4A shows how the vibrator 6 is separated into each element (element piece), and corresponds to that shown in FIG. The difference is that it is fixed to . Others are third
This is the same as the case in Figure D.
第4図ロは完成したプローブを示す。また第4
図ハは第4図ロのA−A′断面図である。該プロ
ーブは第4図イによつて生成した振動子6を構成
する各素子片を、円筒の端部に電極パターンを配
置し、振動子6の背面にあたる部分は中空になつ
ている支持枠22にそわせて曲げる形で半田づけ
する。該半田づけは、前もつて当該振動子6の中
継電極板13−1,13−2に半田メツキを施し
ておいた部分と当該振動子6を保持する円筒状の
支持枠22上に配置した電極パターン22−1と
を一致させた状態で保持し、当該中継電極板13
−1,13−2と支持枠22とを半田の溶ける温
度以上に加熱することによつて行つている。該半
田づけによつて、当該振動子6が支持枠22に固
定される。次に、エポキシと酸化金属等との混合
物よりなる吸音体21を流し込み、硬化させる。
この際、吸音体21を流し込む前に当該吸音体2
1がもれないようにエポキシ等の接着剤23を用
いて封止しておくとよい。以上の如く第4図イの
作業で切り残した背面整合層19が第4図ロ図示
の如く内面に位置するように配置してあるため、
製作の過程で振動子6を構成する各素子片は当該
背面整合層19によつて保持され、バラバラにな
ることがないため作業性がよい。 Figure 4b shows the completed probe. Also the fourth
Figure C is a sectional view taken along line A-A' in Figure 4B. The probe includes each element piece constituting the vibrator 6 produced as shown in FIG. Solder by bending it according to the shape. The soldering is performed on the previously soldered parts of the relay electrode plates 13-1 and 13-2 of the vibrator 6 and on the cylindrical support frame 22 that holds the vibrator 6. Hold the electrode pattern 22-1 in a state that matches the relay electrode plate 13.
-1, 13-2 and the support frame 22 are heated to a temperature higher than the melting temperature of the solder. The vibrator 6 is fixed to the support frame 22 by the soldering. Next, a sound absorber 21 made of a mixture of epoxy, metal oxide, etc. is poured and hardened.
At this time, before pouring the sound absorber 21,
It is preferable to seal it using an adhesive 23 such as epoxy so that 1 does not leak. As described above, since the back matching layer 19 left uncut in the operation shown in FIG. 4A is placed on the inner surface as shown in FIG. 4B,
During the manufacturing process, each element piece constituting the vibrator 6 is held by the back matching layer 19 and does not come apart, resulting in good workability.
以上の結果得られた第3図ホおよび第4図ロ図
示のプローブは走査方向と直交するいわゆる厚み
方向に超音波ビームの集束用のレンズ25を接着
して実用的なプローブとなる。この時、接着剤2
3,23−1の厚みは、できるだけ薄く塗布する
ことが望ましい。特に、第4図ロ図示の場合には
素子間に該接着剤23−1がはいり込まないよう
にする。 The resulting probes shown in FIGS. 3E and 4B are made into practical probes by bonding a lens 25 for focusing the ultrasonic beam in the so-called thickness direction perpendicular to the scanning direction. At this time, adhesive 2
3, 23-1 is desirably applied as thinly as possible. In particular, in the case shown in FIG. 4B, the adhesive 23-1 is prevented from entering between the elements.
第5図は振動子6の周囲を吸音体21等を用い
て埋めることなく、エア・ギヤツプ(空気の隙
間)が存在するように構成したプローブの特性を
示す。該構成を採用することにより、当該振動子
6を構成する各素子の相互の間の干渉、特に隣接
する素子の横方向の振動の影響による干渉が減少
する。このため、従来、当該振動子6の間を吸音
体21を用いて埋めた場合の指向特性は、第5図
図中実線を用いて示す如く不連続部分が存在し、
いわゆるサイド・ローブ(個々の素子の指向性に
よつて生じるもの)が発生し易かつた。しかし、
本実施例では、当該振動子6を構成する各素子の
間を音響的にアイソレーシヨンするためのエア・
ギヤツプを設けたため、第5図図中点線を用いて
示す如く前記サイド・ローブが発生することがな
いために、滑らかな連続曲線が得られ、サイド・
ローブにない超音波ビームで高分解能の画像を得
ることができる。 FIG. 5 shows the characteristics of a probe configured so that an air gap exists without filling the area around the vibrator 6 with a sound absorber 21 or the like. By employing this configuration, interference between the elements constituting the vibrator 6, particularly interference due to the influence of lateral vibration of adjacent elements, is reduced. For this reason, conventionally, when the space between the vibrators 6 is filled with the sound absorber 21, the directional characteristic has a discontinuous part as shown by the solid line in FIG.
So-called side lobes (produced by the directivity of individual elements) were likely to occur. but,
In this embodiment, air is used to acoustically isolate each element constituting the vibrator 6.
Since the gap is provided, the side lobes are not generated as shown by the dotted line in FIG. 5, so a smooth continuous curve is obtained, and the side lobes are not generated.
High-resolution images can be obtained using ultrasound beams that are not located in the lobes.
以上説明した如く、本発明によれば、超音波を
用いて心臓の断層像等をデイスプレイ上に表示等
する際に、超音波を放射および検出する振動子を
円筒面のほぼ半周に渡つて配置してあるため、当
該振動子から放射される超音波の放射中心を低め
ると共に当該振動子を小型化して、広視野であつ
てかつ多重反射の生じない良質な心臓の断層像等
を得ることができる。
As explained above, according to the present invention, when displaying a tomographic image of the heart on a display using ultrasound, the transducer that emits and detects the ultrasound is arranged over approximately half the circumference of the cylindrical surface. Therefore, it is possible to lower the radiation center of the ultrasound emitted from the transducer and downsize the transducer to obtain high-quality tomographic images of the heart that have a wide field of view and do not cause multiple reflections. can.
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図は第
1図図示振動子の要部構成図、第3図および第4
図は第1図図示振動子の製造方法を説明する説明
図、第5図は第1図図示振動子の他の要部構成
図、第6図は従来のコンベツクス型心臓用超音波
診断装置の動作を説明する説明図、第7図ないし
第9図は第6図図示構成の動作を捕捉する説明
図、第10図は従来の他のコンベツクス型心臓用
超音波診断装置の動作を説明する説明図、第11
図は第10図図示構成の動作を捕捉する説明図、
第12図および第13図は従来の腹部用のコンベ
ツクス型超音波診断装置の動作を説明する説明図
を示す。
図中、6は振動子、7はデイスプレイ、8は表
示回路、9は位相制御回路、9−1,9−3はド
ライバ、9−2,9−4はレシーバ、9−5はス
イツチ、10は走査選択回路、11は制御回路、
12は電極、13−1,13−2は中継電極板、
14は接着層、15は接続膜、16はテフロン
枠、17は整合層、18は前面整合層、19は背
面整合層、20はワツクス、21は吸音体、22
は支持枠、22−1は電極パターン、23,23
−1は接着剤、24は支持型、25はレンズを表
す。
Fig. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of main parts of the vibrator shown in Fig. 1, and Figs.
The figures are an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the transducer shown in Fig. 1, Fig. 5 is a configuration diagram of other main parts of the transducer shown in Fig. 1, and Fig. 6 is a diagram of a conventional convex type cardiac ultrasound diagnostic apparatus. FIGS. 7 to 9 are explanatory diagrams for capturing the operation of the configuration shown in FIG. 6. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the operation of another conventional convex type cardiac ultrasound diagnostic apparatus. Figure, 11th
The figure is an explanatory diagram capturing the operation of the configuration shown in FIG. 10,
FIGS. 12 and 13 are explanatory diagrams illustrating the operation of a conventional convex-type ultrasound diagnostic apparatus for the abdomen. In the figure, 6 is a vibrator, 7 is a display, 8 is a display circuit, 9 is a phase control circuit, 9-1, 9-3 are drivers, 9-2, 9-4 are receivers, 9-5 is a switch, 10 11 is a scanning selection circuit, 11 is a control circuit,
12 is an electrode, 13-1, 13-2 are relay electrode plates,
14 is an adhesive layer, 15 is a connection film, 16 is a Teflon frame, 17 is a matching layer, 18 is a front matching layer, 19 is a back matching layer, 20 is wax, 21 is a sound absorber, 22
is a support frame, 22-1 is an electrode pattern, 23, 23
-1 represents an adhesive, 24 represents a support type, and 25 represents a lens.
Claims (1)
ス型プローブを用いてデイスプレイ上に画像を表
示するコンベツクス型超音波診断装置において、
前記振動子を構成する各素子片を円筒面の外面に
ほぼ半周に渡つて配置したプローブと、前記円筒
面の中心を走査中心としてほぼ90°の範囲内の前
記素子片を1群として選択すると共にodd/even
走査を行うべく所定の前記素子片を順次選択して
超音波を放射するための電力を供給する選択回路
とを備え、ほぼ90°の走査角を得るよう構成する
ことを特徴とするコンベツクス型超音波診断装
置。1. In a convex-type ultrasound diagnostic device that displays images on a display using a convex-type probe in which a transducer is placed on the outer surface of a cylindrical surface,
A probe in which each element piece constituting the vibrator is arranged approximately halfway around the outer surface of a cylindrical surface, and the element pieces within a range of approximately 90° with the center of the cylindrical surface as a scanning center are selected as one group. with odd/even
A convex type ultrasonic device comprising a selection circuit that sequentially selects predetermined element pieces for scanning and supplies power for emitting ultrasonic waves, and is configured to obtain a scanning angle of approximately 90°. Sonic diagnostic equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23291684A JPS61109556A (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Convex type ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23291684A JPS61109556A (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Convex type ultrasonic diagnostic apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109556A JPS61109556A (en) | 1986-05-28 |
| JPH0332372B2 true JPH0332372B2 (en) | 1991-05-13 |
Family
ID=16946844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23291684A Granted JPS61109556A (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Convex type ultrasonic diagnostic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109556A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH074040B2 (en) * | 1985-10-09 | 1995-01-18 | 株式会社日立製作所 | Ultrasonic probe |
| JP2502685B2 (en) * | 1988-06-15 | 1996-05-29 | 松下電器産業株式会社 | Ultrasonic probe manufacturing method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52152785A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic image indicator |
| JPS5483856A (en) * | 1977-12-16 | 1979-07-04 | Furuno Electric Co | Ultrasonic wave transmitterrreceiver |
| JPS5943170B2 (en) * | 1979-12-28 | 1984-10-20 | アロカ株式会社 | Ultrasonic transceiver device |
| JPS5886109U (en) * | 1981-12-08 | 1983-06-11 | 横河電機株式会社 | transducer array |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP23291684A patent/JPS61109556A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61109556A (en) | 1986-05-28 |
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