JPH0370492B2

JPH0370492B2 -

Info

Publication number: JPH0370492B2
Application number: JP59179830A
Authority: JP
Inventors: Masami Kawabuchi; Fumio Muramatsu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1991-11-07
Also published as: JPS6158646A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は超音波を生体に送受波して超音波断層
像を得、診断情報とする医用超音波診断装置の機
械走査式超音波探触子（以下MSPと略す）に関
するものである。

従来例の構成とその問題点超音波ビームを機械的に扇形走査して超音波断
層像を得る方式には各種あるが、最も一般的な例
を第１図に示す。第１図Ａは全体構成図を、第１
図Ｂは実際に超音波ビームを扇形走査させるため
の第１図Ａ中に示したロータ（回転体）１の側面
図を、第１図Ｃは圧電振動子を選択、動作させる
ためのスイツチ回路で、破線内の部分が回転する
ことをそれぞれ示したものである。

第１図Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、ロータ１はその外
面に等間隔に３個の圧電振動子２ａ，２ｂ，２ｃ
と、圧電振動子２ａ，２ｂ，２ｃを選択切換えす
るリードスイツチ３ａ，３ｂ，３ｃおよびロータ
１の回転軸に設けてロータリートランスを構成す
る二次側コイル６ｂから構成されている。ロータ
１はモータなどの回転駆動部９、およびベルト８
によつて回転される。一方、回転駆動部９の回転
は回転制御用検出器１０からの信号に基いて、一
定の回転数に保持するように制御される。１１は
筐体である。ロータ１の回転軸に設けられたロー
タリートランス６は、一次側コイル６ａと二次側
コイル６ｂから構成され、送、受信信号の伝達を
非接触で行うものである。

このMSPによる送受信動作を以下に説明する。
ロータ１の回転につれ、固定永久磁石７とリード
スイツチ３ａとの相対位置によりリードスイツチ
３ａが閉じられ、圧電振動子２ａが選択される。
当然この時、圧電振動子２ａは生体と所望の位置
に対向していることが必要である。次に送信信号
処理・表示部（図示せず）との接続ケーブル１２
を通じて、圧電振動子２ａを駆動する送信信号
を、ロータリートランス６の一次側コイル６ａに
印加する。当該信号は磁気的に二次側コイル６ｂ
に結合し、圧電振動子２ａを駆動する。圧電振動
子２ａから発生した超音波パルスは音波伝搬媒質
を満した音響窓材５を通じて生体に放射される。
生体内で発生した超音波反射パルス信号は、送信
信号と逆の経路を経て送受信信号処理・表示部に
導かれる。この動作を圧電振動子２ａを回転させ
ながら繰り返し、扇形の超音波断層像を得る。こ
こでリードスイツチ３ａは、圧電振動子２ａによ
る所望の角度の扇形走査が完了するまで閉じてお
く必要があり、それは、固定永久磁石７の形状あ
るいは設置位置を適当に設定することにより実現
される。

以下同様に、圧電振動子２ｂとリードスイツチ
３ｂおよび圧電振動子２ｃとリードスイツチ３ｃ
のそれぞれの組合せにより前記動作が繰り返され
る。即ちロータ１が１回転する毎に、３個の圧電
振動子２ａ，２ｂ，２ｃを順次リードスイツチ３
ａ，３ｂ，3cを開閉することに選択送受信し、扇
形状の超音波断層像を得る。

ところで、このような構成に基くMSPの最大
の問題点はリードスイツチ３ａ，３ｂ，３ｃの寿
命が短いことである。一般にリードスイツチの開
閉寿命１０⁷介程度とされており、例えば当該
MSPのロータ１を600rpmで回転させたとする
と、各リードスイツチは１秒間に10回開閉するた
め、約280時間で故障することになり、装置信頼
性は極めて低いと言わざるを得ない。特に高い信
頼性を要求される医用装置ではこのことは最も大
きな問題点となつていた。

発明の目的本発明は前述した従来のMSPに用いられてい
たリードスイツチに替え、半永久的寿命をもつ電
子スイツチを用いることにより、従来のMSPで
最も大きな問題となつていた寿命を著しく延ば
し、信頼性の大幅な改善をその目的とするもので
ある。

発明の構成本発明は前記目的を達成するもので、高耐圧の
電子スイツチを回転支持体内に組込み、当該半導
体スイツチの電源、制御信号および圧電振動子に
印加する送受信信号の伝達を行う信号伝達部を有
し、前記信号伝達部からの送受信信号を電子スイ
ツチにより各圧電振動子に選択印加することによ
り、信頼性の高いMSPを提供するものである。

実施例の説明第２図は本発明に係るロータ１３の一実施例を
示す側面図である。それぞれの圧電振動子２ａ，
２ｂ，２ｃの一方の電極よりとり出したリード線
１４は、半導体スイツチ１５にそれぞれ接続され
る。この半導体スイツチ１５は100〜200Vの耐圧
をもつもので、HV１０（スーパテツクス社製）
のチツプである。なお各圧電振動子のもう一方の
電極は共通のグランドに接続する。当該半導体ス
イツチ１５には、送受信信号を伝達する接続線１
６ａ、電源を供給する接続線１６ｂ、スイツチ制
御を行うためのデイジタル信号を伝達する接続線
１６ｃがそれぞれ接続されている。なお、第２図
ではこれら各種の接続線を１本の線で代表させて
いるが、本実施例の場合実際には接続線１６ａは
１本、接続線１６ｂは４本、接続線１６ｃは３本
である。但しロータ内にデコーダを組込んだ場合
には２本でよい。また接続線１６ｂ，１６ｃに
は、瞬断を保護するための積分器、具体的にはコ
ンデンサ１７，１８を付加している。スイツチ動
作は、前述した従来のMSPと同様、それぞれの
圧電振動子２ａ，２ｂ，２ｃが生体に対し所望の
位置にあるときに、それぞれの圧電振動子に対応
した端子１９と共通端子２０を接続させて行う。
なお第２図は説明のためのもので、実際には、半
導体スイツチ１５、コンデンサ１７，１８あるい
は接続線１６ａ，１６ｂ，１６ｃは全てロータ１
３内に内蔵されている。

第３図は上述した各種の信号あるいは電源接続
線の具体的な接続実施例を示したものである。
MSPとしての全体構成は第１図Ａとほぼ同じで
あるため、第１図Ａの下部のみを示している。本
実施例に基づくロータ１３は、回転軸２１に取付
けられ、当該回転軸２１は、音響窓材５及び筺体
１１に設けられた二つの軸受４によつて支えられ
ており、ベルト８を介して駆動される。第２図に
示した各種接続線１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、回
転軸２１の中を通つてスリツプリング２２の各電
極２３に接続される。スリツプリング２２は、回
転軸２１に取付けられており、回転軸２１の回転
に対応して回転する。また、スリツプリング２２
に設けられた電極２３は、回転軸２１を中心に同
心円状に設けられ、その数は基本的には接続線数
と同数だけ用意する。電極２３には針２４が所定
の圧力で接触しており、各種信号、電源を送受信
信号処理・表示部（図示せず）に導く。

第４図は本発明の第２の実施例を示すMSPの
構成図である。第３図と異なる点は、各種信号お
よび電源の伝達方法で、ロータリートランス２５
ａ，２５ｂと、スリツプリング２２を用いた点で
ある。理想的には各種信号および電源の伝達は非
接触で行うのが望ましく、特に100dB以上のダイ
ナミツクレンジをもつ送受信信号の伝達方法とし
ては非接触伝達が望ましい。そのため、第４図に
おいては送受信信号２６はロータリートランス２
５ａ，２５ｂを用いて行ない、半導体スイツチの
制御信号、電源はスリツプリング２２を用いて行
うものである。もちろん半導体スイツチ制御信号
をロータリートランス２５ａ，２５ｂを用いて行
つてもよく、その場合には、その信号数に対応し
たロータリートランス対を設ける。具体的には同
心円状に複数のロータリートランス対を設ける。
なおロータリートランス２５ａは固定されてお
り、もう一方のロータリートランス２５ｂは回転
軸２１に取りつけられて回転する。

これら実施例に基くMSPの寿命はスリツプリ
ングの寿命によつて決定されるが、3000時間以上
故障なく動作していることを確認しており、従来
のMSPの寿命が約300時間であつた事に比べ約10
倍以上寿命が延びた事になる。またスリツプリン
グにより信号の伝達は直流電源のみとした構造の
導入により、スリツプリングの精度、性能、の規
準も緩和され、結果としてさらにMSPの寿命を
延ばすことができた。

発明の効果以上要するに本発明は、複数個の圧電振動子を
所定の角度で配し、これら圧電振動子に送受信信
号を選択印加する電子スイツチを内包する支持体
と、前記支持体を回転させる駆動部と、前記圧電
振動子に送受信信号、供給電源及び制御信号を伝
達する信号伝達部とを備えた機械走査式超音波探
触子（MSP）を提供するもので、複数の振動子
に接続される接続線数の低減による小型化が図れ
るとともに、従来機械走査式超音波探触子におい
て最大の問題であつた寿命を大幅に延長させ、信
頼性を著しく高めるという格別の効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは従来の機械走査式超音波探触子の全
体構成図、第１図Ｂは同探触子のロータ側面図、
第１図Ｃは同探触子のスイツチ回路図、第２図は
本発明の第１の実施例における機械走査式超音波
探触子のロータ側面図、第３図は同探触子のロー
タ部分の概観図、第４図は本発明の第２の実施例
における機械走査式超音波探触子のロータ部分の
概観図である。１３……ロータ（支持体）、１５……半導体電
子スイツチ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ……接続
線、２２……スリツプリング、２５ａ，２５ｂ…
…ロータリートランス。

Claims

【特許請求の範囲】１複数個の圧電振動子を所定の角度で配し、こ
れら圧電振動子に送受信信号を選択印加する電子
スイツチを内包する支持体と、前記支持体を回転
させる駆動部と、前記圧電振動子に送受信信号、
供給電源及び制御信号を伝達する信号伝達部とを
備えた機械走査式超音波探触子。２信号伝達部がスリツプリングであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の機械走査式
超音波探触子。３信号伝達部がスリツプリングとロータリート
ランスで構成されたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の機械走査式超音波探触子。