JPH0779817B2 - Ultrasonic imaging device - Google Patents
Ultrasonic imaging deviceInfo
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- JPH0779817B2 JPH0779817B2 JP61239026A JP23902686A JPH0779817B2 JP H0779817 B2 JPH0779817 B2 JP H0779817B2 JP 61239026 A JP61239026 A JP 61239026A JP 23902686 A JP23902686 A JP 23902686A JP H0779817 B2 JPH0779817 B2 JP H0779817B2
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- imaging apparatus
- ultrasonic probe
- probe
- predetermined direction
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波を利用し体腔内壁面や金属管の内面の
内視鏡的な観察を行なう超音波撮像装置、もしくは金属
探傷装置に好適な超音波撮像装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an ultrasonic imaging apparatus or a metal flaw detection apparatus for performing endoscopic observation of an inner wall surface of a body cavity or an inner surface of a metal tube using ultrasonic waves. The present invention relates to a suitable ultrasonic imaging device.
従来の内視鏡を大別すると、光学的に観察を行なう光学
内視鏡と、超音波を利用する超音波内視鏡がある。前者
は体腔内の表面の観察に適するが、不透明な液体の充満
する管、たとえば動脈などの観察に際しては、生理食塩
水を注入するなど上記液体(血液)が観察の支障になら
ない様にする必要がある。一方超音波内視鏡では、例え
ば特開昭56−156142などに示されるように、パルス反射
法により断層像の像再生を行なっており、光学的に不透
明な液体などが介在していても内部断層像を観測するこ
とができる。The conventional endoscopes are roughly classified into an optical endoscope for optically observing and an ultrasonic endoscope for utilizing ultrasonic waves. The former is suitable for observing the surface inside the body cavity, but when observing a tube filled with an opaque liquid, such as an artery, it is necessary to inject physiological saline so that the liquid (blood) does not hinder the observation. There is. On the other hand, an ultrasonic endoscope reproduces a tomographic image by the pulse reflection method as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-156142, and even if an optically opaque liquid or the like is present, A tomographic image can be observed.
しかしながら、上記の超音波内視鏡は断層像を表示する
ものであるので体腔内壁は断層像を表示するものである
ので体腔内壁の更に内部を観察するには適しているが、
内壁表面の様子を観察するには適さない。例えば、血管
内から動脈瘤や弁膜障害を検査しようとする場合、断面
像よりむしろ血管内壁面の様子を観察した方が有効な場
合がある。また内部に不透明な液体が充満している金属
パイプの検査(内壁面の酸化や亀裂の検査)においても
同様である。However, since the above-mentioned ultrasonic endoscope displays a tomographic image, the inner wall of the body cavity displays a tomographic image, and thus is suitable for observing the inside of the inner wall of the body cavity.
It is not suitable for observing the state of the inner wall surface. For example, when examining an aneurysm or valvular lesion from inside a blood vessel, it may be more effective to observe the state of the inner wall surface of the blood vessel rather than the cross-sectional image. The same applies to the inspection of metal pipes filled with opaque liquid (inspection of oxidation and cracks on the inner wall surface).
ところが従来の超音波内視鏡は媒質(管内の液体)と対
象物の界面を撮像するのではなく対象物の断面を撮像す
る。特にその探触子は断層像(Bモード像)の撮像に適
した形状であり、上記の場合に有効な観察ができない。However, the conventional ultrasonic endoscope does not image the interface between the medium (liquid in the tube) and the object, but images the cross section of the object. In particular, the probe has a shape suitable for capturing a tomographic image (B-mode image), and effective observation cannot be performed in the above case.
そこで本発明の目的は、管状の対象物の内壁面の観察に
適した超音波内視鏡の探触子使用する超音波撮像装置を
提供するにある。Then, the objective of this invention is providing the ultrasonic imaging device which uses the probe of the ultrasonic endoscope suitable for observation of the inner wall surface of a tubular target object.
本発明の超音波撮像装置における超音波探触子は、一方
向について凹面、他の一方向について凸面の形状、すな
わち鞍型の形状の送受波面を有する振動子を用いる。こ
の凹面の曲率半径は凸面の方向にそって順次変化し、も
って超音波ビームの焦点距離が短かい距離から長い距離
へ連続的に変化するようにしている。The ultrasonic probe in the ultrasonic imaging apparatus of the present invention uses a transducer having a concave and convex shape in one direction and a convex and concave shape in the other direction, that is, a saddle-shaped transmitting / receiving surface. The radius of curvature of this concave surface changes sequentially along the direction of the convex surface, so that the focal length of the ultrasonic beam continuously changes from a short distance to a long distance.
このような超音波探触子によれば凸面の方向にそって焦
点距離が変るので、一回の送受により順次得られる反射
波の検出信号を時間により弁別して表示してライン状の
反射点からの信号を表示することができる。しかも一方
向凸面の形状により、振動子の長さに比べ広い範囲に焦
点をむすぶことができ、この振動子を検査対象の内側で
回転させることにより、検査対象の内壁面の広い範囲の
凹凸の状態を表示することができる。According to such an ultrasonic probe, since the focal length changes along the direction of the convex surface, the detection signals of the reflected waves sequentially obtained by one transmission and reception are discriminated according to time and displayed to display from the line-shaped reflection point. The signal of can be displayed. Moreover, the shape of the unidirectional convex surface allows the focus to be focused on a wider range than the length of the vibrator, and by rotating the vibrator inside the inspection target, the unevenness of a wide range on the inner wall surface of the inspection target can be obtained. The status can be displayed.
第1図(a),(b),(c)は本発明の一実施例の探
触子に用いられる振動子を示す。この振動子の送受波面
は一方向について凹面の形状を有するがその凹面の曲率
半径は第1図(c)に示されるようにR′からR″へ連
続的に変化している。これにより、第1図(a)、もし
くは(b)に示すように超音波ビームの焦点距離Fは
F′からF″へ連続的に変化している。さらに振動子の
送受波面は第1図(b)に示されるように他の一方向に
ついて凸面に形成されており、もって第1図(a)に示
すように全体として鞍型に形成されている。1 (a), (b) and (c) show a vibrator used in a probe according to an embodiment of the present invention. The wave transmitting / receiving surface of this oscillator has a concave shape in one direction, but the radius of curvature of the concave surface continuously changes from R ′ to R ″ as shown in FIG. 1 (c). As shown in FIG. 1A or 1B, the focal length F of the ultrasonic beam continuously changes from F ′ to F ″. Further, as shown in FIG. 1 (b), the wave transmitting / receiving surface of the vibrator is formed to be convex in the other direction, and as a result, as shown in FIG. 1 (a), it is formed in a saddle shape as a whole. .
このようにすれば、超音波ビームの焦点を広い範囲で結
ぶことができる。したがって、方位方向の分解能が向上
する。In this way, the ultrasonic beam can be focused in a wide range. Therefore, the resolution in the azimuth direction is improved.
前記超音波振動子は、上記鞍型に形成された支持体の上
に、短冊状に切断した複数個の振動子を、相互に所定の
間隔を持って接着剤で連結し、短辺方向に並設して鞍型
に成することもできる。また、柱状に切断された複数個
の振動子を、相互に所定の間隔を持って、面状に有機接
着で接着し連結した、フレキシブルな物で鞍型に形成す
ることもできる。The ultrasonic transducer is formed by connecting a plurality of strip-shaped transducers to each other with an adhesive at predetermined intervals on a support formed in the saddle shape, in the short side direction. They can be installed side by side to form a saddle type. Further, it is also possible to form a saddle shape with a flexible material in which a plurality of vibrators cut in a columnar shape are bonded at a predetermined interval to each other and bonded to each other by organic bonding in a plane shape.
なお、超音波探触子は、圧電性有機高分子材料や、単結
晶ニオブ酸リチウム,チタン酸ジルコン酸鉛(PZT),
チタン酸鉛(PbTiO3)その他の無機物からなる圧電材料
で構成することもできる。The ultrasonic probe is composed of a piezoelectric organic polymer material, single crystal lithium niobate, lead zirconate titanate (PZT),
The piezoelectric material may be made of lead titanate (PbTiO 3 ) or other inorganic material.
第2図は従来の、一般的な超音波内視装置(例、実開60
−86310)の構成を示す。超音波探触子1は回転軸に取
り付け、フレキシブルワイヤー2に連結されたモータ3
により回転駆動される。この時超音波ビームは、回転軸
と直交方向に設ける。また超音波振動子1は、電気駆動
回路4と接続され高電圧のインパルスを加えることによ
り超音波パルスを放射する。被検物からの反射した一部
のエコーは受信回路5にて像再生されたモニター6に表
示される。像再生の方法は、超音波を送信し以後乱反射
したエコーを順次受信し、ラスター上に音の強さを輝度
変換し、伝播時間を距離に置き換えて表示する。このラ
スターは回転と同期をとって円状に表示をする。FIG. 2 shows a conventional, general ultrasonic endoscopic device (for example, actual open 60).
-86310) is shown. The ultrasonic probe 1 is attached to the rotary shaft, and the motor 3 is connected to the flexible wire 2.
Is driven to rotate. At this time, the ultrasonic beam is provided in the direction orthogonal to the rotation axis. The ultrasonic transducer 1 is connected to the electric drive circuit 4 and emits ultrasonic pulses by applying high-voltage impulses. A part of the echo reflected from the test object is displayed on the monitor 6 whose image is reproduced by the receiving circuit 5. As an image reproducing method, ultrasonic waves are transmitted and then echoes that are diffusely reflected are sequentially received, and the intensity of the sound is converted to luminance on the raster, and the propagation time is replaced with the distance for display. This raster displays circularly in synchronism with rotation.
次に第3図では、本発明による探触子を利用した超音波
内視装置を示す。超音波探触子1は回転軸に傾斜させて
取り付け、フレキシブルワイヤー2に連結されたモータ
3により回転駆動される。この時超音波ビームは、回転
軸方向に焦点深度を変化させ被検物表面に焦点を設け
る。超音波探触子1は、電気駆動回路4に接続され高電
圧のインパルスを加えることにより超音波パルスを放射
する。被検物表面凹凸からの乱反射した一部のエコーは
受信回路5にて像再生されモニター6に表示される。像
再生の方法は、超音波を送信し以後乱反射したエコーを
順次受信し、ラスター上に音の強さを輝度変換し、伝播
時間を距離に置き換えて表示する。このラスターは回転
と同期をとって扇状または円状に表示をする。Next, FIG. 3 shows an ultrasonic endoscopic apparatus using the probe according to the present invention. The ultrasonic probe 1 is attached so as to be inclined with respect to the rotating shaft, and is rotationally driven by the motor 3 connected to the flexible wire 2. At this time, the ultrasonic beam changes the depth of focus in the direction of the rotation axis to provide a focus on the surface of the object. The ultrasonic probe 1 is connected to the electric drive circuit 4 and emits ultrasonic pulses by applying high-voltage impulses. A part of the echoes diffusely reflected from the unevenness of the surface of the object to be inspected are reproduced by the receiving circuit 5 and displayed on the monitor 6. As an image reproducing method, ultrasonic waves are transmitted and then echoes that are diffusely reflected are sequentially received, and the intensity of the sound is converted to luminance on the raster, and the propagation time is replaced with the distance for display. This raster is displayed in a fan shape or a circular shape in synchronization with the rotation.
第4図は本発明による超音波探触子を内視鏡に取り付
け、パイプ8の内側より観察したときの断面図と表示例
である。超音波探触子1は、超音波ビーム7がパイプ8
に斜めに入射するように取り付けられ、超音波パルスは
パイプの表面で、一度に深度の異なる広い範囲で焦点を
結ぶように送信し、連続的な超音波ビームを設ける。し
たがって、パイプ表面の広い範囲で、方位分解能の向上
が計られる。パイプ表面には酸化や亀裂による凹凸9が
あり、この凹凸により超音波パルスの乱反射が起こる。
乱反射した一部のエコーが受信回路にて像再生されモニ
ター6に表示される。このとき、よく知られているよう
に、凹凸の大小の程度、超音波が伝播する空間を満たし
ている媒体の種類などにより、超音波の伝播時間に差を
生じる。このような伝播時間差が存在する場合には、表
示される像に歪を生じることがあるが、反射エコーが受
信回路により検出されれば、表示像に仮りに歪が生じて
も第4図に示す部位10に示すごとく、凸状の部位9の存
在を周囲の部位と明確に区別して知ることができる。ま
た、血管内からの動脈瘤や心臓の弁膜障害などの観察も
同様に行なえる。FIG. 4 is a cross-sectional view and display example when the ultrasonic probe according to the present invention is attached to an endoscope and observed from the inside of the pipe 8. In the ultrasonic probe 1, the ultrasonic beam 7 has a pipe 8
The ultrasonic pulse is attached so as to be obliquely incident on the surface of the pipe, and the ultrasonic pulse is transmitted so as to focus at a wide range of different depths at a time, thereby providing a continuous ultrasonic beam. Therefore, the lateral resolution can be improved over a wide range of the pipe surface. The pipe surface has irregularities 9 due to oxidation or cracks, and the irregularities cause irregular reflection of ultrasonic pulses.
An image of a part of the irregularly reflected echo is reproduced by the receiving circuit and displayed on the monitor 6. At this time, as is well known, the propagation time of the ultrasonic wave varies depending on the size of the unevenness, the type of medium that fills the space in which the ultrasonic wave propagates, and the like. When such a propagation time difference exists, the displayed image may be distorted. However, if a reflected echo is detected by the receiving circuit, even if the displayed image is distorted, the distorted image is displayed in FIG. As shown in the portion 10 shown, the presence of the convex portion 9 can be known by being clearly distinguished from the surrounding portions. In addition, observation of an aneurysm or a valvular disorder of the heart from within a blood vessel can be similarly performed.
本発明の超音波撮像装置では、超音波探触子の操作が簡
単になり、光学内視鏡が利用出来ない場所に於いて内壁
表面の観察が可能となる。また、撮像速度の向上も計れ
る。With the ultrasonic imaging apparatus of the present invention, the operation of the ultrasonic probe is simplified, and the inner wall surface can be observed in places where the optical endoscope cannot be used. Also, the imaging speed can be improved.
第1図は本発明による探触子の構造である。第2図は従
来の超音波内視装置の概略図。第3図は本発明による超
音波探触子を利用した超音波内視装置の概略図。第4図
はパイプに本発明による超音波探触子を挿入したときの
断面図と表示例である。FIG. 1 shows the structure of the probe according to the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a conventional ultrasonic endoscopic device. FIG. 3 is a schematic view of an ultrasonic endoscopic apparatus using the ultrasonic probe according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view and a display example when the ultrasonic probe according to the present invention is inserted into a pipe.
Claims (6)
と、該超音波探触子から、所定の方向に前記超音波パル
スのビームを所定の角度に広げて、前記所定の方向とほ
ぼ直交する方向に前記ビームを収束させて検査対象に送
信する駆動手段と、前記超音波探触子を前記所定の方向
と平行な軸のまわりに回転を行なう回転手段と、前記超
音波探触子により受信され、前記検査対象で反射された
前記超音波パルスの反射信号の強さを輝度変換し、前記
超音波パルスの伝搬時間を距離に変換する処理を行なう
受信回路と、前記輝度と前記距離をラスターとして表示
する表示手段とを有し、前記回転に同期して前記表示手
段の表示面で前記ラスターの位置を変化させて、検査対
象の反射像を得る超音波撮像装置。1. An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic pulses, and a beam of the ultrasonic pulse is spread from the ultrasonic probe in a predetermined direction at a predetermined angle so that the beam is substantially aligned with the predetermined direction. Driving means for converging the beam in an orthogonal direction and transmitting the beam to an inspection target, rotating means for rotating the ultrasonic probe about an axis parallel to the predetermined direction, and the ultrasonic probe. A receiving circuit that performs a process of converting the intensity of the reflected signal of the ultrasonic pulse reflected by the inspection target and converting the propagation time of the ultrasonic pulse into a distance, the brightness and the distance. Is displayed as a raster, and the position of the raster is changed on the display surface of the display unit in synchronization with the rotation, and an ultrasonic imaging apparatus for obtaining a reflected image of an inspection target.
記検査対象までの距離に応じて、前記超音波パルスのビ
ームの焦点距離を変化させることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の超音波撮像装置。2. The driving means changes the focal length of a beam of the ultrasonic pulse in accordance with the distance from the ultrasonic probe to the inspection target. The ultrasonic imaging device according to the item.
示面での一点に収束して表示されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の超音波撮像装置。3. The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of rasters is displayed so as to converge on one point on the display surface.
振動子を有し、前記超音波振動子は前記所定の方向に凹
面の曲率を変化させながら順次配列されたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の超音波撮像装置。4. The ultrasonic probe has a plurality of strip-shaped ultrasonic transducers, and the ultrasonic transducers are sequentially arranged while changing the curvature of the concave surface in the predetermined direction. The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1.
動子を有し、前記超音波振動子は前記所定の方向に凹面
の曲率を変化させながら順次配列されたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の超音波撮像装置。5. The ultrasonic probe has a plurality of pillar-shaped ultrasonic transducers, and the ultrasonic transducers are sequentially arranged while changing the curvature of the concave surface in the predetermined direction. The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1.
て検査対象の反射像を得る超音波撮像装置において、前
記超音波探触子はその超音波放射面の所定の方向に凹面
状の面を有し、さらに前記凹面状の面とほぼ直交する方
向に凸面状の面を有し前記超音波放射面が鞍型を成して
おり、前記凹面状の面の曲率を前記の所定の方向とほぼ
直交する方向に沿って順次変化させて前記超音波パルス
のビームの焦点距離変化させることを特徴とする超音波
撮像装置。6. An ultrasonic imaging apparatus for transmitting and receiving ultrasonic pulses from an ultrasonic probe to obtain a reflection image of an object to be inspected, wherein the ultrasonic probe has a concave surface in a predetermined direction of its ultrasonic radiation surface. And a convex surface in a direction substantially orthogonal to the concave surface, and the ultrasonic wave emitting surface has a saddle shape, and the curvature of the concave surface is equal to the predetermined value. The ultrasonic imaging apparatus is characterized in that the focal length of the beam of the ultrasonic pulse is changed by sequentially changing the direction along a direction substantially orthogonal to the direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239026A JPH0779817B2 (en) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | Ultrasonic imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239026A JPH0779817B2 (en) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | Ultrasonic imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395038A JPS6395038A (en) | 1988-04-26 |
| JPH0779817B2 true JPH0779817B2 (en) | 1995-08-30 |
Family
ID=17038778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239026A Expired - Lifetime JPH0779817B2 (en) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | Ultrasonic imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779817B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7315345B2 (en) * | 2019-03-13 | 2023-07-26 | 株式会社ニチゾウテック | Anchor bolt ultrasonic flaw detection device and anchor bolt ultrasonic flaw detection method |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP61239026A patent/JPH0779817B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6395038A (en) | 1988-04-26 |
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