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JP2014190793A - Ultrasonic measurement device and ultrasonic image device - Google Patents

Ultrasonic measurement device and ultrasonic image device Download PDF

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JP2014190793A
JP2014190793A JP2013065761A JP2013065761A JP2014190793A JP 2014190793 A JP2014190793 A JP 2014190793A JP 2013065761 A JP2013065761 A JP 2013065761A JP 2013065761 A JP2013065761 A JP 2013065761A JP 2014190793 A JP2014190793 A JP 2014190793A
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JP
Japan
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ultrasonic
rotation
rotating member
unit
performs
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013065761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoki Watanabe
亮基 渡邊
Masaki Hayashi
林  正樹
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】回転型超音波プローブの回転に応じて適正な超音波測定を行うことができる超音波測定装置及び超音波画像装置等を提供すること。
【解決手段】超音波測定装置100は、所定の回転軸の周りに回転可能な回転部材330と、回転部材330の長手方向をスキャン方向として回転部材330の外周面に配置された複数の超音波トランスデューサーデバイス310と、回転部材330の回転軸周りでの回転を検出する検出部340とを有する回転型超音波プローブ300と、超音波の送信処理を行う送信部110と、超音波エコーの受信処理を行う受信部120と、前記受信部からの受信信号に基づいて画像データの生成処理を行う処理部130と、を含む。処理部130は、検出部340における回転部材330の回転の検出結果に基づいて、送信部110を制御する。
【選択図】図11
An ultrasonic measurement apparatus and an ultrasonic imaging apparatus capable of performing appropriate ultrasonic measurement according to the rotation of a rotary ultrasonic probe are provided.
An ultrasonic measurement apparatus 100 includes a rotating member 330 that is rotatable around a predetermined rotation axis, and a plurality of ultrasonic waves that are disposed on an outer peripheral surface of the rotating member 330 with a longitudinal direction of the rotating member 330 as a scanning direction. A rotary ultrasonic probe 300 having a transducer device 310 and a detection unit 340 that detects rotation of the rotary member 330 around the rotation axis, a transmission unit 110 that performs ultrasonic transmission processing, and reception of ultrasonic echoes A receiving unit 120 that performs processing, and a processing unit 130 that performs image data generation processing based on a reception signal from the receiving unit. The processing unit 130 controls the transmission unit 110 based on the detection result of the rotation of the rotation member 330 in the detection unit 340.
[Selection] Figure 11

Description

本発明は、超音波測定装置及び超音波画像装置等に関する。   The present invention relates to an ultrasonic measurement apparatus, an ultrasonic imaging apparatus, and the like.

超音波画像装置で3次元画像やCモード画像を取得する際には、1次元配列の超音波トランスデューサー素子を有する超音波プローブを被検体に接触させて移動させながら超音波測定を行う必要がある。しかし、これを実現させるためには、移動させる速度や方向等に高精度な操作が要求されるため、これらをサポートする治具等が必要になり、装置の大型化や高コストになるという問題がある。この課題に対して、2次元配列の素子アレイを有する超音波プローブが提案されているが、画像を取得できる範囲が制限される、回路が複雑になるなどの問題がある。   When acquiring a three-dimensional image or C-mode image with an ultrasonic imaging apparatus, it is necessary to perform ultrasonic measurement while moving an ultrasonic probe having a one-dimensional array of ultrasonic transducer elements in contact with the subject. is there. However, in order to realize this, since high-precision operation is required for the moving speed, direction, etc., a jig or the like that supports these is required, which increases the size and cost of the device. There is. To solve this problem, an ultrasonic probe having a two-dimensional array of elements has been proposed, but there are problems such as a limited range in which an image can be acquired and a complicated circuit.

この課題に対して、例えば特許文献1には、複数列の素子アレイを円筒状に等間隔で配置し、それを回転させる手法が開示されている。   To deal with this problem, for example, Patent Document 1 discloses a method in which a plurality of element arrays are arranged in a cylindrical shape at equal intervals and rotated.

特開昭63−70159号公報JP-A-63-70159

しかしながら特許文献1に開示されている手法では、回転速度が速くなると、送信時の素子の位置と受信時の素子の位置が変わってしまい、その結果として画像データが欠落し、画像の劣化が発生するなどの問題がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, when the rotational speed is increased, the position of the element at the time of transmission and the position of the element at the time of reception are changed. As a result, image data is lost and image degradation occurs. There are problems such as.

本発明の幾つかの態様によれば、回転型超音波プローブの回転に応じて適正な超音波測定を行うことができる超音波測定装置及び超音波画像装置等を提供できる。   According to some aspects of the present invention, it is possible to provide an ultrasonic measurement apparatus, an ultrasonic imaging apparatus, and the like that can perform appropriate ultrasonic measurement according to the rotation of the rotary ultrasonic probe.

本発明の一態様は、所定の回転軸の周りに回転可能な回転部材と、前記回転部材の長手方向をスキャン方向として前記回転部材の外周面に配置された複数の超音波トランスデューサーデバイスと、前記回転部材の前記回転軸周りでの回転を検出する検出部とを有する回転型超音波プローブと、超音波の送信処理を行う送信部と、超音波エコーの受信処理を行う受信部と、前記受信部からの受信信号に基づいて画像データの生成処理を行う処理部と、を含み、前記処理部は、前記検出部における前記回転部材の回転の検出結果に基づいて、前記送信部を制御する超音波測定装置に関係する。   One aspect of the present invention is a rotating member rotatable around a predetermined rotation axis, and a plurality of ultrasonic transducer devices disposed on an outer peripheral surface of the rotating member with a longitudinal direction of the rotating member as a scanning direction; A rotary ultrasonic probe having a detection unit that detects rotation of the rotating member around the rotation axis, a transmission unit that performs ultrasonic transmission processing, a reception unit that performs ultrasonic echo reception processing, and A processing unit that performs image data generation processing based on a reception signal from the reception unit, and the processing unit controls the transmission unit based on a detection result of rotation of the rotating member in the detection unit. Related to ultrasonic measurement equipment.

本発明の一態様によれば、回転部材の外周面に配置された複数の超音波トランスデューサーデバイスを所定の回転軸の周りに回転させながら超音波の送受信を行うことができるから、簡素な構成の超音波トランスデューサーデバイスを用いて広い測定範囲において超音波測定を行うことができる。さらに検出部が回転部材の回転を検出し、処理部が検出結果に基づいて送信部を制御することができるから、回転部材の回転に応じた適正な超音波測定を行うことなどが可能になる。   According to one aspect of the present invention, since a plurality of ultrasonic transducer devices arranged on the outer peripheral surface of a rotating member can be transmitted and received while rotating around a predetermined rotation axis, a simple configuration Ultrasonic measurement can be performed in a wide measurement range using the ultrasonic transducer device. Furthermore, since the detection unit can detect the rotation of the rotation member and the processing unit can control the transmission unit based on the detection result, it is possible to perform an appropriate ultrasonic measurement according to the rotation of the rotation member. .

また本発明の一態様では、前記処理部は、前記回転部材の回転の前記検出結果に基づいて、前記送信部の超音波のパルス繰り返し周波数を制御する処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may perform a process of controlling a pulse repetition frequency of the ultrasonic wave of the transmission unit based on the detection result of the rotation of the rotating member.

このようにすれば、処理部が回転部材の回転速度に応じて送信部の超音波のパルス繰り返し周波数を適正に制御することができる。   In this way, the processing unit can appropriately control the ultrasonic pulse repetition frequency of the transmission unit according to the rotation speed of the rotating member.

また本発明の一態様では、前記処理部は、前記回転部材の回転速度の検出結果に基づいて、前記回転速度が速くなるほど、前記パルス繰り返し周波数を高くする処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may perform a process of increasing the pulse repetition frequency as the rotational speed increases based on a detection result of the rotational speed of the rotating member.

このようにすれば、回転部材の回転速度が速い場合に、パルス繰り返し周波数を高くすることで画像データの欠落などを防止することができる。   In this way, when the rotational speed of the rotating member is fast, it is possible to prevent image data from being lost by increasing the pulse repetition frequency.

また本発明の一態様では、1フレーム当たりの送信回数をN、前記回転部材の回転の角速度をω、前記回転軸から前記回転部材の前記外周面までの長さをR、前記複数の超音波トランスデューサーデバイスの各々のスライス方向の長さをW、前記パルス繰り返し周波数をPRFとした場合に、前記処理部は、PRF>N×ω×R/Wとなるように前記パルス繰り返し周波数を制御する処理を行ってもよい。   In one aspect of the present invention, the number of transmissions per frame is N, the angular velocity of rotation of the rotating member is ω, the length from the rotating shaft to the outer peripheral surface of the rotating member is R, and the plurality of ultrasonic waves When the length in the slice direction of each transducer device is W and the pulse repetition frequency is PRF, the processing unit controls the pulse repetition frequency so that PRF> N × ω × R / W. Processing may be performed.

このようにすれば、回転部材の回転の角速度が変化する場合に、パルス繰り返し周波数を角速度に応じて適正に制御することができる。   In this way, when the angular velocity of rotation of the rotating member changes, the pulse repetition frequency can be appropriately controlled according to the angular velocity.

また本発明の一態様では、前記処理部は、前記回転部材の回転の前記検出結果に基づいて、前記送信部の1フレーム当たりの送信回数を制御する処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may perform a process of controlling the number of transmissions per frame of the transmission unit based on the detection result of the rotation of the rotating member.

このようにすれば、処理部が回転部材の回転速度に応じて送信部の1フレーム当たりの送信回数を適正に制御することができる。   In this way, the processing unit can appropriately control the number of transmissions per frame of the transmission unit according to the rotation speed of the rotating member.

また本発明の一態様では、前記処理部は、前記回転部材の回転速度の検出結果に基づいて、前記回転速度が速くなるほど、前記1フレーム当たりの送信回数を減少させる処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may perform a process of reducing the number of transmissions per frame as the rotational speed increases based on a detection result of the rotational speed of the rotating member.

このようにすれば、回転部材の回転速度が速い場合に、1フレーム当たりの送信回数を減少させることで画像データの欠落などを防止することができる。   In this way, when the rotational speed of the rotating member is high, it is possible to prevent image data from being lost by reducing the number of transmissions per frame.

また本発明の一態様では、前記1フレーム当たりの送信回数をN、前記回転部材の角速度をω、前記回転軸から前記回転部材の前記外周面までの長さをR、前記複数の超音波トランスデューサーデバイスの各々のスライス方向の長さをW、前記送信部のパルス繰り返し周波数をPRFとした場合に、前記処理部は、N<PRF×W/(ω×R)となるように前記1フレーム当たりの送信回数を制御する処理を行ってもよい。   In one aspect of the present invention, the number of transmissions per frame is N, the angular velocity of the rotating member is ω, the length from the rotating shaft to the outer peripheral surface of the rotating member is R, and the plurality of ultrasonic transformers When the length in the slice direction of each of the reducer devices is W and the pulse repetition frequency of the transmission unit is PRF, the processing unit is configured so that N <PRF × W / (ω × R) You may perform the process which controls the frequency | count of per transmission.

このようにすれば、回転部材の回転の角速度が変化する場合に、1フレーム当たりの送信回数を角速度に応じて適正に制御することができる。   In this way, when the angular velocity of rotation of the rotating member changes, the number of transmissions per frame can be appropriately controlled according to the angular velocity.

また本発明の一態様では、前記処理部は、前記回転部材の回転方向が第1の回転方向である場合に取得された第1のスキャンフレーム画像の画像データと、前記回転部材の回転方向が前記第1の回転方向の反対の方向である第2の回転方向である場合に取得された第2のスキャンフレーム画像の画像データとに基づいて、1スキャンフレーム画像の画像データを生成する処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the processing unit may be configured to obtain image data of a first scan frame image acquired when the rotation direction of the rotation member is the first rotation direction, and the rotation direction of the rotation member. A process of generating image data of one scan frame image based on the image data of the second scan frame image acquired in the case of the second rotation direction which is the opposite direction of the first rotation direction; You may go.

このようにすれば、測定対象範囲において回転型超音波プローブを往復させて測定することにより、広い範囲で精度の高い超音波画像を得ることができる。   In this way, a high-accuracy ultrasonic image can be obtained over a wide range by performing measurement by reciprocating the rotary ultrasonic probe within the measurement target range.

本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波測定装置と、表示用画像データを表示する表示部と、を含む超音波画像装置に関係する。   Another aspect of the present invention relates to an ultrasonic imaging apparatus that includes any of the ultrasonic measurement apparatuses described above and a display unit that displays display image data.

図1(A)、図1(B)は、超音波トランスデューサー素子の基本的な構成例。1A and 1B are basic configuration examples of an ultrasonic transducer element. 超音波トランスデューサーデバイス及びフレキシブル基板の構成例。The structural example of an ultrasonic transducer device and a flexible substrate. 回転型超音波プローブの基本的な構成例。A basic configuration example of a rotary ultrasonic probe. 回転型超音波プローブの詳細な構成例。The detailed structural example of a rotation type ultrasonic probe. 回転部材側接触端子及び軸部側接触端子の詳細な構成例。The detailed structural example of a rotating member side contact terminal and a shaft part side contact terminal. 回転部材側接触端子の詳細な構成例。The detailed structural example of a rotating member side contact terminal. 回転型超音波プローブの詳細な構成例の内部。Inside of a detailed configuration example of a rotary ultrasonic probe. 回転型超音波プローブの詳細な構成例の内部の一部。Part of the detailed configuration example of the rotary ultrasonic probe. 回転型超音波プローブの検出部及び連結部の詳細な構成例。3 is a detailed configuration example of a detection unit and a connection unit of a rotary ultrasonic probe. 図10(A)は、検出部が有するスリット板の構成例。図10(B)は、検出部が出力する検出信号の例。FIG. 10A illustrates a configuration example of a slit plate included in the detection unit. FIG. 10B illustrates an example of a detection signal output from the detection unit. 超音波測定装置及び超音波画像装置の基本的な構成例。2 is a basic configuration example of an ultrasonic measurement apparatus and an ultrasonic imaging apparatus. 図12(A)、図12(B)、図12(C)は、画像データの欠落を説明する図。FIGS. 12A, 12B, and 12C are diagrams for explaining missing image data. 図13(A)、図13(B)、図13(C)は、回転型超音波プローブの回転速度と超音波トランスデューサーデバイスの位置変化の関係を説明する図。FIG. 13A, FIG. 13B, and FIG. 13C are diagrams for explaining the relationship between the rotational speed of the rotary ultrasonic probe and the positional change of the ultrasonic transducer device. 図14(A)、図14(B)は、パルス繰り返し周波数の制御を説明する図。14A and 14B are diagrams for explaining control of the pulse repetition frequency. 図15(A)、図15(B)は、1フレーム当たりの送信回数の制御を説明する図。FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining control of the number of transmissions per frame. 図16(A)、図16(B)は、1フレーム当たりの送信回数の制御の一例。FIGS. 16A and 16B are examples of control of the number of transmissions per frame. 図17(A)、図17(B)は、超音波測定装置の第1の構成例による超音波測定処理のフローチャートの例。FIGS. 17A and 17B are examples of flowcharts of ultrasonic measurement processing according to the first configuration example of the ultrasonic measurement apparatus. 図18(A)、図18(B)、図18(C)は、回転方向が異なる2つの画像データに基づいて1スキャンフレーム画像を生成する処理を説明する図。FIGS. 18A, 18 </ b> B, and 18 </ b> C are diagrams illustrating processing for generating one scan frame image based on two image data having different rotation directions. 超音波測定装置の第2の構成例による超音波測定処理のフローチャートの一例。An example of the flowchart of the ultrasonic measurement process by the 2nd structural example of an ultrasonic measurement apparatus. 超音波測定装置によるCモード画像の生成を説明する図。The figure explaining the production | generation of the C mode image by an ultrasonic measuring device. 図21(A)、図21(B)は、超音波画像装置の具体的な構成例。FIG. 21A and FIG. 21B are specific configuration examples of the ultrasonic imaging apparatus.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.

1.超音波トランスデューサー素子
図1(A)、図1(B)に、超音波トランスデューサー素子10(薄膜圧電型超音波トランスデューサー素子)の基本的な構成例を示す。超音波トランスデューサー素子10は、振動膜50と、圧電素子部20とを有する。圧電素子部20は、下部電極21、圧電体膜30、上部電極22を有する。なお、本実施形態の超音波トランスデューサー素子10は図1(A)、図1(B)の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
1. Ultrasonic Transducer Element FIGS. 1A and 1B show a basic configuration example of the ultrasonic transducer element 10 (thin film piezoelectric ultrasonic transducer element). The ultrasonic transducer element 10 includes a vibration film 50 and a piezoelectric element unit 20. The piezoelectric element unit 20 includes a lower electrode 21, a piezoelectric film 30, and an upper electrode 22. In addition, the ultrasonic transducer element 10 of this embodiment is not limited to the structure of FIG. 1 (A) and FIG. 1 (B), a part of the component may be omitted or replaced with another component, Various modifications such as adding other components are possible.

図1(A)は、基板60(シリコン基板)に形成された超音波トランスデューサー素子10の、素子形成面側の基板に垂直な方向から見た平面図である。図1(B)は、図1(A)のA−A’に沿った断面を示す断面図である。   FIG. 1A is a plan view of the ultrasonic transducer element 10 formed on the substrate 60 (silicon substrate) as seen from a direction perpendicular to the substrate on the element forming surface side. FIG. 1B is a cross-sectional view showing a cross section along A-A ′ of FIG.

下部電極21(第1電極層)は、振動膜50の上層に例えば金属薄膜で形成される。この下部電極21は、図1(A)に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子10に接続される配線であってもよい。   The lower electrode 21 (first electrode layer) is formed, for example, as a metal thin film on the vibration film 50. The lower electrode 21 may be a wiring that extends to the outside of the element formation region and is connected to the adjacent ultrasonic transducer element 10 as shown in FIG.

圧電体膜30(圧電体層)は、例えばPZT(ジルコン酸チタン酸鉛)薄膜により形成され、下部電極21の少なくとも一部を覆うように設けられる。なお、圧電体膜30の材料は、PZTに限定されるものではなく、例えばチタン酸鉛(PbTiO)、ジルコン酸鉛(PbZrO)、チタン酸鉛ランタン((Pb、La)TiO)などを用いてもよい。 The piezoelectric film 30 (piezoelectric layer) is formed of, for example, a PZT (lead zirconate titanate) thin film, and is provided so as to cover at least a part of the lower electrode 21. The material of the piezoelectric film 30 is not limited to PZT. For example, lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconate (PbZrO 3 ), lead lanthanum titanate ((Pb, La) TiO 3 ), etc. May be used.

上部電極22(第2電極層)は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体膜30の少なくとも一部を覆うように設けられる。この上部電極22は、図1(A)に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子10に接続される配線であってもよい。   The upper electrode 22 (second electrode layer) is formed of, for example, a metal thin film, and is provided so as to cover at least a part of the piezoelectric film 30. The upper electrode 22 may be a wiring that extends to the outside of the element formation region and is connected to the adjacent ultrasonic transducer element 10 as shown in FIG.

振動膜50(メンブレン)は、例えばSiO薄膜とZrO薄膜との2層構造により開口45を塞ぐように設けられる。この振動膜50は、下部電極21、圧電体膜30及び上部電極22を支持すると共に、圧電体膜30の伸縮に従って振動し、超音波を発生させることができる。 The vibration film 50 (membrane) is provided so as to close the opening 45 by a two-layer structure of, for example, a SiO 2 thin film and a ZrO 2 thin film. The vibration film 50 supports the lower electrode 21, the piezoelectric film 30 and the upper electrode 22, and can vibrate according to the expansion and contraction of the piezoelectric film 30 to generate ultrasonic waves.

開口45は、基板60に配置される。開口45による空洞領域40は、基板60の裏面(素子が形成されない面)側から反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)等によりエッチングすることで形成される。この空洞領域40の形成によって振動可能になった振動膜50のサイズによって超音波の共振周波数が決定され、その超音波は圧電体膜30側(図1(A)において紙面奥から手前方向)に放射される。   The opening 45 is disposed in the substrate 60. The cavity region 40 by the opening 45 is formed by etching by reactive ion etching (RIE) or the like from the back surface (surface on which no element is formed) side of the substrate 60. The resonance frequency of the ultrasonic wave is determined by the size of the vibration film 50 that can be vibrated by the formation of the cavity region 40, and the ultrasonic wave is directed to the piezoelectric film 30 side (from the back to the front in FIG. 1A). Radiated.

超音波トランスデューサー素子10の下部電極21は、第1電極層により形成され、上部電極22は、第2電極層により形成される。具体的には、第1電極層のうちの圧電体膜30に覆われた部分が下部電極21を形成し、第2電極層のうちの圧電体膜30を覆う部分が上部電極22を形成する。即ち、圧電体膜30は、下部電極21と上部電極22に挟まれて設けられる。   The lower electrode 21 of the ultrasonic transducer element 10 is formed by the first electrode layer, and the upper electrode 22 is formed by the second electrode layer. Specifically, the portion of the first electrode layer covered with the piezoelectric film 30 forms the lower electrode 21, and the portion of the second electrode layer covering the piezoelectric film 30 forms the upper electrode 22. . That is, the piezoelectric film 30 is provided between the lower electrode 21 and the upper electrode 22.

圧電体膜30は、下部電極21と上部電極22との間、即ち第1電極層と第2電極層との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。超音波トランスデューサー素子10は、薄手の圧電素子部20と振動膜50を貼り合わせたモノモルフ(ユニモルフ)構造を用いており、圧電素子部20が面内で伸び縮みすると貼り合わせた振動膜50の寸法はそのままであるため反りが生じる。従って、圧電体膜30に交流電圧を印加することで、振動膜50が膜厚方向に対して振動し、この振動膜50の振動により超音波が放射される。圧電体膜30に印加される電圧は、例えば10〜30Vであり、周波数は例えば1〜10MHzである。   The piezoelectric film 30 expands and contracts in the in-plane direction when a voltage is applied between the lower electrode 21 and the upper electrode 22, that is, between the first electrode layer and the second electrode layer. The ultrasonic transducer element 10 uses a monomorph (unimorph) structure in which a thin piezoelectric element portion 20 and a vibration film 50 are bonded together. When the piezoelectric element portion 20 expands and contracts in a plane, the bonded vibration film 50 is bonded. Warping occurs because the dimensions remain the same. Therefore, by applying an AC voltage to the piezoelectric film 30, the vibration film 50 vibrates in the film thickness direction, and ultrasonic waves are emitted by the vibration of the vibration film 50. The voltage applied to the piezoelectric film 30 is, for example, 10 to 30 V, and the frequency is, for example, 1 to 10 MHz.

バルクの超音波トランスデューサー素子の駆動電圧がピークからピークで100V程度であるのに対して、図1(A)、図1(B)に示すような薄膜圧電型超音波トランスデューサー素子では、駆動電圧をピークからピークで10〜30V程度に小さくすることができる。   The driving voltage of the bulk ultrasonic transducer element is about 100 V from peak to peak, whereas the driving voltage is low in the thin film piezoelectric ultrasonic transducer element as shown in FIGS. The voltage can be reduced from the peak to about 10 to 30 V from the peak.

超音波トランスデューサー素子10は、出射された超音波が対象物で反射されて戻ってくる超音波エコーを受信する受信素子としても動作する。超音波エコーにより振動膜50が振動し、この振動によって圧電体膜30に圧力が加わり、下部電極21と上部電極22との間に電圧が発生する。この電圧を受信信号として取り出すことができる。   The ultrasonic transducer element 10 also operates as a receiving element that receives an ultrasonic echo that is returned when the emitted ultrasonic wave is reflected by an object. The vibration film 50 is vibrated by the ultrasonic echo, pressure is applied to the piezoelectric film 30 by this vibration, and a voltage is generated between the lower electrode 21 and the upper electrode 22. This voltage can be taken out as a received signal.

2.超音波トランスデューサーデバイス
図2に、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス310及びフレキシブル基板390a、390bの構成例を示す。超音波トランスデューサーデバイス310は、複数の開口45がアレイ状に配置された基板60、複数の開口45の各開口に設けられた超音波トランスデューサー素子10、送信用端子群312、受信用端子群314、駆動電極線DL1〜DL12及びコモン電極線CL1〜CL3を含む。なお、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス310及びフレキシブル基板390a、390bは図2の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
2. Ultrasonic Transducer Device FIG. 2 shows a configuration example of the ultrasonic transducer device 310 and the flexible substrates 390a and 390b of this embodiment. The ultrasonic transducer device 310 includes a substrate 60 having a plurality of openings 45 arranged in an array, the ultrasonic transducer element 10 provided in each opening of the plurality of openings 45, a transmission terminal group 312 and a reception terminal group. 314, drive electrode lines DL1 to DL12 and common electrode lines CL1 to CL3. Note that the ultrasonic transducer device 310 and the flexible substrates 390a and 390b of the present embodiment are not limited to the configuration of FIG. 2, and some of the components are omitted, replaced with other components, or other configurations. Various modifications such as adding elements are possible.

超音波トランスデューサー素子10は、例えば図2に示すように3行12列のマトリックス状に配置される。超音波トランスデューサー素子10は、図1(A),図1(B)に示した構成とすることができるが、これに限定されない。また、超音波トランスデューサー素子10の配置は図2に示すものに限定されない。例えばm行n列(m、nは2以上の整数)のマトリックス状の配置であってもよいし、例えば1行n列の1次元配置(直線状配置)であってもよい。   For example, as shown in FIG. 2, the ultrasonic transducer elements 10 are arranged in a matrix of 3 rows and 12 columns. The ultrasonic transducer element 10 can be configured as shown in FIGS. 1A and 1B, but is not limited thereto. Further, the arrangement of the ultrasonic transducer elements 10 is not limited to that shown in FIG. For example, it may be arranged in a matrix of m rows and n columns (m and n are integers of 2 or more), or may be a one-dimensional arrangement (linear arrangement) of 1 row and n columns, for example.

駆動電極線DL1〜DL12は、基板60上にY方向(スライス方向)に沿って配置される。駆動電極線DL1〜DL12の各々は、対応する列の超音波トランスデューサー素子10の上部電極及び下部電極のいずれか一方に接続される。例えば駆動電極線DL2は、第2列の3個の超音波トランスデューサー素子10の下部電極(又は上部電極)に接続される。駆動電極線DL1〜DL12の一端は送信用端子群312に含まれる送信信号端子T1〜T12に接続され、また他端は受信用端子群314に含まれる受信信号端子R1〜R12に接続される。   The drive electrode lines DL1 to DL12 are arranged on the substrate 60 along the Y direction (slice direction). Each of the drive electrode lines DL1 to DL12 is connected to one of the upper electrode and the lower electrode of the ultrasonic transducer element 10 in the corresponding column. For example, the drive electrode line DL2 is connected to the lower electrode (or upper electrode) of the three ultrasonic transducer elements 10 in the second row. One end of the drive electrode lines DL1 to DL12 is connected to transmission signal terminals T1 to T12 included in the transmission terminal group 312 and the other end is connected to reception signal terminals R1 to R12 included in the reception terminal group 314.

コモン電極線CL1〜CL3は、基板60上にX方向(スキャン方向)に沿って配置される。コモン電極線CL1〜CL3の各々は、対応する行の超音波トランスデューサー素子10の上部電極及び下部電極のうち駆動電極線DL1〜DL12に接続されない方の電極に接続される。例えばコモン電極線CL2は、第2行の12個の超音波トランスデューサー素子10の上部電極(又は下部電極)に接続される。コモン電極線CL1〜CL3の一端は送信用端子群312に含まれるコモン電圧端子C1と受信用端子群314に含まれるコモン電圧端子C3とに共通接続され、また他端は送信用端子群312に含まれるコモン電圧端子C2と受信用端子群314に含まれるコモン電圧端子C4とに共通接続される。   The common electrode lines CL1 to CL3 are arranged on the substrate 60 along the X direction (scanning direction). Each of the common electrode lines CL1 to CL3 is connected to an electrode that is not connected to the drive electrode lines DL1 to DL12 among the upper electrode and the lower electrode of the ultrasonic transducer element 10 in the corresponding row. For example, the common electrode line CL2 is connected to the upper electrodes (or lower electrodes) of the 12 ultrasonic transducer elements 10 in the second row. One end of the common electrode lines CL1 to CL3 is commonly connected to the common voltage terminal C1 included in the transmission terminal group 312 and the common voltage terminal C3 included in the reception terminal group 314, and the other end is connected to the transmission terminal group 312. The common voltage terminal C2 included and the common voltage terminal C4 included in the reception terminal group 314 are connected in common.

送信用端子群312は、送信信号端子T1〜T12及びコモン電圧端子C1、C2を含み、基板60の第1の長辺側に設けられる。送信信号端子T1〜T12には後述する送信部110(図11)からの送信信号が入力され、入力された送信信号は駆動電極線DL1〜DL12を介して超音波トランスデューサー素子10に供給される。コモン電圧端子C1、C2には、コモン電圧VCOMが供給される。このコモン電圧VCOMは一定の直流電圧であればよく、0V即ちグランド電位(接地電位)でなくてもよい。   The transmission terminal group 312 includes transmission signal terminals T1 to T12 and common voltage terminals C1 and C2, and is provided on the first long side of the substrate 60. A transmission signal from a transmission unit 110 (FIG. 11) described later is input to the transmission signal terminals T1 to T12, and the input transmission signal is supplied to the ultrasonic transducer element 10 via the drive electrode lines DL1 to DL12. . A common voltage VCOM is supplied to the common voltage terminals C1 and C2. The common voltage VCOM may be a constant DC voltage, and may not be 0 V, that is, the ground potential (ground potential).

受信用端子群314は、受信信号端子R1〜R12及びコモン電圧端子C3、C4を含み、基板60の第1の長辺側と対向する第2の長辺側に設けられる。超音波トランスデューサー素子10が受けた超音波エコーは、超音波トランスデューサー素子10により電気信号に変換され、この電気信号が駆動電極線DL1〜DL12及び受信信号端子R1〜R12を介して後述する受信部120(図11)に対して出力される。コモン電圧端子C3、C4には、コモン電圧VCOMが供給される。   The reception terminal group 314 includes reception signal terminals R <b> 1 to R <b> 12 and common voltage terminals C <b> 3 and C <b> 4, and is provided on the second long side facing the first long side of the substrate 60. The ultrasonic echo received by the ultrasonic transducer element 10 is converted into an electric signal by the ultrasonic transducer element 10, and this electric signal is received later through the drive electrode lines DL1 to DL12 and the reception signal terminals R1 to R12. Is output to the unit 120 (FIG. 11). A common voltage VCOM is supplied to the common voltage terminals C3 and C4.

本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス310は、リニアスキャンを行うことにより、出射する超音波ビームをスキャン方向(X方向)に沿ってスキャンすることができる。例えば、第1の送信期間では送信部110が送信信号端子T1にのみ送信信号を出力し、第1の送信期間の後の第2の送信期間では送信部110が送信信号端子T2にのみ送信信号を出力し、それ以降、送信信号端子T3から送信信号端子T12まで順次送信信号を出力することで、超音波ビームをスキャン方向に沿ってスキャンすることができる。このように超音波ビームをスキャン方向に沿ってスキャンすることで、後述する処理部130(図11)は1スキャンフレーム画像を生成することができる。1スキャンフレーム画像は、1回のスキャンにより生成される超音波画像である。例えば、1スキャンフレーム画像とは、スキャン方向を横方向とし、深さ方向を縦方向として、超音波エコーの信号強度に対応する輝度を2次元的に表示する画像(Bモード画像)である。   The ultrasonic transducer device 310 of the present embodiment can scan the emitted ultrasonic beam along the scan direction (X direction) by performing linear scanning. For example, in the first transmission period, the transmission unit 110 outputs the transmission signal only to the transmission signal terminal T1, and in the second transmission period after the first transmission period, the transmission unit 110 transmits the transmission signal only to the transmission signal terminal T2. Thereafter, the transmission signal is sequentially output from the transmission signal terminal T3 to the transmission signal terminal T12, so that the ultrasonic beam can be scanned along the scanning direction. By scanning the ultrasonic beam along the scanning direction in this way, the processing unit 130 (FIG. 11) described later can generate a one-scan frame image. One scan frame image is an ultrasonic image generated by one scan. For example, a one-scan frame image is an image (B-mode image) that two-dimensionally displays the luminance corresponding to the signal intensity of the ultrasonic echo, with the scan direction as the horizontal direction and the depth direction as the vertical direction.

フレキシブル基板390aは、送信用端子群312と送信部110とを接続するフレキシブル基板であって、フレキシブル基板側送信用端子群392aを含む。フレキシブル基板側送信用端子群392aの各端子は、送信用端子群312の対応する端子に接続される。フレキシブル基板側送信用端子群392aの各端子は、フレキシブル基板390aに設けられた対応する配線を介して複数の回転部材側送信用接触端子394aの対応する端子に接続される。後述するように、複数の回転部材側送信用接触端子394aの各端子は、複数の軸部側送信用接触端子396a(図5)の対応する端子と接触することで、送信部110と電気的に接続される。   The flexible substrate 390a is a flexible substrate that connects the transmission terminal group 312 and the transmission unit 110, and includes a flexible substrate side transmission terminal group 392a. Each terminal of the flexible substrate side transmission terminal group 392a is connected to a corresponding terminal of the transmission terminal group 312. Each terminal of the flexible substrate side transmission terminal group 392a is connected to a corresponding terminal of the plurality of rotating member side transmission contact terminals 394a via a corresponding wiring provided on the flexible substrate 390a. As will be described later, the terminals of the plurality of rotating member side transmission contact terminals 394a are electrically connected to the transmission unit 110 by contacting the corresponding terminals of the plurality of shaft side transmission contact terminals 396a (FIG. 5). Connected to.

フレキシブル基板390bは、受信用端子群314と受信部120とを接続するフレキシブル基板であって、フレキシブル基板側受信用端子群392bを含む。フレキシブル基板側受信用端子群392bの各端子は、受信用端子群314の対応する端子に接続される。フレキシブル基板側受信用端子群392bの各端子は、フレキシブル基板390bに設けられた対応する配線を介して複数の回転部材側受信用接触端子394bの対応する端子に接続される。後述するように、複数の回転部材側受信用接触端子394bの各端子は、複数の軸部側受信用接触端子396b(図5)の対応する端子と接触することで、受信部120と電気的に接続される。   The flexible substrate 390b is a flexible substrate that connects the reception terminal group 314 and the reception unit 120, and includes a flexible substrate side reception terminal group 392b. Each terminal of the flexible substrate side reception terminal group 392b is connected to a corresponding terminal of the reception terminal group 314. Each terminal of the flexible substrate side reception terminal group 392b is connected to a corresponding terminal of the plurality of rotating member side reception contact terminals 394b via a corresponding wiring provided on the flexible substrate 390b. As will be described later, the terminals of the plurality of rotating member side receiving contact terminals 394b are electrically connected to the receiving unit 120 by contacting the corresponding terminals of the plurality of shaft side receiving contact terminals 396b (FIG. 5). Connected to.

3.回転型超音波プローブ
図3に、本実施形態の回転型超音波プローブ300の基本的な構成例を示す。回転型超音波プローブ300は、複数の超音波トランスデューサーデバイス310、軸部320、回転部材330、検出部340、連結部360及び把持部302を含む。なお、本実施形態の回転型超音波プローブ300は図3の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
3. Rotating Ultrasonic Probe FIG. 3 shows a basic configuration example of the rotating ultrasonic probe 300 of this embodiment. The rotary ultrasonic probe 300 includes a plurality of ultrasonic transducer devices 310, a shaft part 320, a rotation member 330, a detection part 340, a connection part 360, and a grip part 302. Note that the rotary ultrasonic probe 300 of the present embodiment is not limited to the configuration of FIG. 3, and some of the components are omitted, replaced with other components, or other components are added. Various modifications are possible.

複数の超音波トランスデューサーデバイス310は、回転部材330の長手方向(図3のX方向)をスキャン方向として回転部材330の外周面に配置される。複数の超音波トランスデューサーデバイス310の各々の超音波出射面が回転部材330の外周面に向くように、そしてスキャン方向が所定の回転軸AXの方向に沿うよう配置される。また、複数の超音波トランスデューサーデバイス310は、回転部材330の外周面において例えば等間隔になるように配置される。   The plurality of ultrasonic transducer devices 310 are arranged on the outer peripheral surface of the rotating member 330 with the longitudinal direction of the rotating member 330 (the X direction in FIG. 3) as the scanning direction. Each of the plurality of ultrasonic transducer devices 310 is arranged such that the ultrasonic wave emission surface faces the outer peripheral surface of the rotating member 330 and the scanning direction is along the direction of the predetermined rotation axis AX. Further, the plurality of ultrasonic transducer devices 310 are arranged on the outer peripheral surface of the rotating member 330 so as to be equidistant, for example.

そして回転部材330が所定の回転軸AXの周りに回転することで、複数の超音波トランスデューサーデバイス310が順次1個ごとに被検体と接触し、超音波の送信及び超音波エコーの受信を行う。具体的には、回転部材330が軸部320の周りに回転することで複数の超音波トランスデューサーデバイス310が回転軸AXの周りに回転し、回転軸AXに対してZ方向側に位置する超音波トランスデューサーデバイス310が被検体と接触し、超音波の送信及び超音波エコーの受信を行う。   Then, by rotating the rotating member 330 around a predetermined rotation axis AX, the plurality of ultrasonic transducer devices 310 sequentially contact the subject one by one, and transmit ultrasonic waves and receive ultrasonic echoes. . Specifically, when the rotation member 330 rotates around the shaft portion 320, the plurality of ultrasonic transducer devices 310 rotate around the rotation axis AX, and the superposition positioned on the Z direction side with respect to the rotation axis AX. The acoustic transducer device 310 contacts the subject and transmits ultrasonic waves and receives ultrasonic echoes.

このようにすることで、1次元配列又は少ない素子数で構成される超音波トランスデューサーデバイスを用いて、広い測定範囲において容易に超音波測定を行うことができる。   By doing in this way, ultrasonic measurement can be easily performed in a wide measurement range using an ultrasonic transducer device constituted by a one-dimensional array or a small number of elements.

軸部320は、例えば円筒状の部材であって、その内周部には検出部340が設けられる。軸部320と回転部材330とは、連結部360によって回転可能に連結される。   The shaft part 320 is, for example, a cylindrical member, and a detection part 340 is provided on the inner peripheral part thereof. The shaft part 320 and the rotating member 330 are rotatably connected by a connecting part 360.

回転部材330は、軸部320の少なくとも一部を被うように設けられ、所定の回転軸AXの周りに回転可能である。所定の回転軸AXは、例えば軸部320の中心軸である。回転部材330が回転軸AXの周りに回転することにより、複数の超音波トランスデューサーデバイス310が回転軸AXの周りに回転することができる。   The rotation member 330 is provided so as to cover at least a part of the shaft portion 320, and is rotatable around a predetermined rotation axis AX. The predetermined rotation axis AX is a central axis of the shaft portion 320, for example. By rotating the rotation member 330 around the rotation axis AX, the plurality of ultrasonic transducer devices 310 can rotate around the rotation axis AX.

検出部340は、例えばロータリーエンコーダーであって、回転部材330の回転軸AX周りでの回転を検出する。後述する処理部130(図11)は、検出部340における回転部材330の回転の検出結果に基づいて、送信部110を制御する。なお、検出部340の構成例については、後述する。   The detection unit 340 is, for example, a rotary encoder, and detects the rotation of the rotating member 330 around the rotation axis AX. The processing unit 130 (FIG. 11) described later controls the transmission unit 110 based on the detection result of the rotation of the rotation member 330 in the detection unit 340. A configuration example of the detection unit 340 will be described later.

連結部360は、例えばベアリング部を有し、軸部320と回転部材330とを回転可能に連結する。連結部360の構成例については、後述する。   The connection part 360 has a bearing part, for example, and connects the axial part 320 and the rotation member 330 rotatably. A configuration example of the connecting portion 360 will be described later.

把持部302は、軸部320の外周部に設けられ、回転部材330が回転自在になるように軸部320を支持する。回転部材330の外周面の一部が被検体に密着した状態で、把持部302を介して軸部320に回転軸方向に垂直な移動方向(例えばY方向)の力が加わることにより、回転部材330が回転する。即ち、ユーザーが把持部302を持って、回転部材330の外周面の一部を被検体に密着させた状態で回転部材330を回転させることで、複数の超音波トランスデューサーデバイス310を回転軸AXの周りに回転させながら、回転型超音波プローブ300をスライス方向(Y方向)に移動させることができる。   The grip portion 302 is provided on the outer peripheral portion of the shaft portion 320 and supports the shaft portion 320 so that the rotating member 330 can rotate. In the state where a part of the outer peripheral surface of the rotating member 330 is in close contact with the subject, a force in the moving direction (for example, the Y direction) perpendicular to the rotating shaft direction is applied to the shaft portion 320 via the grip portion 302, thereby 330 rotates. That is, the user holds the grip portion 302 and rotates the rotating member 330 in a state in which a part of the outer peripheral surface of the rotating member 330 is in close contact with the subject, whereby the plurality of ultrasonic transducer devices 310 are rotated about the rotation axis AX. The rotary ultrasonic probe 300 can be moved in the slicing direction (Y direction) while being rotated around.

回転型超音波プローブ300は、ケーブル350により超音波測定装置本体と電気的に接続される。   The rotary ultrasonic probe 300 is electrically connected to the ultrasonic measurement apparatus main body by a cable 350.

このように本実施形態の回転型超音波プローブ300によれば、複数の超音波トランスデューサーデバイス310を回転軸AXの周りに回転させながら、回転型超音波プローブ300をスライス方向に移動させて超音波測定を行うことができる。こうすることで、簡素な構成の超音波トランスデューサーデバイスを用いて、広い範囲における複数のBモード画像を容易に取得することができる。   Thus, according to the rotary ultrasonic probe 300 of the present embodiment, the rotary ultrasonic probe 300 is moved in the slicing direction while rotating the plurality of ultrasonic transducer devices 310 around the rotation axis AX. Sound wave measurements can be made. By doing so, a plurality of B-mode images in a wide range can be easily acquired using an ultrasonic transducer device having a simple configuration.

図4に、本実施形態の回転型超音波プローブ300の詳細な構成例を示す。図4は、回転型超音波プローブ300をY方向側から見た図(正面図)である。図4に示す回転型超音波プローブ300は、超音波トランスデューサーデバイス310、軸部320、回転部材330、検出部340、連結部360、音響部材304、補強部材370、回路基板380a、380b、フレキシブル基板390a、390bを含む。なお、本実施形態の回転型超音波プローブ300は図4の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。   FIG. 4 shows a detailed configuration example of the rotary ultrasonic probe 300 of the present embodiment. FIG. 4 is a view (front view) of the rotary ultrasonic probe 300 viewed from the Y direction side. 4 includes an ultrasonic transducer device 310, a shaft portion 320, a rotating member 330, a detecting portion 340, a connecting portion 360, an acoustic member 304, a reinforcing member 370, circuit boards 380a and 380b, a flexible substrate. Substrates 390a and 390b are included. Note that the rotary ultrasonic probe 300 of the present embodiment is not limited to the configuration of FIG. 4, and some of the components are omitted, replaced with other components, or other components are added. Various modifications are possible.

超音波トランスデューサーデバイス310、軸部320、回転部材330、検出部340、連結部360については図3で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。   Since the ultrasonic transducer device 310, the shaft portion 320, the rotating member 330, the detecting portion 340, and the connecting portion 360 have been described with reference to FIG. 3, detailed description thereof is omitted here.

補強部材370は、超音波トランスデューサーデバイス310の強度を補強する部材であり、超音波トランスデューサーデバイス310の基板60の裏面(開口45が設けられる面)に接着される。   The reinforcing member 370 is a member that reinforces the strength of the ultrasonic transducer device 310 and is bonded to the back surface (the surface on which the opening 45 is provided) of the substrate 60 of the ultrasonic transducer device 310.

回路基板380a、380bは、軸部320の内周部に設けられる。回路基板380aには送信部110の少なくとも一部が設けられ、回路基板380bには受信部120の少なくとも一部が設けられる。送信部110の少なくとも一部及び受信部120の少なくとも一部を回転型超音波プローブ300に設けることで、超音波トランスデューサーデバイス310と送信部110及び受信部120とをそれぞれ接続する配線を短くすることができるから、効率の良い送受信処理を行うことができる。   The circuit boards 380 a and 380 b are provided on the inner peripheral portion of the shaft portion 320. At least a part of the transmission unit 110 is provided on the circuit board 380a, and at least a part of the reception unit 120 is provided on the circuit board 380b. By providing at least a part of the transmission unit 110 and at least a part of the reception unit 120 in the rotary ultrasonic probe 300, the wiring connecting the ultrasonic transducer device 310, the transmission unit 110, and the reception unit 120 is shortened. Therefore, efficient transmission / reception processing can be performed.

回路基板380a、380bは、軸部320の内周部に設けられた複数の軸部側送信用接触端子396a及び複数の軸部側受信用接触端子396bにそれぞれ接続される。   The circuit boards 380a and 380b are respectively connected to a plurality of shaft side transmission contact terminals 396a and a plurality of shaft side reception contact terminals 396b provided on the inner periphery of the shaft 320.

フレキシブル基板390a、390bは、超音波トランスデューサーデバイス310と複数の回転部材側接触端子394a、394bとをそれぞれ接続する。具体的には、フレキシブル基板390aは送信用端子群312(図2)と複数の回転部材側送信用接触端子394aとを接続し、フレキシブル基板390bは受信用端子群314(図2)と複数の回転部材側受信用接触端子394bとを接続する。   The flexible substrates 390a and 390b connect the ultrasonic transducer device 310 and the plurality of rotating member side contact terminals 394a and 394b, respectively. Specifically, the flexible substrate 390a connects the transmission terminal group 312 (FIG. 2) and the plurality of rotating member side transmission contact terminals 394a, and the flexible substrate 390b includes the reception terminal group 314 (FIG. 2) and the plurality of transmission terminal groups. The rotating member side receiving contact terminal 394b is connected.

音響部材304は、例えば音響整合層や音響レンズなどであって、超音波トランスデューサーデバイス310の超音波出射面を被うように設けられる。音響部材304の超音波トランスデューサーデバイス310に接する面と対向する面の少なくとも一部は、回転部材330の外周面から露出される。   The acoustic member 304 is, for example, an acoustic matching layer or an acoustic lens, and is provided so as to cover the ultrasonic emission surface of the ultrasonic transducer device 310. At least a part of the surface of the acoustic member 304 that faces the surface that contacts the ultrasonic transducer device 310 is exposed from the outer peripheral surface of the rotating member 330.

図5に、回転部材側接触端子394a、394b及び軸部側接触端子396a、396bの詳細な構成例を示す。   FIG. 5 shows a detailed configuration example of the rotating member side contact terminals 394a and 394b and the shaft side contact terminals 396a and 396b.

複数の回転部材側接触端子394a、394bは、補強部材370の超音波トランスデューサーデバイス310が設けられる面の反対側の面に設けられる。複数の回転部材側送信用接触端子394aは、フレキシブル基板390aを介して超音波トランスデューサーデバイス310と接続される。複数の回転部材側受信用接触端子394bは、フレキシブル基板390bを介して超音波トランスデューサーデバイス310と接続される。   The plurality of rotating member side contact terminals 394a and 394b are provided on the surface of the reinforcing member 370 opposite to the surface on which the ultrasonic transducer device 310 is provided. The plurality of rotating member side transmission contact terminals 394a are connected to the ultrasonic transducer device 310 via the flexible substrate 390a. The plurality of rotating member side receiving contact terminals 394b are connected to the ultrasonic transducer device 310 via the flexible substrate 390b.

複数の軸部側接触端子396a、396bは、軸部320の内周部に設けられ、各端子の少なくとも一部は軸部320の外周面から露出する。複数の軸部側送信用接触端子396aは、回路基板380aと電気的に接続され、複数の軸部側受信用接触端子396bは、回路基板380bと電気的に接続される。   The plurality of shaft side contact terminals 396 a and 396 b are provided on the inner peripheral portion of the shaft portion 320, and at least a part of each terminal is exposed from the outer peripheral surface of the shaft portion 320. The plurality of shaft side transmission contact terminals 396a are electrically connected to the circuit board 380a, and the plurality of shaft side reception contact terminals 396b are electrically connected to the circuit board 380b.

回転部材330が回転軸AXの周りに回転する場合に、複数の超音波トランスデューサーデバイス310のうちのいずれか1つに対応する回転部材側接触端子394a、394bが軸部側接触端子396a、396bと接触する。こうすることで、回転軸AXに対して被検体方向(Z方向)側にある超音波トランスデューサーデバイス310が送信部110及び受信部120と電気的に接続され、超音波の送受信を行うことができる。   When the rotating member 330 rotates around the rotation axis AX, the rotating member side contact terminals 394a and 394b corresponding to any one of the plurality of ultrasonic transducer devices 310 are the shaft portion side contact terminals 396a and 396b. Contact with. By doing so, the ultrasonic transducer device 310 located on the subject direction (Z direction) side with respect to the rotation axis AX is electrically connected to the transmission unit 110 and the reception unit 120, and can transmit and receive ultrasonic waves. it can.

図6に、複数の回転部材側接触端子394a、394bの詳細な構成例を示す。複数の回転部材側送信用接触端子394aは、フレキシブル基板390aを介して超音波トランスデューサーデバイス310と接続される。複数の回転部材側受信用接触端子394bは、フレキシブル基板390bを介して超音波トランスデューサーデバイス310と接続される。   FIG. 6 shows a detailed configuration example of the plurality of rotating member side contact terminals 394a and 394b. The plurality of rotating member side transmission contact terminals 394a are connected to the ultrasonic transducer device 310 via the flexible substrate 390a. The plurality of rotating member side receiving contact terminals 394b are connected to the ultrasonic transducer device 310 via the flexible substrate 390b.

図7に、本実施形態の回転型超音波プローブ300の詳細な構成例の内部を示す。図7は、回転型超音波プローブ300の内部を−X方向側から見た図(側面図)である。   FIG. 7 shows the inside of a detailed configuration example of the rotary ultrasonic probe 300 of the present embodiment. FIG. 7 is a view (side view) of the inside of the rotary ultrasonic probe 300 as seen from the −X direction side.

図7に示すように、回転部材330には、例えば8個の超音波トランスデューサーデバイス310が設けられる。そして回転部材330が回転軸AXの周りに回転する場合に、回転軸AXに対して被検体方向(Z方向)側にある超音波トランスデューサーデバイス310が送信部110及び受信部120と電気的に接続され、超音波の送受信を行うことができる。   As shown in FIG. 7, for example, eight ultrasonic transducer devices 310 are provided on the rotating member 330. When the rotating member 330 rotates around the rotation axis AX, the ultrasonic transducer device 310 on the subject direction (Z direction) side with respect to the rotation axis AX is electrically connected to the transmission unit 110 and the reception unit 120. It is connected and can transmit and receive ultrasonic waves.

図8に、回転型超音波プローブ300の詳細な構成例の内部の一部を示す。図8は、図7のA1に示す部分を拡大した図である。   FIG. 8 shows a part of a detailed configuration example of the rotary ultrasonic probe 300. FIG. 8 is an enlarged view of a portion indicated by A1 in FIG.

図8に示すように、超音波トランスデューサーデバイス310が回転軸AXに対して被検体方向(Z方向)側に位置する場合に、回転部材側接触端子394a、394bと軸部側接触端子396a、396bとがそれぞれ接触する。   As shown in FIG. 8, when the ultrasonic transducer device 310 is positioned on the subject direction (Z direction) side with respect to the rotation axis AX, the rotation member side contact terminals 394a and 394b and the shaft side contact terminals 396a, 396b contacts each other.

図9に、本実施形態の回転型超音波プローブ300の検出部340及び連結部360の詳細な構成例を示す。検出部340は、ロータリーエンコーダーであって、発光部342a、342b、受光部344a、344b、スリット板346を含む。連結部360は、ベアリング部362を含む。   In FIG. 9, the detailed structural example of the detection part 340 and the connection part 360 of the rotary ultrasonic probe 300 of this embodiment is shown. The detection unit 340 is a rotary encoder, and includes light emitting units 342a and 342b, light receiving units 344a and 344b, and a slit plate 346. The coupling part 360 includes a bearing part 362.

発光部342a、342bは例えば発光ダイオード(LED)などの発光素子であり、受光部344a、344bは例えばフォトダイオード(PD)などの受光素子である。受光部344a、344bは、発光部342a、342bから出射され、スリット板346に設けられたスリットを通過した光を検出し、検出結果として検出信号を処理部130に出力する。スリット板346は、ベアリング部362に固定され、ベアリング部362と共に軸部320の周りに回転することができる。スリット板346の構成例については、後述する。   The light emitting units 342a and 342b are light emitting elements such as light emitting diodes (LED), and the light receiving units 344a and 344b are light receiving elements such as photodiodes (PD). The light receiving units 344a and 344b detect the light emitted from the light emitting units 342a and 342b and passed through the slit provided in the slit plate 346, and output a detection signal to the processing unit 130 as a detection result. The slit plate 346 is fixed to the bearing portion 362 and can rotate around the shaft portion 320 together with the bearing portion 362. A configuration example of the slit plate 346 will be described later.

ベアリング部362は、内輪が軸部320に固定され、外輪が回転部材330と共に回転する。回転部材330はベアリング部362の外輪に固定され、ベアリング部362の外輪と共に、軸部320の周りに、即ち回転軸AXの周りに回転することができる。   In the bearing portion 362, the inner ring is fixed to the shaft portion 320, and the outer ring rotates together with the rotating member 330. The rotation member 330 is fixed to the outer ring of the bearing portion 362 and can rotate around the shaft portion 320, that is, around the rotation axis AX together with the outer ring of the bearing portion 362.

図10(A)に、検出部340が有するスリット板346の構成例を示す。スリット板346は、複数のA相スリットSLTa及び複数のB相スリットSLTbを有する。受光部344aは、発光部342aから出射されA相スリットSLTaを通過した光を検出する。また、受光部344bは、発光部342bから出射されB相スリットSLTbを通過した光を検出する。A相スリットSLTaとB相スリットSLTbは、スリット板346が回転する際に受光部344a、344bからそれぞれ出力される2つの検出信号(A相検出信号及びB相検出信号)の位相が1/4周期分ずれるように設けられている。このようにすることで、処理部130はスリット板346の回転方向を識別することができる。   FIG. 10A illustrates a configuration example of the slit plate 346 included in the detection unit 340. Slit plate 346 has a plurality of A-phase slits SLTa and a plurality of B-phase slits SLTb. The light receiving unit 344a detects light emitted from the light emitting unit 342a and passed through the A-phase slit SLTa. The light receiving unit 344b detects light emitted from the light emitting unit 342b and passed through the B-phase slit SLTb. In the A-phase slit SLTa and the B-phase slit SLTb, the phases of two detection signals (A-phase detection signal and B-phase detection signal) output from the light receiving units 344a and 344b when the slit plate 346 rotates are ¼. It is provided so as to be shifted by a period. By doing so, the processing unit 130 can identify the rotation direction of the slit plate 346.

図10(B)に、検出部340が出力する検出信号の例を示す。スリット板346の回転方向が第1の回転方向である場合には、A相検出信号の位相はB相検出信号よりも周期TAの1/4(TA/4)だけ進んでいる。一方、スリット板346の回転方向が第2の回転方向である場合には、A相検出信号の位相はB相検出信号よりも周期TAの1/4(TA/4)だけ遅れている。   FIG. 10B shows an example of a detection signal output from the detection unit 340. When the rotation direction of the slit plate 346 is the first rotation direction, the phase of the A-phase detection signal is advanced by ¼ (TA / 4) of the period TA from the B-phase detection signal. On the other hand, when the rotation direction of the slit plate 346 is the second rotation direction, the phase of the A-phase detection signal is delayed by ¼ (TA / 4) of the period TA from the B-phase detection signal.

処理部130は、検出信号のパルスをカウントすることでスリット板346の回転速度情報を取得し、さらにA相検出信号とB相検出信号との位相差を検出することでスリット板346の回転方向を識別することができる。回転部材330はスリット板346と共に回転するから、このようにして、処理部130は回転部材330の回転速度情報を取得し、さらに回転部材330の回転方向を識別することができる。   The processing unit 130 obtains the rotational speed information of the slit plate 346 by counting the pulses of the detection signal, and further detects the phase difference between the A phase detection signal and the B phase detection signal to thereby rotate the slit plate 346. Can be identified. Since the rotation member 330 rotates together with the slit plate 346, the processing unit 130 can acquire the rotation speed information of the rotation member 330 and further identify the rotation direction of the rotation member 330 in this way.

4.超音波測定装置
図11に、本実施形態の超音波測定装置100及び超音波画像装置400の基本的な構成例を示す。超音波測定装置100は、回転型超音波プローブ300、送信部110、受信部120及び処理部130を含む。超音波画像装置400は、超音波測定装置100及び表示部410を含む。なお、本実施形態の超音波測定装置100及び超音波画像装置400は図11の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
4). Ultrasonic Measuring Device FIG. 11 shows a basic configuration example of the ultrasonic measuring device 100 and the ultrasonic imaging device 400 of the present embodiment. The ultrasonic measurement apparatus 100 includes a rotary ultrasonic probe 300, a transmission unit 110, a reception unit 120, and a processing unit 130. The ultrasonic imaging apparatus 400 includes an ultrasonic measurement apparatus 100 and a display unit 410. Note that the ultrasonic measurement apparatus 100 and the ultrasonic imaging apparatus 400 of the present embodiment are not limited to the configuration in FIG. 11, and some of the components are omitted, replaced with other components, or other components Various modifications, such as adding, are possible.

回転型超音波プローブ300については既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。   Since the rotary ultrasonic probe 300 has already been described, detailed description thereof is omitted here.

送信部110は、超音波の送信処理を行う。具体的には、送信部110が回転型超音波プローブ300に対して送信信号(駆動信号)を出力し、回転型超音波プローブ300が有する複数の超音波トランスデューサーデバイス310のうちのいずれか1つが電気信号である送信信号を超音波に変換して、対象物に対して超音波を出射する。送信部110の少なくとも一部は、回転型超音波プローブ300が有する回路基板380aに設けられてもよい。   The transmission unit 110 performs ultrasonic transmission processing. Specifically, the transmission unit 110 outputs a transmission signal (drive signal) to the rotary ultrasonic probe 300, and any one of a plurality of ultrasonic transducer devices 310 included in the rotary ultrasonic probe 300. A transmission signal, which is an electrical signal, is converted into an ultrasonic wave, and the ultrasonic wave is emitted to an object. At least a part of the transmission unit 110 may be provided on a circuit board 380 a included in the rotary ultrasonic probe 300.

受信部120は、超音波エコーの受信処理を行う。具体的には、回転型超音波プローブ300が有する複数の超音波トランスデューサーデバイス310のうちのいずれか1つが対象物からの超音波エコーを電気信号に変換する。そして受信部120は、超音波トランスデューサーデバイス310からの電気信号である受信信号(アナログ信号)に対して増幅、検波、A/D変換、位相合わせなどの受信処理を行い、受信処理後の信号である受信信号(デジタルデータ)を処理部130に対して出力する。受信部120の少なくとも一部は、回転型超音波プローブ300が有する回路基板380bに設けられてもよい。   The receiving unit 120 performs ultrasonic echo reception processing. Specifically, any one of the plurality of ultrasonic transducer devices 310 included in the rotary ultrasonic probe 300 converts an ultrasonic echo from the object into an electrical signal. Then, the reception unit 120 performs reception processing such as amplification, detection, A / D conversion, and phase alignment on the reception signal (analog signal) that is an electrical signal from the ultrasonic transducer device 310, and the signal after the reception processing The received signal (digital data) is output to the processing unit 130. At least a part of the receiving unit 120 may be provided on the circuit board 380b included in the rotary ultrasonic probe 300.

処理部130は、受信部120からの受信信号に基づいて画像データの生成処理を行う。また処理部130は、検出部340における回転部材330の回転の検出結果に基づいて、送信部110を制御する。具体的には、処理部130は、回転部材330の回転の検出結果に基づいて、送信部110のパルス繰り返し周波数(PRF:Pulse Repeat Frequency)又は1フレーム当たりの送信回数を制御する処理を行う。より具体的には、処理部130は、回転部材330の回転速度の検出結果に基づいて、回転速度が速くなるほど、パルス繰り返し周波数を高くする処理を行う。或いは、処理部130は、回転部材330の回転速度の検出結果に基づいて、回転速度が速くなるほど、1フレーム当たりの送信回数を減少させる処理を行う。処理部130による送信部110の制御処理については、後で詳細に説明する。   The processing unit 130 performs image data generation processing based on the reception signal from the reception unit 120. Further, the processing unit 130 controls the transmission unit 110 based on the detection result of the rotation of the rotating member 330 in the detection unit 340. Specifically, the processing unit 130 performs processing for controlling the pulse repetition frequency (PRF) of the transmission unit 110 or the number of transmissions per frame based on the detection result of the rotation of the rotating member 330. More specifically, the processing unit 130 performs processing for increasing the pulse repetition frequency as the rotational speed increases based on the detection result of the rotational speed of the rotating member 330. Alternatively, the processing unit 130 performs a process of reducing the number of transmissions per frame as the rotational speed increases based on the detection result of the rotational speed of the rotating member 330. The control process of the transmission unit 110 by the processing unit 130 will be described in detail later.

パルス繰り返し周波数は、1フレームの画像を取得する期間における超音波パルスの送信の繰り返しの頻度を表す値である。即ち、1フレームの画像を取得する期間における超音波パルスの送信の繰り返しの周期の逆数である。なお、1送信期間には複数の超音波パルスが送信されてもよい。この場合には、パルス繰り返し周波数は、1フレームの画像を取得する期間における超音波パルスの送信期間の繰り返しの頻度を表す値であり、1フレームの画像を取得する期間における超音波パルスの送信期間の繰り返しの周期の逆数である。超音波パルスは、例えば正弦波パルス、又は矩形波パルス、又は三角波パルスなどである。また、超音波パルスは、1周期のパルスであってもよいし、或いは1/2周期のパルス、又は2/3周期のパルスなどであってもよい。   The pulse repetition frequency is a value representing the frequency of repetition of transmission of ultrasonic pulses during a period in which an image of one frame is acquired. That is, it is the reciprocal of the cycle of repeating the transmission of ultrasonic pulses in the period for acquiring an image of one frame. A plurality of ultrasonic pulses may be transmitted in one transmission period. In this case, the pulse repetition frequency is a value representing the frequency of repetition of the transmission period of the ultrasonic pulse in the period for acquiring the image of one frame, and the transmission period of the ultrasonic pulse in the period for acquiring the image of one frame. It is the reciprocal of the cycle of. The ultrasonic pulse is, for example, a sine wave pulse, a rectangular wave pulse, or a triangular wave pulse. Further, the ultrasonic pulse may be a one-cycle pulse, a 1 / 2-cycle pulse, a 2 / 3-cycle pulse, or the like.

1フレームの画像とは、1回のスキャンによって取得される超音波画像であって、例えばスキャン方向を横方向とし、深さ方向を縦方向として、超音波エコーの信号強度に対応する輝度を2次元的に表示する画像(Bモード画像)である。   An image of one frame is an ultrasonic image acquired by one scan. For example, the scan direction is a horizontal direction and the depth direction is a vertical direction, and the luminance corresponding to the signal intensity of the ultrasonic echo is 2 It is an image (B mode image) displayed in a two-dimensional manner.

表示部410は、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の表示装置であって、処理部130からの表示用画像データを表示する。   The display unit 410 is a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, and displays display image data from the processing unit 130.

図12(A)、図12(B)、図12(C)は、比較例として、回転速度に応じた制御処理を行わない回転型超音波プローブにおける画像データの欠落を説明する図である。   FIGS. 12A, 12 </ b> B, and 12 </ b> C are diagrams for explaining missing image data in a rotary ultrasonic probe that does not perform control processing according to the rotation speed, as a comparative example.

図12(A)には、被検体に接触している1つの超音波トランスデューサーデバイス310から超音波が出射されたタイミングを示す。そして図12(B)には、出射された超音波が対象物により反射されることによる超音波エコーが戻ってきたタイミングを示す。   FIG. 12A shows the timing at which ultrasonic waves are emitted from one ultrasonic transducer device 310 that is in contact with the subject. FIG. 12B shows the timing at which the ultrasonic echo returned due to the reflected ultrasonic wave being reflected by the object.

超音波が出射されてから超音波エコーが戻ってくるまでの時間に、回転によって超音波トランスデューサーデバイス310の位置が移動する。回転型超音波プローブの移動速度又は回転速度が速い場合には、図12(B)に示すように、超音波トランスデューサーデバイス310が被検体から離れてしまう場合が生じる。このような場合には、超音波トランスデューサーデバイス310が超音波エコーを受信することができないから、処理部130は超音波画像データの少なくとも一部を生成することができなくなる。   The position of the ultrasonic transducer device 310 is moved by rotation during the time from when the ultrasonic wave is emitted until the ultrasonic echo returns. When the moving speed or rotational speed of the rotary ultrasonic probe is high, the ultrasonic transducer device 310 may be separated from the subject as shown in FIG. In such a case, since the ultrasonic transducer device 310 cannot receive the ultrasonic echo, the processing unit 130 cannot generate at least a part of the ultrasonic image data.

図12(C)には、回転型超音波プローブをY方向に移動させながら超音波画像(Bモード画像)FR1〜FR4を取得しようとする場合を示す。回転速度が速い場合には、超音波画像FR1のように画像データの一部が欠落したり、超音波画像FR3のように画像データの全てが欠落するおそれがある。   FIG. 12C shows a case where ultrasonic images (B-mode images) FR1 to FR4 are to be acquired while moving the rotary ultrasonic probe in the Y direction. When the rotation speed is high, part of the image data may be lost like the ultrasonic image FR1, or all of the image data may be lost like the ultrasonic image FR3.

このような画像データの欠落を防ぐためには、1フレーム画像を取得するための時間を1つの超音波トランスデューサーデバイス310が被検体に接触している時間より短くする必要がある。即ち、1つの超音波トランスデューサーデバイス310が被検体に接触している時間内に、1フレーム画像を取得するための送受信を完了する必要がある。1フレーム当たりの送信回数をN、送受信の繰り返し周期をTとすると、1フレーム画像を取得するための時間はN×Tで与えられる。従って、回転速度が速くなるほど、1フレーム当たりの送信回数N及び送受信の繰り返し周期Tのいずれか一方、或いは両方を小さくする必要がある。   In order to prevent such loss of image data, it is necessary to make the time for acquiring one frame image shorter than the time during which one ultrasonic transducer device 310 is in contact with the subject. In other words, it is necessary to complete transmission / reception for acquiring one frame image within the time when one ultrasonic transducer device 310 is in contact with the subject. Assuming that the number of transmissions per frame is N and the repetition period of transmission and reception is T, the time for acquiring one frame image is given by N × T. Therefore, it is necessary to reduce either one or both of the number of transmissions N per frame and the repetition period T of transmission / reception as the rotation speed increases.

図13(A)、図13(B)、図13(C)は、回転型超音波プローブ300の回転速度と超音波トランスデューサーデバイス310の位置変化の関係を説明する図である。回転部材330の外周の半径をR、回転部材330の回転の角速度(回転速度)をωとすると、回転型超音波プローブ300の移動速度VはV=R×ωで与えられる。また、超音波トランスデューサーデバイス310のスライス方向の長さをWとする。   FIGS. 13A, 13 </ b> B, and 13 </ b> C are diagrams for explaining the relationship between the rotational speed of the rotary ultrasonic probe 300 and the positional change of the ultrasonic transducer device 310. When the radius of the outer periphery of the rotating member 330 is R and the angular velocity (rotational speed) of the rotating member 330 is ω, the moving speed V of the rotating ultrasonic probe 300 is given by V = R × ω. The length of the ultrasonic transducer device 310 in the slice direction is W.

時刻t=0では、図13(A)に示すように、超音波トランスデューサーデバイス310の一端が被検体に接触している。そして時刻t=(1/2)×W/Vでは、回転型超音波プローブ300がW/2だけY方向に移動し、超音波トランスデューサーデバイス310の中央部が被検体に接触する。そして時刻t=W/Vでは、回転型超音波プローブ300がt=0での位置からWだけY方向に移動し、超音波トランスデューサーデバイス310の他端が被検体から離れる。   At time t = 0, as shown in FIG. 13A, one end of the ultrasonic transducer device 310 is in contact with the subject. At time t = (1/2) × W / V, the rotary ultrasonic probe 300 moves in the Y direction by W / 2, and the central portion of the ultrasonic transducer device 310 contacts the subject. At time t = W / V, the rotary ultrasonic probe 300 moves in the Y direction by W from the position at t = 0, and the other end of the ultrasonic transducer device 310 moves away from the subject.

実際の超音波測定では、回転型超音波プローブ300を押し当てることによる圧力(押し圧)が被検体に加わるので、被検体表面にはある程度の凹みが生じる。この凹みが生じることで、超音波トランスデューサーデバイス310の出射面の全体が一定時間被検体に接触することができる。出射面の全体が被検体に接触している時間は、図13(A)、図13(B)、図13(C)から分かるように、t=W/Vよりも短いと考えられる。従って、1フレーム画像を取得するための時間N×TをW/Vより短くすることが必要である。
即ち、以下の不等式を満足する必要がある。
N×T<W/V (1)
ここで、移動速度V=R×ωを式(1)に代入すれば、次式を得る。
N×T<W/(R×ω) (2)
さらに、パルス繰り返し周波数PRF=1/Tを用いて式(2)を整理すると、次式を得る。
PRF>N×ω×R/W (3)
また、式(3)から、次式を得る。
N<PRF×W/(ω×R) (4)
In actual ultrasonic measurement, a pressure (pressing pressure) generated by pressing the rotary ultrasonic probe 300 is applied to the subject, so that a certain degree of dent is generated on the subject surface. Due to the formation of the dent, the entire emission surface of the ultrasonic transducer device 310 can contact the subject for a certain period of time. As can be seen from FIGS. 13A, 13B, and 13C, the time during which the entire emission surface is in contact with the subject is considered to be shorter than t = W / V. Therefore, it is necessary to make the time N × T for acquiring one frame image shorter than W / V.
That is, it is necessary to satisfy the following inequality.
N × T <W / V (1)
Here, if the moving speed V = R × ω is substituted into the formula (1), the following formula is obtained.
N × T <W / (R × ω) (2)
Further, when the equation (2) is arranged using the pulse repetition frequency PRF = 1 / T, the following equation is obtained.
PRF> N × ω × R / W (3)
Further, the following equation is obtained from the equation (3).
N <PRF × W / (ω × R) (4)

このように、画像データの欠落が生じないためには、処理部130は、式(3)又は式(4)を満足するようにパルス繰り返し周波数PRF及び1フレーム当たりの送信回数Nの少なくとも一方を制御する必要がある。式(3)から分かるように、処理部130は、角速度ωが速くなるほどパルス繰り返し周波数PRFを高くする処理を行う必要がある。また、角速度ωが速くなるほど1フレーム当たりの送信回数Nを減少させる処理を行う必要がある。   As described above, in order to prevent the loss of image data, the processing unit 130 sets at least one of the pulse repetition frequency PRF and the number of transmissions N per frame so as to satisfy Expression (3) or Expression (4). Need to control. As can be seen from Equation (3), the processing unit 130 needs to perform processing for increasing the pulse repetition frequency PRF as the angular velocity ω increases. Further, it is necessary to perform a process of reducing the number of transmissions N per frame as the angular velocity ω increases.

図14(A)、図14(B)は、処理部130によるパルス繰り返し周波数PRFの制御を説明する図である。回転速度が遅い場合には、図14(A)に示すように、1フレーム画像を取得するための時間N/PRFを長くとることができるから、処理部130は、低いパルス繰り返し周波数PRFを用いることができる。一方、回転速度が速い場合には、図14(B)に示すように、1フレーム画像を取得するための時間N/PRFを短くするために、処理部130はパルス繰り返し周波数PRFを高くする。   FIG. 14A and FIG. 14B are diagrams for explaining the control of the pulse repetition frequency PRF by the processing unit 130. When the rotation speed is slow, as shown in FIG. 14A, since the time N / PRF for acquiring one frame image can be increased, the processing unit 130 uses a low pulse repetition frequency PRF. be able to. On the other hand, when the rotational speed is fast, as shown in FIG. 14B, the processing unit 130 increases the pulse repetition frequency PRF in order to shorten the time N / PRF for acquiring one frame image.

図15(A)、図15(B)は、処理部130による1フレーム当たりの送信回数Nの制御を説明する図である。回転速度が遅い場合には、図15(A)に示すように、1フレーム画像を取得するための時間N/PRFを長くとることができるから、処理部130は、1フレーム当たりの送信回数Nを大きい値NAに設定することができる。一方、回転速度が速い場合には、図15(B)に示すように、1フレーム画像を取得するための時間N/PRFを短くするために、処理部130は、1フレーム当たりの送信回数Nを小さい値NB(NA>NB)に設定する。   FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining the control of the number of transmissions N per frame by the processing unit 130. When the rotation speed is slow, as shown in FIG. 15A, the time N / PRF for acquiring one frame image can be increased, so that the processing unit 130 can transmit N times of transmissions per frame. Can be set to a large value NA. On the other hand, when the rotation speed is fast, as shown in FIG. 15B, in order to shorten the time N / PRF for acquiring one frame image, the processing unit 130 transmits the number N of transmissions per frame. Is set to a small value NB (NA> NB).

図16(A)、図16(B)に、処理部130による1フレーム当たりの送信回数Nの制御の一例を示す。上述したように、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス310は、リニアスキャンを行うことにより、出射する超音波ビームをスキャン方向(X方向)に沿ってスキャンすることができる。   FIG. 16A and FIG. 16B show an example of control of the number of transmissions N per frame by the processing unit 130. As described above, the ultrasonic transducer device 310 of the present embodiment can scan the outgoing ultrasonic beam along the scan direction (X direction) by performing linear scanning.

回転速度が遅い場合には、図16(A)に示すように、第1の送信期間では送信部110が送信信号端子T1に送信信号を出力し、第1の送信期間の後の第2の送信期間では送信部110が送信信号端子T2に送信信号を出力し、それ以降、送信信号端子T3から送信信号端子T12まで順次送信信号を出力することで、1フレーム画像を取得する。一方、回転速度が速い場合には、図16(B)に示すように、第1の送信期間では送信部110が送信信号端子T2に送信信号を出力し、第1の送信期間の後の第2の送信期間では送信部110が送信信号端子T4に送信信号を出力し、それ以降、偶数番目の送信信号端子のみに送信信号を出力することで、1フレーム当たりの送信回数Nを半分にして1フレーム画像を取得することができる。   When the rotation speed is slow, as shown in FIG. 16A, in the first transmission period, the transmission unit 110 outputs a transmission signal to the transmission signal terminal T1, and the second transmission after the first transmission period. In the transmission period, the transmission unit 110 outputs a transmission signal to the transmission signal terminal T2, and thereafter, sequentially outputs the transmission signal from the transmission signal terminal T3 to the transmission signal terminal T12, thereby acquiring one frame image. On the other hand, when the rotation speed is high, as shown in FIG. 16B, in the first transmission period, the transmission unit 110 outputs a transmission signal to the transmission signal terminal T2, and the first transmission period after the first transmission period. In the transmission period 2, the transmission unit 110 outputs a transmission signal to the transmission signal terminal T4, and thereafter outputs the transmission signal only to the even-numbered transmission signal terminal, thereby halving the number of transmissions N per frame. One frame image can be acquired.

図17(A)、図17(B)は、本実施形態の超音波測定装置100の第1の構成例による超音波測定処理のフローチャートの例である。図17(A)、図17(B)に示すフローは、処理部130によって実行される。第1の構成例では、処理部130は、回転速度の検出結果に基づいてパルス繰り返し周波数PRF又は1フレーム当たりの送信回数Nを制御する。   FIG. 17A and FIG. 17B are examples of flowcharts of ultrasonic measurement processing according to the first configuration example of the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment. The flow shown in FIGS. 17A and 17B is executed by the processing unit 130. In the first configuration example, the processing unit 130 controls the pulse repetition frequency PRF or the number of transmissions N per frame based on the rotation speed detection result.

回転速度の検出結果に基づいてパルス繰り返し周波数PRFを制御する場合には、図17(A)に示すように、最初に、処理部130は、検出部340の回転の検出結果に基づいて、回転部材330の回転速度の検出処理を行う(ステップS11)。次に、処理部130は、回転速度の検出結果に基づいて、パルス繰り返し周波数PRFを設定する(ステップS12)。具体的には、式(3)を満たすようにパルス繰り返し周波数PRFを設定する。   When the pulse repetition frequency PRF is controlled based on the detection result of the rotation speed, as shown in FIG. 17A, first, the processing unit 130 rotates based on the detection result of the rotation of the detection unit 340. A process for detecting the rotational speed of the member 330 is performed (step S11). Next, the processing unit 130 sets a pulse repetition frequency PRF based on the detection result of the rotation speed (step S12). Specifically, the pulse repetition frequency PRF is set so as to satisfy Equation (3).

続いて、処理部130は、設定したパルス繰り返し周波数PRFに基づいて、送受信処理を行う(ステップS13)。次に、受信信号に基づいて1フレーム画像データの生成処理を行う(ステップS14)。そしてステップS11に戻り、次の1フレーム画像データを取得するための処理を繰り返す。   Subsequently, the processing unit 130 performs transmission / reception processing based on the set pulse repetition frequency PRF (step S13). Next, one frame image data generation processing is performed based on the received signal (step S14). Then, the process returns to step S11, and the process for acquiring the next one-frame image data is repeated.

回転速度の検出結果に基づいて1フレーム当たりの送信回数Nを制御する場合には、図17(B)に示すように、最初に、処理部130は、検出部340の回転の検出結果に基づいて、回転部材330の回転速度の検出処理を行う(ステップS21)。次に、処理部130は、回転速度の検出結果に基づいて、1フレーム当たりの送信回数Nを設定する(ステップS22)。具体的には、式(4)を満たすように1フレーム当たりの送信回数Nを設定する。   When controlling the number of transmissions N per frame based on the detection result of the rotation speed, first, as shown in FIG. 17B, the processing unit 130 is based on the detection result of the rotation of the detection unit 340. Then, the rotation speed detection process of the rotating member 330 is performed (step S21). Next, the processing unit 130 sets the number of transmissions N per frame based on the rotation speed detection result (step S22). Specifically, the number of transmissions N per frame is set so as to satisfy Equation (4).

続いて、処理部130は、設定した1フレーム当たりの送信回数Nに基づいて、送受信処理を行う(ステップS23)。次に、受信信号に基づいて1フレーム画像データの生成処理を行う(ステップS24)。そしてステップS21に戻り、次の1フレーム画像データを取得するための処理を繰り返す。   Subsequently, the processing unit 130 performs transmission / reception processing based on the set transmission count N per frame (step S23). Next, one frame image data is generated based on the received signal (step S24). Then, the process returns to step S21, and the process for acquiring the next one-frame image data is repeated.

なお、処理部130は、回転速度の検出結果に基づいて、パルス繰り返し周波数PRF及び1フレーム当たりの送信回数Nの両方を設定する処理を行ってもよい。   Note that the processing unit 130 may perform a process of setting both the pulse repetition frequency PRF and the number of transmissions N per frame based on the detection result of the rotation speed.

このように、本実施形態の超音波測定装置100の第1の構成例によれば、処理部130が、回転速度の検出結果に基づいて、パルス繰り返し周波数PRF及び1フレーム当たりの送信回数Nの少なくとも一方を制御することができるから、回転速度が速い場合であっても画像データの欠落を防止することができる。   Thus, according to the first configuration example of the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment, the processing unit 130 determines the pulse repetition frequency PRF and the number of transmissions N per frame based on the detection result of the rotation speed. Since at least one of them can be controlled, it is possible to prevent image data from being lost even when the rotation speed is high.

図18(A)、図18(B)、図18(C)は、本実施形態の超音波測定装置100の第2の構成例による、回転方向が異なる2つの画像データに基づいて1スキャンフレーム画像を生成する処理を説明する図である。   18A, 18B, and 18C show one scan frame based on two pieces of image data having different rotation directions according to the second configuration example of the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment. It is a figure explaining the process which produces | generates an image.

第2の構成例によれば、処理部130は、回転部材330の回転方向が右回転方向(広義には第1の回転方向)である場合に取得された第1のスキャンフレーム画像の画像データと、回転部材330の回転方向が左回転方向(広義には第2の回転方向)である場合に取得された第2のスキャンフレーム画像の画像データとに基づいて、1スキャンフレーム画像の画像データを生成することができる。   According to the second configuration example, the processing unit 130 obtains the image data of the first scan frame image acquired when the rotation direction of the rotation member 330 is the right rotation direction (first rotation direction in a broad sense). And image data of one scan frame image acquired based on the image data of the second scan frame image acquired when the rotation direction of the rotation member 330 is the left rotation direction (second rotation direction in a broad sense). Can be generated.

図18(A)には、回転部材330が右回転して、回転型超音波プローブ300が測定対象範囲の一端から他端まで移動しながら測定を行う場合を示す。処理部130は、回転型超音波プローブ300の移動中に、第1のスキャンフレーム画像としてFR0aからFRka(kは自然数)までを順に取得する。処理部130は、1つの第1のスキャンフレーム画像を取得するごとに、それを対応するメモリー番号Mの記憶領域に保存する。例えば、第1のスキャンフレーム画像FR0aはメモリー番号M=0の記憶領域に保存され、第1のスキャンフレーム画像FR1aはメモリー番号M=1の記憶領域に保存され、最後に取得された第1のスキャンフレーム画像FRkaはメモリー番号M=kの記憶領域に保存される。   FIG. 18A shows a case where the rotation member 330 rotates to the right, and the rotary ultrasonic probe 300 performs measurement while moving from one end to the other end of the measurement target range. The processing unit 130 sequentially acquires from FR0a to FRka (k is a natural number) as a first scan frame image while the rotary ultrasonic probe 300 is moving. Each time the processing unit 130 acquires one first scan frame image, it saves it in the storage area of the corresponding memory number M. For example, the first scan frame image FR0a is stored in the storage area of the memory number M = 0, the first scan frame image FR1a is stored in the storage area of the memory number M = 1, and the first acquired first The scan frame image FRka is stored in the storage area of the memory number M = k.

図18(B)には、回転部材330が左回転して、回転型超音波プローブ300が測定対象範囲の他端から一端まで戻りながら測定を行う場合を示す。処理部130は、回転型超音波プローブ300の移動中に、第2のスキャンフレーム画像としてFRkbからFR0bまでを順に取得する。この際に、処理部130は、メモリー番号M=0〜kの記憶領域に保存されている第1のスキャンフレーム画像FR0a〜FRkaと第2のスキャンフレーム画像FR0b〜FRkbとの平均化処理を行って、平均化された画像データをメモリー番号M=0〜kの記憶領域に保存する。即ち、図18(C)に示すように、メモリー番号M=0〜kの記憶領域には、第1のスキャンフレーム画像FR0a〜FRkaと第2のスキャンフレーム画像FR0b〜FRkbとが平均化された画像データが保存される。例えば、メモリー番号M=0には第1のスキャンフレーム画像FR0aと第2のスキャンフレーム画像FR0bとが平均化された画像データが保存される。   FIG. 18B shows a case where the rotating member 330 rotates counterclockwise and the rotating ultrasonic probe 300 performs measurement while returning from the other end to the other end of the measurement target range. The processing unit 130 sequentially acquires from FRkb to FR0b as the second scan frame image while the rotary ultrasonic probe 300 is moving. At this time, the processing unit 130 performs an averaging process on the first scan frame images FR0a to FRka and the second scan frame images FR0b to FRkb stored in the storage area of the memory number M = 0 to k. Then, the averaged image data is stored in the storage area of the memory number M = 0 to k. That is, as shown in FIG. 18C, the first scan frame images FR0a to FRka and the second scan frame images FR0b to FRkb are averaged in the storage area of the memory number M = 0 to k. Image data is saved. For example, the memory number M = 0 stores image data obtained by averaging the first scan frame image FR0a and the second scan frame image FR0b.

なお、左回転の画像データと右回転の画像データとに基づいて1スキャンフレーム画像の画像データを生成する処理は、上述した平均化処理に限定されない。他の画像処理の手法を用いてもよい。   Note that the process of generating the image data of one scan frame image based on the left rotation image data and the right rotation image data is not limited to the averaging process described above. Other image processing techniques may be used.

このように、本実施形態の超音波測定装置100の第2の構成例によれば、右回転により取得した画像データと左回転により取得した画像データとに基づいて、より正確な画像データを得ることができる。例えば、回転型超音波プローブ300を測定対象範囲の一端から他端まで右回転させて測定し、次に他端から一端まで左回転させて戻りながら測定することにより、即ち往復して測定することにより、広い範囲で精度の高い超音波画像を得ることができる。   Thus, according to the second configuration example of the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment, more accurate image data is obtained based on the image data acquired by the right rotation and the image data acquired by the left rotation. be able to. For example, the measurement is performed by rotating the rotary ultrasonic probe 300 rightward from one end to the other end of the measurement target range, and then rotating the left end from the other end to the other end and measuring while returning, that is, reciprocally measuring. Thus, an ultrasonic image with high accuracy can be obtained in a wide range.

図19は、本実施形態の超音波測定装置100の第2の構成例による超音波測定処理のフローチャートの一例である。図19に示すフローは、処理部130によって実行される。   FIG. 19 is an example of a flowchart of ultrasonic measurement processing according to the second configuration example of the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment. The flow shown in FIG. 19 is executed by the processing unit 130.

最初に、処理部130は、画像データを保存する記憶領域を指定するメモリー番号Mを初期値M=0に設定する(ステップS31)。   First, the processing unit 130 sets a memory number M for designating a storage area for storing image data to an initial value M = 0 (step S31).

次に、処理部130は、検出部340の回転の検出結果に基づいて、回転部材330の回転速度及び回転方向の検出処理を行う(ステップS32)。   Next, the processing unit 130 performs a detection process of the rotation speed and the rotation direction of the rotation member 330 based on the rotation detection result of the detection unit 340 (step S32).

次に、処理部130は、回転速度の検出結果に基づいて、パルス繰り返し周波数PRF及び1フレーム当たりの送信回数Nの少なくとも一方を設定して、送受信処理を行う(ステップS33)。そして処理部130は、受信信号に基づいて1スキャンフレーム画像(Bモード画像)の画像データの生成処理を行う(ステップS34)。   Next, the processing unit 130 sets at least one of the pulse repetition frequency PRF and the number of transmissions N per frame based on the detection result of the rotation speed, and performs transmission / reception processing (step S33). Then, the processing unit 130 generates image data of one scan frame image (B mode image) based on the received signal (step S34).

次に、処理部130は、検出部340の回転の検出結果に基づいて、回転部材330が回転しているか否かを判断する(ステップS35)。回転部材330が回転している場合には、処理部130は、回転方向が右回転であるか否かを判断する(ステップS36)。   Next, the processing unit 130 determines whether or not the rotating member 330 is rotating based on the rotation detection result of the detecting unit 340 (step S35). If the rotating member 330 is rotating, the processing unit 130 determines whether the rotation direction is right rotation (step S36).

回転部材330の回転方向が右回転である場合には、処理部130は、メモリー番号Mに1を加算する(ステップS37)。回転部材330の回転方向が左回転である場合には、処理部130は、メモリー番号Mから1を減算する(ステップS38)。また、回転部材330が回転していない場合には、処理部130は、メモリー番号Mを変化させない。即ち、右回転の場合にはメモリー番号Mがインクリメントされ、左回転の場合にはメモリー番号Mがデクリメントされ、回転していない場合にはメモリー番号Mが変化しない。こうすることで、同一の測定位置(スライス位置)で取得された右回転の画像データと左回転の画像データとに対しては、同一のメモリー番号Mを指定することができる。   When the rotation direction of the rotation member 330 is right rotation, the processing unit 130 adds 1 to the memory number M (step S37). When the rotation direction of the rotation member 330 is left rotation, the processing unit 130 subtracts 1 from the memory number M (step S38). When the rotating member 330 is not rotating, the processing unit 130 does not change the memory number M. That is, the memory number M is incremented in the case of right rotation, the memory number M is decremented in the case of left rotation, and the memory number M does not change when not rotating. In this way, the same memory number M can be specified for the right-rotated image data and the left-rotated image data acquired at the same measurement position (slice position).

次に、処理部130は、メモリー番号Mにより指定される記憶領域に画像データが記憶されているか否かを判断する(ステップS39)。既に画像データが記憶されている場合には、処理部130は、既に記憶されている画像データと新たに取得した画像データとの平均化処理を行う(ステップS40)。そして処理部130は、平均化処理により生成した画像データをメモリー番号Mの記憶領域に保存する(ステップS41)。   Next, the processing unit 130 determines whether image data is stored in the storage area designated by the memory number M (step S39). If the image data has already been stored, the processing unit 130 performs an averaging process between the already stored image data and the newly acquired image data (step S40). Then, the processing unit 130 stores the image data generated by the averaging process in the storage area of the memory number M (Step S41).

メモリー番号Mにより指定される記憶領域に画像データが記憶されていない場合には、処理部130は、平均化処理を行わずに、新たに取得した画像データをメモリー番号Mの記憶領域に保存する(ステップS41)。   When the image data is not stored in the storage area designated by the memory number M, the processing unit 130 stores the newly acquired image data in the storage area of the memory number M without performing the averaging process. (Step S41).

なお、図19に示すフローでは、最初の測定時の回転方向が左回転である場合には、メモリー番号Mが負となる(ステップS38)が、処理部130が負のメモリー番号Mに対しても記憶領域を対応させることで、問題なく処理を実行することができる。   In the flow shown in FIG. 19, when the rotation direction at the time of the first measurement is the left rotation, the memory number M becomes negative (step S38), but the processing unit 130 has a negative memory number M. Also, by making the storage areas correspond, processing can be executed without any problem.

図20は、本実施形態の超音波測定装置100によるCモード画像の生成を説明する図である。Cモード画像とは、図20に示すように、回転型超音波プローブ300の移動中に取得されたn(nは2以上の整数)個の1スキャンフレーム画像(Bモード画像)の画像データに基づいて生成される、被検体の所定の深さの断面に関する超音波画像である。具体的には、第1のBモード画像データを取得してから第nのBモード画像データを取得するまでに回転型超音波プローブ300が移動した距離をYDとし、超音波トランスデューサーデバイス310のスキャン幅をWSとした場合に、Cモード画像は例えば長辺の長さをYD、短辺の長さをWSとする長方形の領域に対する所定の深さZAの断面に関する超音波画像である。   FIG. 20 is a diagram for explaining generation of a C-mode image by the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment. As shown in FIG. 20, the C-mode image is image data of n (n is an integer of 2 or more) 1 scan frame images (B-mode images) acquired while the rotary ultrasonic probe 300 is moving. It is an ultrasonic image regarding the cross section of the predetermined depth of the test object produced | generated based on. Specifically, the distance traveled by the rotary ultrasonic probe 300 from the acquisition of the first B-mode image data to the acquisition of the n-th B-mode image data is YD, and the ultrasonic transducer device 310 When the scan width is WS, the C-mode image is an ultrasonic image related to a cross section having a predetermined depth ZA with respect to a rectangular area having a long side length of YD and a short side length of WS, for example.

処理部130は、回転型超音波プローブ300の移動中に超音波測定を行うことで、例えば図20に示すように、異なる場所(スライス位置)における1スキャンフレームの画像データ(Bモード画像の画像データ)BM1〜BM5を取得する。画像データBM1を取得してから次の画像データBM2を取得するまでの移動距離YAは、YA=R×θで与えられる。ここでRは回転部材330の外周の半径、θは超音波トランスデューサーデバイス310の配置角度ピッチである。移動距離YAは一定であるから、処理部130は、画像データBM1〜BM5のそれぞれのスライス位置を特定することができる。   The processing unit 130 performs ultrasonic measurement while the rotary ultrasonic probe 300 is moving, so that, for example, as illustrated in FIG. 20, image data of one scan frame (image of a B-mode image) at different locations (slice positions). Data) BM1 to BM5 are acquired. The movement distance YA from the acquisition of the image data BM1 to the acquisition of the next image data BM2 is given by YA = R × θ. Here, R is a radius of the outer periphery of the rotating member 330, and θ is an arrangement angle pitch of the ultrasonic transducer device 310. Since the movement distance YA is constant, the processing unit 130 can specify the slice positions of the image data BM1 to BM5.

そして処理部130は、画像データBM1〜BM5に含まれる深さZAに対応する部分の画像データに基づいて、長辺の長さをYD、短辺の長さをWSとする長方形の領域に対する所定の深さZAの断面に関する超音波画像であるCモード画像CMを生成することができる。Cモード画像CMの深さZAは、ユーザーが設定することができる。   Based on the image data of the portion corresponding to the depth ZA included in the image data BM1 to BM5, the processing unit 130 determines a predetermined value for a rectangular region having a long side length YD and a short side length WS. A C-mode image CM which is an ultrasonic image related to a cross section having a depth ZA can be generated. The user can set the depth ZA of the C-mode image CM.

以上説明したように、本実施形態の超音波測定装置100によれば、1次元配列又は少ない素子数の超音波トランスデューサーデバイスを複数備える回転型超音波プローブを用いることより、簡素な構成の超音波トランスデューサーデバイスを用いて広い範囲における複数のBモード画像を容易に取得することができる。さらに回転速度の検出結果に基づいて、パルス繰り返し周波数及び1フレーム当たりの送信回数の少なくとも一方を制御することができるから、回転速度が速い場合であっても画像データの欠落を防止することができる。また、右回転により取得した画像データと左回転により取得した画像データとに基づいて画像処理を行うことにより、精度の高い超音波画像を得ることができる。その結果、広い測定範囲で高精度のCモード画像等を生成できる超音波測定装置(超音波画像装置)を実現することなどが可能になる。   As described above, according to the ultrasonic measurement apparatus 100 of the present embodiment, a simple ultrasonic configuration can be obtained by using a rotary ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducer devices having a one-dimensional array or a small number of elements. A plurality of B-mode images in a wide range can be easily acquired using the acoustic transducer device. Furthermore, since at least one of the pulse repetition frequency and the number of transmissions per frame can be controlled based on the detection result of the rotation speed, it is possible to prevent image data from being lost even when the rotation speed is high. . Further, by performing image processing based on the image data acquired by the right rotation and the image data acquired by the left rotation, a highly accurate ultrasonic image can be obtained. As a result, it is possible to realize an ultrasonic measurement apparatus (ultrasonic image apparatus) that can generate a highly accurate C-mode image or the like in a wide measurement range.

4.超音波画像装置
図21(A)、図21(B)に、本実施形態の超音波画像装置400の具体的な構成例を示す。図21(A)は携帯型の超音波画像装置400を示し、図21(B)は据置型の超音波画像装置400を示す。
4). Ultrasonic Image Device FIGS. 21A and 21B show a specific configuration example of the ultrasonic image device 400 of the present embodiment. FIG. 21A shows a portable ultrasonic imaging apparatus 400, and FIG. 21B shows a stationary ultrasonic imaging apparatus 400.

携帯型及び据置型の超音波画像装置400は共に、超音波測定装置本体102、回転型超音波プローブ300、ケーブル350及び表示部410を含む。回転型超音波プローブ300は、超音波トランスデューサーデバイス310を含み、ケーブル350により超音波測定装置本体102に接続される。表示部410は、表示用画像データを表示する。   Both the portable and stationary ultrasonic imaging apparatuses 400 include an ultrasonic measurement apparatus main body 102, a rotary ultrasonic probe 300, a cable 350, and a display unit 410. The rotary ultrasonic probe 300 includes an ultrasonic transducer device 310 and is connected to the ultrasonic measurement apparatus main body 102 by a cable 350. The display unit 410 displays display image data.

超音波測定装置100が有する送信部110、受信部120及び処理部130の少なくとも一部を、超音波測定装置本体102ではなく、回転型超音波プローブ300に設けることもできる。   At least a part of the transmission unit 110, the reception unit 120, and the processing unit 130 included in the ultrasonic measurement device 100 may be provided in the rotary ultrasonic probe 300 instead of the ultrasonic measurement device main body 102.

なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また超音波測定装置及び超音波画像装置の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once together with a different term having a broader meaning or the same meaning in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. The configurations and operations of the ultrasonic measurement apparatus and the ultrasonic image apparatus are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.

10 超音波トランスデューサー素子、20 圧電素子部、
21 第1電極層(下部電極)、22 第2電極層(上部電極)、
30 圧電体膜(圧電体層)、40 空洞領域、45 開口、50 振動膜、
60 基板、
100 超音波測定装置、102 超音波測定装置本体、110 送信部、
120 受信部、130 処理部、300 回転型超音波プローブ、302 把持部、
304 音響部材、310 超音波トランスデューサーデバイス、320 軸部、
330 回転部材、340 検出部、342a、342b 発光部、
344a、344b 受光部、346 スリット板、350 ケーブル、360 連結部、
362 ベアリング部、370 補強部材、380a、380b 回路基板、
382 支持部材、390a、390b フレキシブル基板、
394a、394b 回転部材側接触端子、396a、396b 軸部側接触端子、
400 超音波画像装置、410 表示部
10 ultrasonic transducer elements, 20 piezoelectric elements,
21 first electrode layer (lower electrode), 22 second electrode layer (upper electrode),
30 piezoelectric film (piezoelectric layer), 40 cavity region, 45 opening, 50 vibration film,
60 substrates,
100 ultrasonic measurement device, 102 ultrasonic measurement device main body, 110 transmission unit,
120 receiving unit, 130 processing unit, 300 rotary ultrasonic probe, 302 gripping unit,
304 acoustic member, 310 ultrasonic transducer device, 320 shaft,
330 rotating member, 340 detector, 342a, 342b light emitter,
344a, 344b light receiving part, 346 slit plate, 350 cable, 360 connecting part,
362 bearing portion, 370 reinforcing member, 380a, 380b circuit board,
382 support member, 390a, 390b flexible substrate,
394a, 394b Rotating member side contact terminal, 396a, 396b Shaft side contact terminal,
400 Ultrasonic imaging device, 410 Display unit

Claims (9)

所定の回転軸の周りに回転可能な回転部材と、前記回転部材の長手方向をスキャン方向として前記回転部材の外周面に配置された複数の超音波トランスデューサーデバイスと、前記回転部材の前記回転軸周りでの回転を検出する検出部とを有する回転型超音波プローブと、
超音波の送信処理を行う送信部と、
超音波エコーの受信処理を行う受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づいて画像データの生成処理を行う処理部と、
を含み、
前記処理部は、前記検出部における前記回転部材の回転の検出結果に基づいて、前記送信部を制御することを特徴とする超音波測定装置。
A rotation member rotatable around a predetermined rotation axis; a plurality of ultrasonic transducer devices disposed on an outer peripheral surface of the rotation member with a longitudinal direction of the rotation member as a scanning direction; and the rotation axis of the rotation member A rotary ultrasonic probe having a detection unit for detecting rotation around, and
A transmission unit that performs ultrasonic transmission processing;
A receiving unit that performs ultrasonic echo reception processing;
A processing unit that performs image data generation processing based on a reception signal from the reception unit;
Including
The ultrasonic measurement apparatus, wherein the processing unit controls the transmission unit based on a detection result of rotation of the rotating member in the detection unit.
請求項1において、
前記処理部は、
前記回転部材の回転の前記検出結果に基づいて、前記送信部の超音波のパルス繰り返し周波数を制御する処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In claim 1,
The processor is
An ultrasonic measurement apparatus that performs processing for controlling a pulse repetition frequency of an ultrasonic wave of the transmission unit based on the detection result of rotation of the rotating member.
請求項2において、
前記処理部は、
前記回転部材の回転速度の検出結果に基づいて、
前記回転速度が速くなるほど、前記パルス繰り返し周波数を高くする処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In claim 2,
The processor is
Based on the detection result of the rotation speed of the rotating member,
The ultrasonic measurement apparatus that performs a process of increasing the pulse repetition frequency as the rotation speed increases.
請求項3において、
1フレーム当たりの送信回数をN、前記回転部材の回転の角速度をω、前記回転軸から前記回転部材の前記外周面までの長さをR、前記複数の超音波トランスデューサーデバイスの各々のスライス方向の長さをW、前記パルス繰り返し周波数をPRFとした場合に、
前記処理部は、
PRF>N×ω×R/W
となるように前記パルス繰り返し周波数を制御する処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In claim 3,
The number of transmissions per frame is N, the angular velocity of rotation of the rotating member is ω, the length from the rotating shaft to the outer peripheral surface of the rotating member is R, and the slice direction of each of the plurality of ultrasonic transducer devices Is W and the pulse repetition frequency is PRF,
The processor is
PRF> N × ω × R / W
An ultrasonic measurement apparatus that performs processing for controlling the pulse repetition frequency so that
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記回転部材の回転の前記検出結果に基づいて、前記送信部の1フレーム当たりの送信回数を制御する処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The processor is
An ultrasonic measurement apparatus that performs a process of controlling the number of transmissions per frame of the transmission unit based on the detection result of the rotation of the rotating member.
請求項5において、
前記処理部は、
前記回転部材の回転速度の検出結果に基づいて、
前記回転速度が速くなるほど、前記1フレーム当たりの送信回数を減少させる処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In claim 5,
The processor is
Based on the detection result of the rotation speed of the rotating member,
The ultrasonic measurement apparatus, which performs a process of reducing the number of transmissions per frame as the rotation speed increases.
請求項6において、
前記1フレーム当たりの送信回数をN、前記回転部材の回転の角速度をω、前記回転軸から前記回転部材の前記外周面までの長さをR、前記複数の超音波トランスデューサーデバイスの各々のスライス方向の長さをW、前記送信部のパルス繰り返し周波数をPRFとした場合に、
前記処理部は、
N<PRF×W/(ω×R)
となるように前記1フレーム当たりの送信回数を制御する処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In claim 6,
The number of transmissions per frame is N, the angular velocity of rotation of the rotating member is ω, the length from the rotating shaft to the outer peripheral surface of the rotating member is R, and each slice of the plurality of ultrasonic transducer devices When the direction length is W and the pulse repetition frequency of the transmitter is PRF,
The processor is
N <PRF × W / (ω × R)
An ultrasonic measurement apparatus that performs a process of controlling the number of transmissions per frame so that
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記回転部材の回転方向が第1の回転方向である場合に取得された第1のスキャンフレーム画像の画像データと、前記回転部材の回転方向が前記第1の回転方向の反対の方向である第2の回転方向である場合に取得された第2のスキャンフレーム画像の画像データとに基づいて、1スキャンフレーム画像の画像データを生成する処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The processor is
The image data of the first scan frame image acquired when the rotation direction of the rotation member is the first rotation direction, and the rotation direction of the rotation member is a direction opposite to the first rotation direction. An ultrasonic measurement apparatus that performs processing for generating image data of one scan frame image based on image data of a second scan frame image acquired when the rotation direction is two.
請求項1乃至8のいずれかに記載の超音波測定装置と、
表示用画像データを表示する表示部と、を含むことを特徴とする超音波画像装置。
The ultrasonic measurement apparatus according to any one of claims 1 to 8,
An ultrasonic imaging apparatus comprising: a display unit that displays display image data.
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