JPH01214344A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体に向けて送波した超音波の該被検体よ
りの反射成分を収集して診断に供する超音波診断装置に
関する。

（従来の技術） 超音波診断装置においては、駆動パルス（励撮パルスと
も称される）の印加により被検体に向けて超音波を送波
すると共に、該被検体よりの反射成分を受波する超音波
プローブが備えられている。

実際の超音波診断装置においては、タイプの異なる複数
の超音波プローブが用意され、診断対象部位や用途に応
じて適宜に使い分けられている。

超音波プローブは、基本的には１又は複数の超音波振動
子を有するプローブヘッドと、これに接続されたケーブ
ルとを有して成る。このケーブルの他端にはコネクタが
取付けられており、超音波プローブはこのコネクタによ
って装置本体に対して着脱自在となっている。このため
、超音波プローブの交換はこのコネクタによって容易に
行い得る。

ところで、超音波プローブには共撮タイプと非共振タイ
プとがある。

共振タイプの超音波プローブを第６図に示す。

超音波振動子３４と、ケーブル３８を介してこの超音波
振動子３４に並列接続されたコイル３５とを有してプロ
ーブ３６が形成されている。

このプローブ３６はコネクタ３９を介して装置本体に結
合される。超音波振動子３４及びケーブル３８は一種の
コンデンサと見ることができ、これとコイル３５とによ
って並列共振回路が形成されるため、駆動パルス（例え
ば正方向の矩形波パルス）の印加により減衰振動を生じ
、プローブ端子間には第８図に示すように駆動パルス（
パルス電位をＶＨとする）の約２倍の共振電位（２ＶＨ
）が生ずる。

一方、非共振タイプの超音波プローブは、例えば第７図
に示すように超音波撮動子３４のみによってプローブヘ
ッド３７が形成され、第６図のコイル３５に相当するも
のは存在しない。非共振タイプであるため、駆動パルス
印加時におけるプローブ端子間電位は、第９図に示すよ
うに駆動パルスの電位（Ｖ）Ｉ）にほぼ等しい。

このように共振タイプと非共振タイプとでは、同一電位
の駆動パルスを印加した場合のプローブ端子間電位が異
なるため、通常の装置では超音波プローブのタイプに応
じて駆動パルスの電位を異ならせている。つまり、共振
電位（２Ｖ旧によって送受信系のＩＣ（集積回路〉やト
ランジスタ等が破損するのを防止するため、共振タイプ
の超音波プローブに対する駆動パルスの電位を、非共振
タイプのそれよりも低く抑えるようにしている。

共振電位を十分に許容し得るＩＣ等を送受信系に適用す
れば、駆動パルスの電位を異ならせる必要などないので
あるが、現実にはそのような高耐圧ＩＣ等の製造が困難
であり、従って駆動パルスの電位調整を余儀なくされる
のが実情である。

通常、超音波プローブには、プローブの自動識別のため
にプローブＩＤが付されている。このプローブＩＤは、
ロジックレベルで６乃至８ビツトより成る。超音波プロ
ーブ側のコネクタを装置本体に結合すると、装置本体の
ＣＰＵ　（中央処理装置）によって当該超音波プローブ
のＩＤが認識され、この認識によって当該超音波プロー
ブに適した駆動条件が自動的に設定される。上記の共振
タイプと非共振タイプとの違いによる駆動パルス調整も
、このプローブＩＤの認識結果に基づいて自動的に行わ
れる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来装置においては、超音波プローブと装
置本体との結合が、コネクタの機械的接触によるもので
あるため、この結合部において接触不良を生じ易く、特
にコネクタピンのプローブＩＤ系に接触不良を生じた場
合、装置本体がプローブ認識を誤ることがある。また、
超音波プローブのタイプ誤認はプローブ内ＩＤ系の配線
ミスによっても生ずる。

例えば実際に装着された超音波プローブが共振タイプの
ものであるのにもかかわらず、これを非共振タイプのも
のと誤って認識した場合には、共振タイプ所定の電位よ
りも高い駆動パルスが当該超音波プローブに印加されて
しまうため、上述した共振電位（２ＶＨ）により送受信
系のＩＣ等が破損する虞れが十分にある。

超音波プロー１のタイプ誤認防止対策として、プローブ
ＩＤにパリティビットを付加しこのパリティビットによ
りプローブＩＤの読取りチエツクを行う方法や、ロジッ
クビットによるＩＤではなくアナログ信号によるＩＤ方
式とする方法等が考えられる。

しかしながら、パリティビットを付加する方法は、確率
的にプローブ誤認が減少するものの、■　最近の多素子
プローブではコネクタのピンが多く必要で、且つ、プロ
ーブの種類も増加しているのでパリティビットのための
余分なピンが存在ないこと。

■　コネクタのピン数増加を図った場合、既存の超音波
プローブとの互換性がなくなること。

等の理由により、実現が困難である。

また、アナログ信号によるＩＤ方式とする方法も、既存
の超音波プローブとの互換性がなくなるため、その実現
が困難である。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは、既存の超音波プローブとの互換性を失
うことなく、超音波プローブのタイプ誤認に起因する送
受信系破損の防止を図った超音波診断装置を提供するこ
とにおる。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、駆動対象となる超音波プローブが共撮タイプ
か非共振タイプかによって異なる駆動条件を設定する駆
動条件設定手段によって設定された駆動条件下で当該超
音波プローブを駆動して被検体の超音波情報を収集する
超音波診断装置において、超音波プローブに通電するこ
とによって当該超音波プローブのタイプを判別する第１
の手段と、この判別結果に対して、前記駆動条件設定手
段によって設定された駆動条件が不適切である場合に、
当該駆動条件での超音波プローブ駆動を禁止する第２の
手段とを有するものである。

（作　用） 超音波プローブが装置本体に装着されると、前記第１の
手段により、この超音波プローブに通電され、そのとき
の端子電圧により当該超音波プローブのタイプが判別さ
れる。この判別は、従来のプローブＩＤによるものとは
別個に行われる。

そしてこの判別結果に対して、駆動条件設定手段によっ
て設定された駆動条件が不適切である場合には、前記第
２の手段によって当該駆動条件での超音波プローブ駆動
が禁止される。これによって、超音波プローブのタイプ
誤認に起因する送受信系破損の防止が図られる。

また、前記第１の手段による、超音波プローブのタイプ
判別は、従来のプローブＩＤによるものとは別個に行わ
れるものであり、パリティビット付加やプローブＩＤ方
式の変更を伴うものではないので、既存の超音波プロー
ブとの互換性を失うことはない。

（実施例） 以下、図面に示した実施例に基づき本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明の一実施例たる超音波診断装置のブロッ
ク図である。同図において、２１は、複数の超音波振動
子（以下、撮動子という）５−１乃至５−ｎを７レイ状
に配列して成る超音波プローブであり、２−１乃至２−
ｍはこの振動子５−１乃至５−ｎの撮動タイミングを遅
延させる送信遅延部であり、３−１乃至３−ｍは撮動子
５−１乃至５−ｎの励振に供される駆動パルスを発生す
るバルサである。４は振動子の切換え接続を行う高圧ス
イッチ群である。６−１乃至５−ｍは、振動子５−１乃
至５−ｎから高圧スイッチ群４を介して入力される超音
波エコー信号（超音波情報）を増幅するプリアンプであ
り、７−１乃至７−ｍはこのプリアンプ６−１乃至６−
ｍの出力を遅延する受信遅延部であり、８はこの受信遅
延部７−１乃至７−ｍの出力を加算する加算器である。

また、９はこの加算器８の出力を取込み、エコー信号の
処理を行うエコー信号処理部であり、１０はフレームメ
モリを中心に構成されたディジタルスキャンコンバータ
であり、１１はこのディジタルスキャンコンバータ１０
の出力を可視化する表示部である。

第１図において超音波プローブ２１以外の部分が装置本
体であり、超音波プロー７２１はコネクタ１によってこ
の装置本体に着脱自在に結合されている。超音波プロー
ブ２１のタイプ識別のためのプローブＩＤはＣＰＵ１３
によって認識されるようになっている。このプローブＩ
Ｄ及びその認識については従来装置と同様である。ＣＰ
ｔＪ１３は、機能的に送受信制御手段１２と駆動条件設
定手段１５とを有する。送受信制御手段１２は、前記高
圧スイッチ群４．送信遅延部２−１乃至２−ｍ、受信遅
延部７−１乃至７−ｍ等の動作制御を司るものである。

駆動条件設定手段１３はプローブＩＤに基づいて超音波
プローブのタイプを認識し、その認識結果すを後述する
送信禁止制御回路１７に送出すると共に、当該認識結果
に基づいて超音波プローブの駆動条件設定を行うもので
ある。

尚、ここにいう駆動条件の中には、駆動パルスの電位が
含まれる。

更に本実施例装置では、コネクタ１の装置本体側とＣＰ
Ｕ１３との間にテスタ回路１６及び送信禁止制御回路１
７が設けられている。このテスタ回路１６は、後に詳述
するように、コネクタ１によって装置本体に結合された
超音波プローブ２１に通電することによって当該超音波
プローブ２１のタイプ（共振タイプ又は非共振タイプ）
を判別するものである。このテスタ回路１６が、本発明
における第１の手段の一例である。しかしてこのテスタ
回路１６の判別結果ａは、送信禁止制御回路１７に伝達
されるようになっている。この送信禁止制御回路１７は
、前記テスタ回路１６におけるプローブ判別結果に対し
て、前記駆動条件設定手段１５によって設定された駆動
条件が不適切である場合に、当該駆動条件での超音波プ
ローブ駆動を禁止するものである。すなわちこの送信禁
止制御回路１７では、前記テスタ回路１６の出力ａと前
記駆動条件設定手段１５の出力すとの比較が行われ、こ
の比較において両者が一致すれば送信禁止制御回路１７
は送受信制御手段１２に対して超音波プローブの駆動を
許容するが、逆に両者が不一致であれば超音波プロー７
の駆動を禁止する。

ここでこの送信禁止制御回路１７が、本発明における第
２の手段の一例である。

次に、前記テスタ回路１６の詳細な構成について第２図
を基に説明する。

２９はコンパレータであり、このコンパレータ２９の一
方の入力端にはダイオード２３のアノードと抵抗２７の
一端とが接続されている。この抵抗２７の他端は接地さ
れている。コンパレータ２９の他方の入力端と接地ライ
ンとの間には電源２８が接続されている。このテスタ回
路１６の入力部にはダイオード２２が設けられ、このダ
イオードのカソード２２には、ダイオード２３のカソー
ドと抵抗２４の一端とが接続されている。抵抗２４の他
端はスイッチ２５に接続されている。スイッチ２５の一
方の接点２５ａは接地され、他方の接点２５ｂは電源２
６の負極側に接続されている。コンパレータ２９の出力
端がこのテスタ回路１６の出力端となる。

次に、上記のように構成された実施例装置の作用につい
て説明する。

第３図及び第４図はテスタ回路１６の作用説明のための
回路図であり、第５図はテスタ回路１６及び送信禁止回
路１７の作用を示すフローチャートである。

装置本体に超音波プローブ２１が接続されると、当該超
音波プローブ２１によって超音波の送受波が行われる前
に、ＣＰＵ１３における駆動条件設定手段１５によりプ
ローブＩＤがｔＬｉＥされる。しかして当該超音波プロ
ーブ２１が共振タイプか非共振タイプかの識別信号（ｂ
）が送信禁止制御回路に送出され、また、送受信制御手
段１２に対して当該ＫＬＩ！結果に基づく駆動条件設定
が行われる。

一方、上記のプローブＩＤ認識とほぼ同時に、テスタ回
路１６を動作させて当該超音波プローブ２１のタイプ（
共振タイプ又は非共振タイプ）判別が行われる（Ｓｌ）
。

装置本体に非共振タイプの超音波プローブが装着されて
いる場合には、送信系は第３図に示すように振動子５−
１に送信系の等価抵抗３０が並列接続された形となる。

テスタ回路１６におけるスイッチ２５が接点２５ｂを選
択した状態では、電源２６による電流が抵抗３０→ダイ
オード２２→抵抗２４の経路に流れる。この結果、抵抗
３０の両端には、抵抗３０．２４の抵抗比で決定される
電圧が現れ（ダイオードの順方向電圧降下を無視する）
、これがコンパレータ２９の一方の入力端に伝達される
。この電圧をＶｌ　（接地に対して負電位とべる）とす
る。電源３８の電圧をＶ　ｒｅｆとした場合にｌＶｌ　
１＞ＩＶｒｅｆ　ｌが成立するように回路定数が設定さ
れているものとすると、この場合のコンパレータ２９の
出力状態は高レベルとなる。尚、スイッチ２５が接点２
５ａ＠選択した場合には、コンパレータ２９の一方の入
力端に電圧■１が印加されないから、コンパレータ２９
の出力状態は低レベルとなる。

また、装置本体に共振タイプの超音波プローブが装着さ
れている場合には、第４図に示すようにコイル３３が存
在し、このコイル３３の直流抵抗がほぼ零であるから、
スイッチ２５が接点２５ｂを選択しているのにもかかわ
らず、１Ｖ２１＜１Ｖｒｅｆｌ成立によりコンパレータ
２９の出力状態は低レベルとなる。

従ってコンパレータ２９の出力状態によって、当該超音
波プローブのタイプが判別される。この判別結果ａは送
信禁止制御回路１７に伝達される。

すると、この送信禁止制御回路１７においてテスタ回路
１６の出力ａと駆動条件設定手段１５の出力しどの比較
により、駆動条件が適切であるか否かの判別が行われる
（Ｓ２）。この判別において、駆動条件が適切である場
合には（ａ＝ｂ）、駆動条件設定手段１５により先に設
定された駆動条件での超音波プローブ駆動が許容され（
Ｓ３）、逆に駆動条件が不適切である場合には（ａｓｂ
）、当該駆動条件での超音波プローブ駆動が禁止される
（Ｓ４）。それ故に、駆動条件設定手段１５においてプ
ローブＩＤの読み違い等により超音波プローブのタイプ
誤認を生じた場合でも、送受信系におけるＩＣ等の破損
が未然に防止される。また、前記テスタ回路１６におけ
るプローブ判別は、プローブＩＤによるものとは別個に
行われるものであり、パリティピット付加やプローブＩ
Ｄ方式の変更を伴うものではないので、既存の超音波プ
ローブとの互換性を失うことはない。

尚、送信禁止制御回路１７によって超音波プローブ２１
の駆動が許容された場合には、送受信制御手段１２の制
御下で、超音波プローブ２１による超音波送受が行われ
、これによって得られたエコー信号に基づく超音波象が
表示部１１に表示されることになる。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が
可能であるのはいうまでもない。

例えば、上記実施例では送信禁止制御回路１７から送受
信制御手段１２に制御信号を送出して超音波プローブの
駆動を禁止するようにしたが、駆動パルスが超音波プロ
ーブに印加されないようにすればその駆動を禁止し得る
のであるから、高圧スイッチ４やパルサ３−１乃至３−
ｍに対して直接働きかけるようにしてもよい。

また、上記実施例では送信禁止制御回路１７によって第
２の手段を形成したものについて説明したが、この第２
の手段をＣＰＵ１３において機能的に実現するようにし
てもよい。

更に、上記実施例では超音波プローブ２１における振動
子５−１に対応するチャンネルのみをテスタ回路１６の
測定対象としたものについて説明したが、２Ｊ′ｌ、上
のチャンネルについて測定することによりプローブ判別
を行うようにしてもよい。

また、テスタ回路１６の設置箇所は、高圧スイッチ群４
とパルサ群３との間でもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、既存の超音波プロ
ーブとの互換性を失うことなく、超音波プローブのタイ
プ誤認に起因する送受信系破損の防止を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図の主要部の詳細な回路図、
第３図、第４図及び第５図は本実施例装置の主要部の作
用説明のための回路図及びフローチャート、第６図及び
第７図は超音波プローブのタイプの違いを示す回路図、
第８図及び第９図はそれぞれ第６図及び第７図の超音波
プローブを駆動した場合のプローブ端子間電位の波形図
である。 １２・・・送受信制御手段、 １５・・・駆動条件設定手段、 １６・・・テスタ回路く第１の手段）、１７・・・送信
禁止制御回路（第２の手段）、２１・・・超音波プロー
ブ。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　佑同　　　　　近
　　　　藤　　　　　猛第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 駆動対象となる超音波プローブが共振タイプか非共振タ
   イプかによって異なる駆動条件を設定する駆動条件設定
   手段を有し、この駆動条件設定手段によつて設定された
   駆動条件下で当該超音波プローブを駆動して被検体の超
   音波情報を収集する超音波診断装置において、超音波プ
   ローブに通電することによつて当該超音波プローブのタ
   イプを判別する第１の手段と、この判別結果に対して、
   前記駆動条件設定手段によつて設定された駆動条件が不
   適切である場合に、当該駆動条件での超音波プローブ駆
   動を禁止する第２の手段とを有することを特徴とする超
   音波診断装置。