JPH01274745A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子的に超音波ビームを走査して被検体の診
断部位について超音波画像を得る超音波診断装置に関し
、特に−台の装置で同時並列受信方式と受波ダイナミッ
クフォーカス方式を切り換え可能とし超音波画像のフレ
ームレイトの向上及び分解能の向上ができる超音波診断
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の超音波診断装置は、複数の振動子素子が配列され
超音波を送受信する探触子と、上記各振動子素子を駆動
して超音波を送信する送波回路及びそれぞれの振動子素
子で受信した受信信号に所定の遅延を与えて位相を揃え
合成する受波整相回路並びにこれらの受波整相回路を制
御する受波整相制御回路を有し反射エコーの信号を出力
する超音波送受信部と、この超音波送受信部からのエコ
ー信号をディジタル化して記憶装置に書き込み読み出す
ディジタルスキャンコンバータと、このディジタルスキ
ャンコンバータからの出力信号を入力して超音波画像を
表示する表示装置とを備えて成っていた。

そして、従来、得られる超音波画像のフレームレイトを
向上させるため、リニア走査またはコンベックス走査に
おいて、同時並列受信方式が用いられていた。この方式
は、特公昭５６−２００１７号公報に記載されているよ
うに、上記超音波送受信部の内部に二つの受波整相回路
を並列に設け、−回の超音波ビームの送信で二本の異な
る走査線上のエコー信号を得るものであり、一つの受波
整相回路しか持たず一回の超音波ビームの送信で一本の
走査線上のエコー信号しか得られない装置と比べ、超音
波画像のフレームレイトを二倍に向上することができる
。また、仮にフレームレイトを両者間で同じにした場合
は、同時並列受信方式においては二倍の走査線密度の超
音波画像を得ることができる。このように、同時並列受
信方式の装置によれば、フレームレイトを向上したり、
走査線密度を向上することができるので、超音波画像の
画質向上に有効であった。

また、従来、得られる超音波画像の分解能を向上させる
ため、受波ダイナミックフォーカス方式が用いられてい
た。この方式は、特公昭６２−４９８２号公報に記載さ
れているように、前記超音波送受信部の内部に二つの受
波整相回路を並列に設け、反射エコーの受信期間中に上
記二つの受波整相回路を切り換えスイッチにより交互に
切り換え選択してエコー信号を出力し、各々の受波整相
回路はそれが選択されていない時間においてそれぞれの
受波の焦点を順次切り換えることにより、反射エコーの
受信期間中に焦点を多段階に変化させるものである。従
って、被検体の診断部位の浅部から深部に至るまで均一
のビーム特性を得ることができ、受波ダイナミックフォ
ーカス方式の装置によれば、超音波画像の分解能向上に
有効であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の超音波診断装置において、得られる超音
波画像のフレームレイトを向上すると共に分解能を向上
するために、上記の同時並列受信方式と受波ダイナミッ
クフォーカス方式とを同時に行おうとすると、超音波送
受信部の内部に全部で四つの受波整相回路が必要となる
ので、装置全体が大形かつ高価となるものであった。特
に、フェーズドアレイ方式の装置においては、電子的に
超音波ビームをセクタ状に走査するので、上記受波整相
回路内の遅延線が長くなり、個々の受波整相回路自体が
大形となると共に、上記遅延線が高価であることがら各
受波整相回路も高価となり、このような受波整相回路を
四回路設けると、フェーズドアレイ方式の装置は、全体
として非常に大形かつ高価となってしまうものであった
。

また、上記の場合、四つの受波整相回路は、その電気的
な特性、例えば増幅率や周波数特性、遅延量等を同一に
しなければならないが、上記四つの受波整相回路につい
てその電気的特性を総て同一に調整するのは非常に困難
であると共に、多大の調整時間を要するものであった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できる超音波診断装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、複数の振動子素子が配列され超音波を送
受信する探触子と、上記各振動子素子を旺動して超音波
を送信する送波回路及びそれぞれの振動子素子で受信し
た受信信号に所定の遅延を与えて位相を揃え合成する複
数の受波整相回路並びにこれらの受波整相回路を制御す
る受波整相制御回路を有し反射エコーの信号を出力する
超音波送受信部と、この超音波送受信部からのエコー信
号をディジタル化して記憶装置に書き込み読み出すディ
ジタルスキャンコンバータと、このディジタルスキャン
コンバータからの出力信号を入力して超音波画像を表示
する表示装置とを有する超音波診断装置において、上記
超音波送受信部内の複数の受波整相回路には同時並列受
信方式と受波ダイナミックフォーカス方式の両方のフォ
ーカス制御を行うためのデータを格納したメモリを有す
るフォーカス制御回路をそれぞれ設け、上記複数の受波
整相回路の組み合わせを切り換えることにより同時並列
受信方式と受波ダイナミックフォーカス方式の回路構成
を切り換えるスイッチ回路を設けた超音波診断装置によ
って達成される。

〔作　用〕

このように構成された超音波診断装置は、受波整相制御
回路によりスイッチ回路の動作を制御し、このスイッチ
回路により超音波送受信部内の複数の受波整相回路の組
み合わせを切り換えることによって同時並列受信方式と
受波ダイナミックフォーカス方式の回路構成を切り換え
、上記複数の受波整相回路にそれぞれ設けられたフォー
カス制御回路により同時並列受信方式と受波ダイナミッ
クフォーカス方式の両方のフォーカス制御を必要に応じ
て切り換えて実行するものである。これにより、−台の
装置で同時並列受信方式と受波ダイナミンクフォーカス
方式を切り換えて超音波画像を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図である。この超音波診断装置は、電子的に超音
波ビームを走査することにより被検体の診断部位につい
て超音波画像を得るもので、第１図に示すように、探触
子１と、超音波送受信部２と、ディジタルスキャンコン
バータ（以下ｒＤｓｃＪと略称する）３と、表示装置４
とを有して成る。

上記探触子１は、電子走査により被検体の診断部位に対
して超音波を送受信するもので、例えば短冊状に形成さ
れた多数の振動子素子が一定の間隔で列状に配列されて
いる。超音波送受信部２は、上記探触子１の各振動子素
子を駆動して超音波を送信すると共に、それぞれの振動
子素子で受信した受信信号に所定の遅延を与えて位相を
揃え合成して反射エコーの信号を出力するもので、送波
回路５と、初段増幅回路６と、第一の受波整相回路７ａ
と、第二の受波整相回路７ｂと、受波整相制御回路８と
、第一の信号処理回路９ａと、第二の信号処理回路９ｂ
とを有している。送波回路５は、上記探触子１の各振動
子素子に送波パルスを印加して駆動し超音波を送信させ
るものである。初段増幅回路６は、上記探触子１の各振
動子素子で受信した被検体からの反射エコーの信号を増
幅するものである。第−及び第二の受波整相回路？ａ。

７ｂは、上記初段増幅回路６からの出力信号を入力して
、上記それぞれの振動子素子で受信した受信信号に所定
の遅延を与えて位相を揃え合成するもので、上記初段増
幅回路６に対して並列に設けられている。そして、これ
らの受波整相回路７ａ。

７ｂは、それぞれ同じ回路構成とされており、受波フォ
ーカスをかけるフォーカス回路１０ａ、１０ｂと、これ
らのフォーカス回路１０ａ、１０ｂを制御することによ
り受波のフォーカスをコントロールするフォーカス制御
回路１１ａ、ｌｌｂとから成る。受波整相制御回路８は
、上記第−及び第二の受波整相回路７ａ、７ｂへそれぞ
れ制御信号Ｓ工＋ＳＺを送出することにより、各受波整
相回路７ａ、７ｂにおける受波フォーカスを独立に制御
するもので、例えばマイクロコンピュータから成る。第
−及び第二の信号処理回路９ａ、９ｂは、上記第−及び
第二の受波整相回路７ａ、７ｂからの出力信号をそれぞ
れ入力して、対数圧縮及び検波等の処理を行うものであ
る。

また、ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２から出力され
るエコー信号をディジタル化して記憶すると共に読み出
すもので、上記エコー信号を入力してディジタル信号に
変換する第−及び第二のＡ／Ｄ変換器１２ａ、１２ｂと
、こ九らのＡ／Ｄ変換器１２ａ、１２ｂから出力される
ディジタル信号を入力して書き込む記憶装置１３とから
成る。

さらに１表示装置４は、上記ＤＳＣ３からの出力（＝号
を入力してビデオ信号に変換すると共にその超音波画像
を表示するもので１例えばテレビモニタから成る。

ここで１本発明においては、第−及び第二の受波整相回
路７ａ、７ｂの各フォーカス制御回路１１ａ、ｌｌｂの
内部にそれぞれフォーカス制御用のＲＯＭ　（読み出し
専用メモリ）１４ａ、１４ｂが設けられている。これら
のＲＯＭ１４ａ、１４ｂは、上記それぞれのフォーカス
制御回路１１ａ。

１１ｂにおけるフォーカス制御のデータを出力するもの
で、同時並列受信方式と受波ダイナミックフォーカス方
式の両方のフォーカス制御を行うためのデータが格納さ
れている。また、上記第−及び第二の受波整相回路７ａ
、７ｂと第−及び第二の信号処理回路９ａ、９ｂとの間
には、スイッチ回路１５が設けられている。このスイッ
チ回路１５は、上記第−及び第二の受波整相回路７ａ、
７ｂの組み合わせを切り換えることにより同時並列受信
方式と受波ダイナミックフォーカス方式の回路構成を切
り換えるもので、第一の受波整相回路７ａ内のフォーカ
ス回路１０ａからの出力信号Ｓ、を第一の・信号処理回
路９ａへ送る第一の信号線１６ａを有すると共に、第二
の受波整相回路７ｂ内のフォーカス回路１０ｂからの出
力信号Ｓ４を第二の信号処理回路９ｂへ送る第二の信号
線１６ｂを有し、かつ上記第一の信号線１６ａの途中に
は切り換えスイッチ１７が設けられ、この切り換えスイ
ッチ１７の一方の接点１８ａには第一の信号線１６ａが
接続されると共に他方の接点１８ｂには第二の信号線１
６ｂからの分岐線１９が接続されている。さらに、この
スイッチ回路１５には、前記受波整相制御回路８からの
信号線２０が接続されている。そして、上記スイッチ回
路１５の切り換えスイッチ１７の切り換え動作は、受波
整相制御回路８から上記信号線２０を介して出力される
制御信号Ｓ５により制御されるようになっている。

次に、このように構成された超音波診断装置の動作につ
いて説明する。まず、同時並列受信方式の回路構成を選
択して同時並列受信方式で受波整相するには、図示外の
操作卓等から制御指令を入力することにより、受波整相
制御回路８から第−及び第二の受波整相回路７ａ、７ｂ
へそれぞれ制御信号Ｓ１．Ｓ２を送出し、各受波整相回
路７ａ。

７ｂ内に設けられたフォーカス制御回路１１ａ。

１１ｂが有するそれぞれのＲＯＭ１４ａ、１４ｂに格納
されたデータのうち同時並列受信方式のフォーカス制御
を行うためのデータを出力するようにセットすると共に
、スイッチ回路１５へ制御信号Ｓ５を送出してその切り
換えスイッチ１７を一方の接点１８ａ側に接続する。こ
のとき、第一の受波整相回路７ａ内のフォーカス回路１
０ａは第一の信号線１６ａを介して第一の信号処理回路
９ａに接続されると共に、第二の受波整相回路７ｂ内の
フォーカス回路１０ｂは第二の信号線１６ｂを介して第
二の信号処理回路９ｂに接続され、同時並列受信方式の
回路が構成される。この状態で、第一の受波整相回路７
ａ内のフォーカス回路１０ａと、第二の受波整相回路７
ｂ内のフォーカス回路１０ｂとはそれぞれのＲＯＭ１４
ａ、１４ｂからのデータにより、わずかに異なった受波
フォーカスにセットされ、−回の超音波ビームの送信で
二本の異なる走査線上のエコー信号を得ることができる
。これにより、上記第−及び第二の受波整相回路７ａ、
７ｂで同時並列受信方式の受波整相を行って超音波画像
が得られる。

次に、受波ダイナミックフォーカス方式の回路構成を選
択して受波ダイナミックフォーカス方式で受波整相する
には、図示外の操作卓等から制御指令を入力することに
より、受波整相制御回路８から第−及び第二の受波整相
回路７ａ、７ｂへそれぞれ制御信号Ｓｌ、Ｓ２を送出し
、各受波整相回路７ａ、７ｂ内に設けられたフォーカス
制御回路１１ａ、ｌｌｂが有するそれぞれのＲＯＭ１４
ａ。

１４ｂに格納されたデータのうち受波ダイナミックフォ
ーカス方式のフォーカス制御を行うためのデータを出力
するようにセットすると共に、スイッチ回路１５へ制御
信号Ｓ、を送出して反射エコーの受信期間中にその切り
換えスイッチ１７を一方の接点１８ａ側と他方の接点１
８ｂ側とで交互に切り換えるようにする。このとき、あ
るタイミングでおいては、第一の受波整相回路７ａ内の
フォーカス回路１０ａが第一の信号線１６ａ及び−方の
接点１８ａ並びに切り換えスイッチ１７を介して第一の
信号処理回路９ａに接続され、他のタイミングにおいて
は、第二の受波整相回路７ｂ内のフォーカス回路１０ｂ
が第二の信号線１６ｂ及び分岐線１９並びに他方の接点
１８ｂさらに切り換えスイッチ１７を介して第一の信号
処理回路９ａに接続されることとなり、受波ダイナミッ
クフォーカス方式の回路が構成される。この状態で。

第一の受波整相回路７ａ内のフォーカス回路１０ａと、
第二の受波整相回路７ｂ内のフォーカス回路１０ｂとは
それぞれのＲＯＭ　１４　ａ　、　１４　ｂからのデー
タにより、上記切り換えスイッチ１７の切り換え動作に
よってそれが選択されていない時間においてそれぞれの
受波フォーカスをＪｌ［次切り換えることにより１反射
エコーの受信期間中に受波フォーカスを多段階に変化さ
せてエコー信号を得ることができる。これにより、上記
第−及び第二の受波整相回路７ａ、７ｂで受波ダイナミ
ックフォーカス方式の受波整相を行って超音波画像が得
られる。

なお、上記スイッチ回路１５は、第１図に示すものに限
らず、例えば第２図に示すように切り換えスイッチ１７
を第二の信号線Ｌ６ｂの途中に設け、受波ダイナミック
フォーカス方式の受波整相においては第−及び第二の受
波整相回路７ａ、７ｂからの出力信号Ｓ３．Ｓ、をそれ
ぞれ第二の信号処理回路９ｂへ送るようにしてもよい。

あるいは第３図に示すように第一の信号線１６ａの途中
に第一の切り換えスイッチ１７を設けると共に、第二の
信号線１６ｂの途中に第二の切り換えスイッチ１７′を
設け、受波ダイナミックフォーカス方式の受波整相にお
いては第−及び第二の受波整相回路７ａ、７ｂからの出
力信号Ｓ３．Ｓ４をそれぞれ第一の信号処理回路９ａま
たは第二の信号処理回路９ｂのどちらへも送れるように
してもよい。

第４図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、スイッチ回路１５を第−及び第二の信
号処理回路９ａ、９ｂとＤＳＣ３の第−及び第二のＡ／
Ｄ変換器１２ａ、１２ｂとの間に設けたものである。こ
のスイッチ回路１５における構成及び動作は、第１図〜
第３図に示す場合と同様である。

第５図は第三の実施例を示すブロック図である。

この実施例は、スイッチ回路１５をＤＳＣ３内において
第−及び第二のＡ／Ｄ変換器１２ａ、１２ｂと記憶装置
１３との間に設けたものである。この場合は、上記スイ
ッチ回路１５は、各Ａ／Ｄ変換器１２ａ、１２ｂからの
ディジタル信号を入力して所定の切り換えを行うディジ
タルスイッチとされ、上記ＤＳＣ３により制御されるよ
うになっており、その動作は第１図〜第３図に示す場合
と同様の切り換えを行う。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、スイッチ回路１
５により超音波送受信部２内の複数の受波整相回路７ａ
、７ｂの組み合わせを切り換えることによって同時並列
受信方式と受波ダイナミックフォーカス方式の回路構成
を切り換え、上記複数の受波整相回路７ａ、７ｂにそれ
ぞれ設けられたフォーカス制御回路１１ａ、ｌｌｂによ
り同時並列受信方式と受波ダイナミックフォーカス方式
の両方のフォーカス制御を必要に応じて切り換えて実行
することができる。従って、−台の装置で同時並列受信
方式と受波ダイナミックフォーカス方式を切り換えて超
音波画像を得ることができる。

このことから、超音波送受信部２の内部に設ける受波整
相回路は二つだけでよく、装置全体を小形にできると共
にコストの上昇を抑えることができる。また、フェーズ
ドアレイ方式の白黒断層像においては、従来も十分なフ
レームレイトが得られていたが、分解能の向上の要求に
対しては受波ダイナミックフォーカス方式の受波整相を
選択することによりその要求に応えることができる。一
方、カラードプラ像においては、一般にフレームレイト
が低いので、そのフレームレイトの向上の要求が強く、
これに対しては同時並列受信方式の受波整相を選択する
ことによりその要求に応えることができる。すなおち、
超音波画像の表示法の違いに対応してそれぞれの受信方
式を選択することにより、装置全体を小形かつ安価とし
、かつフレームレイトの向上及び分解能を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図、第２図及び第３図はスイッチ回路の変形例を
示す回路図、第４図は本発明の第二の実施例を示すブロ
ック図、第５図は第三の実施例を示すブロック図である
。 １・・・探触子、　２・・・超音波送受信部、　３・・
・ＤＳＣｌ　４・・・表示装置、　５・・・送波回路、
　７ａ。 ７ｂ・・・受波整相回路、　８・・・受波整相制御回路
、９ａ、９ｂ−信号処理回路、　１０ａ、１０ｂ＝・フ
ォーカス回路、　　ｌｌａ、ｌｌｂ・・・フォーカス制
御回路、　　１２ａ、１２ｂ・−Ａ／Ｄ変換器１、１３
−・・記憶装置、　１４　ａ　、　１４　ｂ−ＲＯＭ。 １５・・・スイッチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の振動子素子が配列され超音波を送受信する探触子
   と、上記各振動子素子を駆動して超音波を送信する送波
   回路及びそれぞれの振動子素子で受信した受信信号に所
   定の遅延を与えて位相を揃え合成する複数の受波整相回
   路並びにこれらの受波整相回路を制御する受波整相制御
   回路を有し反射エコーの信号を出力する超音波送受信部
   と、この超音波送受信部からのエコー信号をディジタル
   化して記憶装置に書き込み読み出すディジタルスキャン
   コンバータと、このディジタルスキャンコンバータから
   の出力信号を入力して超音波画像を表示する表示装置と
   を有する超音波診断装置において、上記超音波送受信部
   内の複数の受波整相回路には同時並列受信方式と受波ダ
   イナミックフォーカス方式の両方のフォーカス制御を行
   うためのデータを格納したメモリを有するフォーカス制
   御回路をそれぞれ設け、上記複数の受波整相回路の組み
   合わせを切り換えることにより同時並列受信方式と受波
   ダイナミックフォーカス方式の回路構成を切り換えるス
   イッチ回路を設けたことを特徴とする超音波診断装置。