JPH0127741B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、生体内へ超音波を発射し、生体内
よりの超音波の反射信号を検出することにより生
体情報を得る超音波診断装置の技術分野に属す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、生体内を超音波ビームで走査して得られ
ぬ反射信号により、生体の断層像を表示する超音
波診断装置に関し、画質向上のために走査線数を
増加するとフレーム数が減少してリアルタイム性
に欠けるとの問題点を解決するための提案とし
て、特公昭56年第20017号公報に記載された発明
がある。

前記発明は、第１図に示すように、例えば＃１
〜＃５までの超音波振動子を励振することにより
発射された超音波ビームＴに対し、受信指向性が
R_A，R_Bとなるように＃１〜＃５の超音波振動子
で反射エコーを同時に受信することによつて、送
受総合の指向性がTR_A方向とTR_B方向とである異
なる２方向からの超音波反射信号を同時に得るこ
とができるとする。

このように、一の送信指向性Ｔに対して異なる
２種の受信指向性R_A，R_Bを設定するためには、
受信時に超音波振動子＃１〜＃５に対して２種の
遅延時間を設定しなければならない。このため、
超音波振動子＃１〜＃５には、各々２個の遅延回
路T_A1，T_B1〜T_A5，T_B5が接続されている。前記
遅延回路T_A1〜T_A5は、受信指向性R_Aとする遅延
時間を設定するためのものであり、遅延回路T_B1
〜T_B5は、受信指向性R_Bとする遅延時間を設定す
るためのものである。そして、超音波振動子＃１
〜＃５で受波された反射信号を、遅延回路T_A1〜
T_A5を介して第１の加算器Ｓ１で加算処理するこ
とにより、送受総合の指向性TR_A方向からの反
射信号を得ることができる。又、超音波振動子
＃１〜＃５で受波された反射信号を、遅延回路
T_B1〜T_B5を介して第２の加算器S₂で加算処理す
ることにより、送受総合の指向性TR_B方向からの
反射信号を得ることができる。

しかしながら、上記の方法によると、遅延回路
を独立に２系統必要とすることになる。一般的に
は、受信指向性を２種に設定するとは限らないの
で、同時受信する方向の数だけ同等の遅延能力を
持つた遅延素子が必要となる。このため、同時に
受信する方向の数が多い場合や、セクタ走査等の
ように超音波ビームを大きく偏向させる必要があ
る場合には、高価で占有体積の大きい長時間遅延
素子を多数用いなければならないため、製造コス
トが高価になると共に装置が大型化となる欠点が
あつた。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に鑑みて成されたもので
あり、指向性の異なる複数の超音波反射信号を同
時に得る場合においても、遅延素子の必要数を低
減することができ、もつて製造コストの低減と装
置の小型化とを図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ものである。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
アレイ状に配列された複数の超音波振動子のうち
の順次選択される１組の超音波振動子を用い、送
信超音波ビームについての受信指向性を複数設定
して、同時に複数の超音波反射信号を得る超音波
診断装置において、前記各超音波振動子からの反
射信号を入力するように直列接続される遅延量の
大きい第１の遅延回路と、同時受信の数の出力端
を有する遅延量の小さい第２の遅延回路との少な
くとも２段階の遅延回路を具備することを特徴と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説
明する。第２図は、この発明の一実施例である超
音波診断装置において、超音波振動子と送受信回
路とを示す概略説明図である。

第２図において、超音波振動子＃１〜＃５は、
超音波探触子（図示せず）において、アレー状に
配列された超音波振動子のうちの隣接する５素子
を示している。これら超音波振動子＃１〜＃５に
は、遅延量の大きい遅延時間を設定可能な第１の
遅延回路T₁₁〜T₁₅がそれぞれ接続されている。
第１の遅延回路T₁₁〜T₁₅は、送受信の遅延手段
として兼用され、送信時には基準信号（図示せ
ず）を入力してこれを遅延することにより、送信
指向特性が図示Ｔ方向となるように、前記超音波
振動子＃１〜＃５を励振するようになつている。
又、受信時にあつては、前記超音波振動子＃１〜
＃５からの反射信号をそれぞれ送信時と同一の時
間だけ遅延させて出力する。第１の遅延回路T₁₁
〜T₁₅の出力端は、遅延量の小さい遅延時間を設
定可能な第２の遅延回路T₂₁〜T₂₅の入力端にそ
れぞれ接続されている。前記第２の遅延回路T₂₁
は、遅延素子l₁とこの遅延素子l₁のタツプを選択
するマルチプレクサmp１とから成つている。マ
ルチプレクサmp１は、例えば受信指向特性を２
方向に設定する場合には、第３図に示すように、
第１のマルチプレクサＭ１を第２のマルチプレク
サＭ２とで構成され、それぞれの入力端を前記遅
延素子l₁のタツプ端子に接続している。他の第２
の遅延回路T₂₂〜T₂₅も、前記第２の遅延回路T₂₁
と同様に、遅延素子l₂〜l₅とマルチプレクサmp２
〜mp５とから成り、マルチプレクサmp２〜mp
５は、前記マルチプレクサmp１と同一の構成と
なつている。

第１、第２の加算器Ｓ１，Ｓ２は、前記第２の
遅延回路T₂₁〜T₂₅の出力を入力し、これを加算
して出力するものである。第１の加算器Ｓ１は、
前記マルチプレクサmp１〜mp５における第１の
マルチプレクサＭ１の出力を入力するようになつ
ている。第２の加算器Ｓ２は、前記マルチプレク
サmp１〜mp５における第２のマルチプレクサＭ
２の出力を入力するようになつている。この第
１、第２の加算器Ｓ１，Ｓ２の後段に接続された
遅延回路Ｔ，T′は、送信指向性を偏向する際に、
フオーカス点が円弧状に移動することに基づく画
像の歪を修正するためのものであり、指向性の方
向に拘わらずフオーカス点が水平なるように遅延
時間を与えるようになつている。

以上のように構成された超音波診断装置の作用
について説明する。先ず、第１の遅延回路T₁₁〜
T₁₅において、基準信号（図示せず）を遅延させ
た信号により、超音波振動子＃１〜＃５を励振
し、送信指向特性が図示Ｔ方向となるように超音
波ビームを発射する。この反射波が前記超音波振
動子＃１〜＃５で受波され、反射信号が出力され
る。この反射信号は、第１の遅延回路T₁₁〜T₁₅
において、送信時と同一の遅延時間だけ保持され
て出力される。第１の遅延回路T₁₁〜T₁₅から出
力される反射信号は、次に第２の遅延回路T₂₁〜
T₂₅に入力する。第２の遅延回路T₂₁〜T₂₅におけ
るマルチプレクサmp１〜mp５は、それぞれ遅延
素子l₁〜l₅のタツプ端子を選択することにより、
第１の遅延回路T₁₁〜T₁₅で与えられた遅延時間
に加えて、さらに２種の微小遅延時間だけ保持し
た反射信号を出力する。即ち、マルチプレクサ
mp１〜mp５における第１のマルチプレクサＭ１
は、第１、第２の遅延回路によつて受信指向特性
が図示R_A方向となるように、前記遅延素子l₁〜l₅
のタツプ端子を選択して出力する。又、マルチプ
レクサmp１〜mp５における第２のマルチプレク
サＭ２は、第１、第２の遅延回路によつて、受信
指向特性が図示R_B方向になるように、前記タツ
プ端子l₁〜l₅のタツプ端子を選択する。従つて、
送信指向特性Ｔに対し、受信指向特性がR_A，R_B
の方向に設定され、よつて送受総合の指向特性と
しては、それらの中間にTR_A，TR_Bとすることが
できる。この際、送信時のフオーカス点Ｃに対し
て、受信時のフオーカスＡ，Ｂのずれはわずかで
あるため、フオーカス点Ｃを設定する第１の遅延
回路T₁₁〜T₁₅の遅延素子に比べて、第２の遅延
回路T₂₁〜T₂₅の遅延素子l₁〜l₅は遅延量の小さい
ものでよい。従つて、同時受信する方向の数だけ
大規模な遅延回路を用いた場合に比べて、遅延量
の大きい遅延素子の数を低減することができる。

この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨の範囲内で種々の変形例を包
含することは言うまでもない。例えば、複数の受
信指向性のための微小の遅延量や同時受信の数が
固定である場合には、第２の遅延回路を第４図に
示すようにタツプ付きの固定遅延素子l₁〜l₅のみ
で簡単に構成することができる。この場合、同時
受信の数のタツプを、同時受信の数だけ配置した
加算器に接続すれば、前記と同様の効果を簡易の
構成で奏することができる。又、この発明は、反
射信号をデイジタル化した場合にあつても適用す
ることができる。例えば、第５図に示すように、
超音波振動子＃１〜＃５からの反射信号を例えば
８ビツトのデジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器AD１〜AD５を配置し、この後段に第１
の遅延回路T₁₁′〜T₁₅′と第２の遅延回路T₂₁′〜
T₂₅′を配置する。この場合の第１、第２の遅延回
路における遅延素子としては、８ビツトのカウン
タ又はシフトレジスタを用いればよい。尚、以上
説明した実施例では、説明の便宜のために同時受
信の数を２としたが、同時受信の数を３以上とす
ることができることは言うまでもない。この際、
第２の遅延回路の出力が同時受信の数と同一とな
るように、遅延素子のタツプを選択すればよい。
又、この発明は、超音波の反射信号の受信のみな
らず、透過信号の受信にも適用することが可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によると、送信
超音波ビームについての受信指向性を複数設定し
て、同時に複数の超音波反射信号を得る場合にあ
つても、複数の受信系を形成するための遅延量の
大きい遅延素子の数を低減することができる超音
波診断装置を提供することができる。従つて、高
価で占有体積の大きい遅延素子の構成数の低減に
より、製造コストの低減と装置の小型化とを図る
ことができ、特に遅延量の大きいセクタスキヤン
等の場合に適用することによりその効果は極めて
大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は同時受信の指向性を２方向とした場合
の従来の超音波診断装置の概略説明図、第２図は
この発明の一実施例である超音波診断装置の概略
説明図、第３図は第２の遅延回路におけるマルチ
プレクサの一構成例を示す概略説明図、第４図は
第２の遅延回路を固定遅延素子とした場合の変形
例を示す概略説明図、第５図は反射信号をデイジ
タル化した場合の変形例を示す概略説明図であ
る。 ＃１〜＃５……超音波振動子、T₁₁〜T₁₅……
第１の遅延回路、T₂₁〜T₂₅……第２の遅延回路、
l₁〜l₅……遅延素子、mp１〜mp５……マルチプ
レクサ、Ｍ１……第１のマルチプレクサ、Ｍ２…
…第２のマルチプレクサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アレイ状に配列された複数の超音波振動子の
   うちの順次選択される１組の超音波振動子を用
   い、送信超音波ビームについての受信指向性を複
   数設定して、同時に複数の超音波反射信号を得る
   超音診断装置において、前記各超音波振動子から
   の反射信号を入力するように直列接続される遅延
   量の大きい第１の遅延回路と同時受信の数の出力
   端を有する遅延量の小さい第２の遅延回路との少
   なくとも２段階の遅延回路を具備することを特徴
   とする超音波診断装置。 ２ 前記第２の遅延回路は、遅延時間が可変であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の超音波診断装置。