JPH0137146B2 - - Google Patents
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- JPH0137146B2 JPH0137146B2 JP54149388A JP14938879A JPH0137146B2 JP H0137146 B2 JPH0137146 B2 JP H0137146B2 JP 54149388 A JP54149388 A JP 54149388A JP 14938879 A JP14938879 A JP 14938879A JP H0137146 B2 JPH0137146 B2 JP H0137146B2
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- ultrasonic
- scanning
- ultrasonic transducers
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/345—Circuits therefor using energy switching from one active element to another
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
- G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
- G01S15/8927—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array using simultaneously or sequentially two or more subarrays or subapertures
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- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波ビームを電子的に走査する超
音波診断装置に関するものである。
音波診断装置に関するものである。
第１図は扇型に超音波ビームを走査するセクタ
電子走査型超音波診断装置の原理図である。この
ような超音波診断装置では、超音波振動子列１を
パルス発生器２よりスイツチ列３及び可変遅延回
路群４を介して付勢し、超音波ビームを生体８内
に発射する。可変遅延回路群４ではそれぞれ所定
の遅延時間をスイツチ列３より入力されるパルス
に付与し、超音波振動子列１から発射される超音
波ビームを生体内で一定の方向に偏向する。次に
生体８内で反射された超音波は、再度超音波振動
子列１によつて受信され、可変遅延回路群４で送
信時と同一の遅延時間が付与された後、スイツチ
列３の切換によつて加算回路５で合成され、送信
時と同一の指向性を持つに至る。このようにして
得られた信号は表示部６にＢモード像として表示
される。従つて、超音波振動子列１を第２図に示
すように生体８に密着するようあてがい、超音波
ビーム７を上記した方法で偏向すれば、生体８−
２の部分の超音波断層像が得られる。
電子走査型超音波診断装置の原理図である。この
ような超音波診断装置では、超音波振動子列１を
パルス発生器２よりスイツチ列３及び可変遅延回
路群４を介して付勢し、超音波ビームを生体８内
に発射する。可変遅延回路群４ではそれぞれ所定
の遅延時間をスイツチ列３より入力されるパルス
に付与し、超音波振動子列１から発射される超音
波ビームを生体内で一定の方向に偏向する。次に
生体８内で反射された超音波は、再度超音波振動
子列１によつて受信され、可変遅延回路群４で送
信時と同一の遅延時間が付与された後、スイツチ
列３の切換によつて加算回路５で合成され、送信
時と同一の指向性を持つに至る。このようにして
得られた信号は表示部６にＢモード像として表示
される。従つて、超音波振動子列１を第２図に示
すように生体８に密着するようあてがい、超音波
ビーム７を上記した方法で偏向すれば、生体８−
２の部分の超音波断層像が得られる。
このような従来のセクタ電子走査型超音波診断
装置では、生体表面付近の視野が狭く、第２図の
生体８のうち視野外の部分８−１及び８−３の領
域は全く観測できない。またこの欠点を解決し、
表面付近の視野を広げるために、第３図に示すよ
うに薄い膜９と水１０より成るウオーターバツク
が用いられているが、この方法では、観測できる
部分８−２は広くなるが、反面生体との境界で超
音波が反射する、目的部分が遠くなつて超音波が
広がり解像度が劣化する、走査線７の１本当りの
観測所要時間が増加する等の欠点を有している。
装置では、生体表面付近の視野が狭く、第２図の
生体８のうち視野外の部分８−１及び８−３の領
域は全く観測できない。またこの欠点を解決し、
表面付近の視野を広げるために、第３図に示すよ
うに薄い膜９と水１０より成るウオーターバツク
が用いられているが、この方法では、観測できる
部分８−２は広くなるが、反面生体との境界で超
音波が反射する、目的部分が遠くなつて超音波が
広がり解像度が劣化する、走査線７の１本当りの
観測所要時間が増加する等の欠点を有している。
さらに上記２つの従来例で示した欠点を解消す
るために第４図に示すような方法も考えられてい
る。すなわち超音波振動子１を多数並べ、まず超
音波振動子１−１より１−３２まで用いて、前記
第１図で説明した方法で、第４図７−１の方向か
ら７−２の方向まで左部分を扇形角度走査し、次
に７−２の方向のままで、隣接した超音波振動子
32個を１個づつずらしながら順次切換えることに
よつて右水平方向に走査する。最後に超音波振動
子１−９７より１−１２８によつて右部分の扇型
角度走査を行なう。
るために第４図に示すような方法も考えられてい
る。すなわち超音波振動子１を多数並べ、まず超
音波振動子１−１より１−３２まで用いて、前記
第１図で説明した方法で、第４図７−１の方向か
ら７−２の方向まで左部分を扇形角度走査し、次
に７−２の方向のままで、隣接した超音波振動子
32個を１個づつずらしながら順次切換えることに
よつて右水平方向に走査する。最後に超音波振動
子１−９７より１−１２８によつて右部分の扇型
角度走査を行なう。
上記した方法によれば、視野８−２を広くする
ことができるが、表示部の構成が複雑になり、さ
らに扇形角度走査部と線型走査部のつながりが悪
くなり、本質的な解決とはならなかつた。
ことができるが、表示部の構成が複雑になり、さ
らに扇形角度走査部と線型走査部のつながりが悪
くなり、本質的な解決とはならなかつた。
本発明はかかる欠点を除き、表面付近での視野
の拡大を図り、TV走査への変換が簡単で、種々
の走査が可能で色々な用途の診断に対応でき、良
好な画像が得られる超音波診断装置を提供するも
のであり、以下本発明の一実施例について詳細に
説明する。
の拡大を図り、TV走査への変換が簡単で、種々
の走査が可能で色々な用途の診断に対応でき、良
好な画像が得られる超音波診断装置を提供するも
のであり、以下本発明の一実施例について詳細に
説明する。
第５図は本発明の一実施例における超音波診断
装置の走査方法の原理図を示すものである。ま
ず、アレー状に配された複数個の超音波振動子面
の法線上の、被検体側と反対側の面内で、超音波
振動子面から離隔した任意の位置に仮想の原点１
１を設定し、次に超音波振動子１−１から１−３
２の32個を用い、仮想の原点１１より超音波振動
子１−１６と１−１７の中間、即ち上記した32個
の振動子の中央を結ぶ直線７−１の方向に、生体
８に向けて超音波ビームを発射し、同一方向より
の反射波を同一の超音波振動子１−１から１−３
２によつて受信する。次に超音波振動子列を右に
１個移動させ、１−２より１−３３を使つて、前
と同様に仮想原点１１と振動子１−２から１−３
３の中央を結ぶ直線７−２の方向に偏向する。同
様にして直線７−３より７−９７まで順次超音波
ビームを発射、受信すると、生体８中の視野は領
域８−２に示すように非常に広くなる。第６図は
上記した走査を行なう超音波診断装置の構成例を
示したものであり、振動子列１−１より１−１２
８の内、隣接した32個をスイツチ列１２の内、ｎ
番目のスイツチより（ｎ＋31）番目のスイツチを
接続し、他を開放する。なお、ｎは１〜97までの
整数である。スイツチ１２の他端は可変遅延回路
の４−１より４−３２に接続され、可変遅延回路
の他端はそれぞれスイツチ３−１から３−３２に
接続される。このスイツチ３−１から３−３２
は、第１図と同様に送信時にはパルス発生器２に
接続され、受信時には加算回路５に接続される。
加算回路５の出力は同様に表示部６にＢモード像
として表示される。次に動作を説明すると、パル
ス発生器２で発生した送信パルスは、スイツチ３
−１から３−３２を介し、可変遅延回路４−１か
ら４−３２によつてそれぞれ所定の遅延時間が付
与され、スイツチ１２を介して超音波振動子１−
ｎより１−（ｎ＋31）を振動する。受信時には、
同一の振動子１−ｎより１−（ｎ＋31）で得られ
た信号を、スイツチ１−ｎより１−（ｎ＋31）を
介し、可変遅延回路４−１より４−３２で送信と
同一の遅延時間を付与し、スイツチ３−１よりス
イツチ３−３２を介して加算回路５で合成して表
示信号とする。可変遅延回路４−１より４−３２
で付与される遅延時間は、それぞれ第５図の選択
されている超音波振動子１−ｎから１−（ｎ＋31）
に対応して、超音波ビームが前記仮想原点を通る
直線７−ｎと一致するように設定する。
装置の走査方法の原理図を示すものである。ま
ず、アレー状に配された複数個の超音波振動子面
の法線上の、被検体側と反対側の面内で、超音波
振動子面から離隔した任意の位置に仮想の原点１
１を設定し、次に超音波振動子１−１から１−３
２の32個を用い、仮想の原点１１より超音波振動
子１−１６と１−１７の中間、即ち上記した32個
の振動子の中央を結ぶ直線７−１の方向に、生体
８に向けて超音波ビームを発射し、同一方向より
の反射波を同一の超音波振動子１−１から１−３
２によつて受信する。次に超音波振動子列を右に
１個移動させ、１−２より１−３３を使つて、前
と同様に仮想原点１１と振動子１−２から１−３
３の中央を結ぶ直線７−２の方向に偏向する。同
様にして直線７−３より７−９７まで順次超音波
ビームを発射、受信すると、生体８中の視野は領
域８−２に示すように非常に広くなる。第６図は
上記した走査を行なう超音波診断装置の構成例を
示したものであり、振動子列１−１より１−１２
８の内、隣接した32個をスイツチ列１２の内、ｎ
番目のスイツチより（ｎ＋31）番目のスイツチを
接続し、他を開放する。なお、ｎは１〜97までの
整数である。スイツチ１２の他端は可変遅延回路
の４−１より４−３２に接続され、可変遅延回路
の他端はそれぞれスイツチ３−１から３−３２に
接続される。このスイツチ３−１から３−３２
は、第１図と同様に送信時にはパルス発生器２に
接続され、受信時には加算回路５に接続される。
加算回路５の出力は同様に表示部６にＢモード像
として表示される。次に動作を説明すると、パル
ス発生器２で発生した送信パルスは、スイツチ３
−１から３−３２を介し、可変遅延回路４−１か
ら４−３２によつてそれぞれ所定の遅延時間が付
与され、スイツチ１２を介して超音波振動子１−
ｎより１−（ｎ＋31）を振動する。受信時には、
同一の振動子１−ｎより１−（ｎ＋31）で得られ
た信号を、スイツチ１−ｎより１−（ｎ＋31）を
介し、可変遅延回路４−１より４−３２で送信と
同一の遅延時間を付与し、スイツチ３−１よりス
イツチ３−３２を介して加算回路５で合成して表
示信号とする。可変遅延回路４−１より４−３２
で付与される遅延時間は、それぞれ第５図の選択
されている超音波振動子１−ｎから１−（ｎ＋31）
に対応して、超音波ビームが前記仮想原点を通る
直線７−ｎと一致するように設定する。
なお、上記した実施例では超音波の送受波に同
一の遅延回路を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、送受別々の遅延方式を用いる
こともできる。さらに一度に駆動する超音波振動
子の数を変えることもでき、また走査線数を増減
させることもでき、仮想原点の位置を移動させる
ことによつて、観測範囲を広げたり左右非対称と
することも可能である。
一の遅延回路を用いたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、送受別々の遅延方式を用いる
こともできる。さらに一度に駆動する超音波振動
子の数を変えることもでき、また走査線数を増減
させることもでき、仮想原点の位置を移動させる
ことによつて、観測範囲を広げたり左右非対称と
することも可能である。
以上説明したように本発明は、超音波振動子を
多数アレー状に配列し、その内隣接した複数個を
選択し、仮想の原点より発するごとく超音波ビー
ムを走査するようにした超音波診断装置を提供す
るもので、以下に示すような多数の効果が得られ
るものである。
多数アレー状に配列し、その内隣接した複数個を
選択し、仮想の原点より発するごとく超音波ビー
ムを走査するようにした超音波診断装置を提供す
るもので、以下に示すような多数の効果が得られ
るものである。
まず、超音波振動子を多数並べた事によつて、
セクタ走査の特徴である斜め放射の特性を生かし
たまま、生体表面付近の視野８−２が広くなり、
これに伴つて視野外の部分８−１及び８−３の領
域が減少する。また、超音波振動子を直接生体に
あてがうことができるので、一方向を走査するの
に無駄時間が無く、第３図の方法に比べて解像度
が高い。さらに、走査の型式が第２図に示したセ
クタ走査より一部を除いた形になつているため、
セクタ走査型の表示装置と同一となり、表示装置
を共用することができる。また、第４図の方法に
比べても画像の一様性が良い。さらに、超音波振
動子列の法線より測つた偏向角をθoとすると、第
５図の例ではtanθoが走査線の間で必然的に一定
ピツチとなり、この場合には先に同一出願人が出
願した特願昭53−152388号に示す、扇形走査の各
偏向角におけるｎ番目のサンプル点相互を結んだ
線が、テレビ走査の走査線と平行となるように各
偏向角ごとのサンプル周期を決めておくことによ
り、扇形走査して得られた信号をテレビ走査に簡
単に変換して表示する表示方法や、特願昭53−
152389号に示す、テレビ走査の走査線と直交する
線に対する扇形走査の各偏向角の正接が比例関係
をとるように、予め偏向角の値を設定することに
より、記憶容量の削減を図つた表示方法などがそ
のまま利用でき、簡単にTV走査に走査変換でき
る。
セクタ走査の特徴である斜め放射の特性を生かし
たまま、生体表面付近の視野８−２が広くなり、
これに伴つて視野外の部分８−１及び８−３の領
域が減少する。また、超音波振動子を直接生体に
あてがうことができるので、一方向を走査するの
に無駄時間が無く、第３図の方法に比べて解像度
が高い。さらに、走査の型式が第２図に示したセ
クタ走査より一部を除いた形になつているため、
セクタ走査型の表示装置と同一となり、表示装置
を共用することができる。また、第４図の方法に
比べても画像の一様性が良い。さらに、超音波振
動子列の法線より測つた偏向角をθoとすると、第
５図の例ではtanθoが走査線の間で必然的に一定
ピツチとなり、この場合には先に同一出願人が出
願した特願昭53−152388号に示す、扇形走査の各
偏向角におけるｎ番目のサンプル点相互を結んだ
線が、テレビ走査の走査線と平行となるように各
偏向角ごとのサンプル周期を決めておくことによ
り、扇形走査して得られた信号をテレビ走査に簡
単に変換して表示する表示方法や、特願昭53−
152389号に示す、テレビ走査の走査線と直交する
線に対する扇形走査の各偏向角の正接が比例関係
をとるように、予め偏向角の値を設定することに
より、記憶容量の削減を図つた表示方法などがそ
のまま利用でき、簡単にTV走査に走査変換でき
る。
さらに、本発明による超音波診断装置は、セク
タ走査と本発明による走査と、線型走査の総てを
実現できる装置を作る場合にも、ほとんどの部分
が共通に使用できる等多くの優れた特長を有して
いる。
タ走査と本発明による走査と、線型走査の総てを
実現できる装置を作る場合にも、ほとんどの部分
が共通に使用できる等多くの優れた特長を有して
いる。
第１図はセクタ電子走査型超音波診断装置の原
理を示すブロツク図、第２図は従来のセクタ走査
の観測範囲を示す図、第３図はセクタ電子走査型
超音波診断装置とウオータバツクを組合せた従来
の方法を示す図、第４図はセクタ走査と線型走査
を組み合せた従来の方法を説明する図、第５図は
本発明の一実施例における超音波診断装置の走査
方法を説明する動作説明図、第６図は本実施例に
おける超音波診断装置の構成を説明するブロツク
図である。 １……超音波振動子、２……パルス発生器、３
……スイツチ、４……可変遅延回路、５……加算
回路、６……表示部、１２……スイツチ列。
理を示すブロツク図、第２図は従来のセクタ走査
の観測範囲を示す図、第３図はセクタ電子走査型
超音波診断装置とウオータバツクを組合せた従来
の方法を示す図、第４図はセクタ走査と線型走査
を組み合せた従来の方法を説明する図、第５図は
本発明の一実施例における超音波診断装置の走査
方法を説明する動作説明図、第６図は本実施例に
おける超音波診断装置の構成を説明するブロツク
図である。 １……超音波振動子、２……パルス発生器、３
……スイツチ、４……可変遅延回路、５……加算
回路、６……表示部、１２……スイツチ列。
Claims (1)
- １ アレー状に配列された複数個の超音波振動子
と、前記超音波振動子の隣接する所定個を順次切
換選択する選択手段と、少なくとも前記所定個の
超音波振動子に夫々所定の遅延時間を付勢する可
変遅延手段と、前記アレー状に配列された超音波
振動子面の法線上の、被検体側と反対側の面内
で、超音波振動子面から離隔した任意の位置に仮
想の原点を設定し、この仮想の原点より扇形に広
がる方向に超音波ビームを走査するように前記可
変遅延手段の遅延量を選定する制御部とを具備し
たことを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14938879A JPS5672857A (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Method of scanning ultrasonic diagnosing device |
| DE3043047A DE3043047C2 (de) | 1979-11-16 | 1980-11-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallabbildung mit radialen Abtaststrahlen, mit einem hinter einer linearen Transduktoranordnung liegenden hypothetischen Ausgangspunkt |
| US06/206,828 US4368643A (en) | 1979-11-16 | 1980-11-14 | Ultrasonic imaging by radial scan beams emanating from a hypothetical point located behind linear transducer array |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14938879A JPS5672857A (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Method of scanning ultrasonic diagnosing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5672857A JPS5672857A (en) | 1981-06-17 |
| JPH0137146B2 true JPH0137146B2 (ja) | 1989-08-04 |
Family
ID=15474029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14938879A Granted JPS5672857A (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Method of scanning ultrasonic diagnosing device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4368643A (ja) |
| JP (1) | JPS5672857A (ja) |
| DE (1) | DE3043047C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11484295B2 (en) | 2019-02-21 | 2022-11-01 | Konica Minolta, Inc. | Ultrasound diagnostic technique for setting virtual origins of acoustic lines for trapezoidal scanning |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5711648A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-21 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Ultrasonic probe |
| JPS58132677A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-08 | Hitachi Medical Corp | 超音波撮像装置 |
| US4446740A (en) * | 1982-03-09 | 1984-05-08 | Sri International | Frequency controlled hybrid ultrasonic imaging arrays |
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