JPH02164348A - 超音波診断装置用受信器 - 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］ 本発明は超音波診断装置用受信器、特に被検体内の広い
領域に超音波ビームを角度偏向走査するために、選択さ
れた振動子群にて受信した反射エコー信号を遅延制御す
る超音波診断装置用受信器に関する。

［従来の技術］ 超音波を生体などの被検体内に放射し、その反射エコー
を受信して断層像あるいは速度（ドプラ）情報などの被
検体内情報を画像表示する超音波診断装置が周知であり
、この超音波診断装置において、振動子幅よりも広い範
囲の情報を得るため等のために、超音波ビームを角度偏
向制御してセクタ状（扇状）の範囲の情報を画像表示す
ることが行われる。

第３図及び第４図には、セクタ走査する場合の超音波反
射エコーと振動子の関係が示されており、セクタ走査す
る場合には、第３図のように走査線１００−１から所定
の微小角度毎、例えば０．３５度、０．７度毎に超音波
ビームを放射していき、走査線１００−２を経て走査線
１００−３まで超音波ビームを放射すると、１画面分の
走査が完了することになる。

このようなセクタ走査において所定の角度方向に偏向走
査する場合には、第４図に示されるように、フォーカス
点Ｆからの反射エコー波を振動子列の全ての振動子１０
にて受信することになるが、それぞれの振動子１０にお
いて反射エコー波が到達する時間が異なることになる。

すなわち、図の場合では振動子１０−１にフォーカス点
Ｆからの反射波が一番早く到達し、振動子１０−ｎに一
番遅く到達することになる。従って、振動子１０−１〜
１０−ｎの全てにおいて受信される信号位相を合わせる
ためには、早く到達する振動子１０の方から到達時間差
だけ順に遅らせる必要がある。

例えば、第５図（ａ）に示されるように、前記第４図に
対応するフォーカス点Ｆ１の場合には、１番目の振動子
１０についてはＤｌに示される大きな遅延時間（遅延量
）が与えられ、ｎ／２番目の振動子１０についてはＤ２
、ｎ番目の振動子１０についてはＤ３に示される遅延時
間が与えられることなる。

また、図（ｂ）に示されるように、フォーカス点Ｆ２か
らの反射波を受信する場合には、一番目がＤ　に、ｎ／
２番目がＤ　に、ｎ番目がＤ３に示されるように、遅延
時間の差は小さくなる。

更に、図（Ｃ）に示されるように、フォーカス点Ｆ３か
らの反射波を受信する場合には、図（ａ）の場合と反対
の関係になり、ｎ番目の振動子１０についてＤ３に示さ
れる大きな遅延時間が与えられる。

このようにして、所定の偏向角方向からの超音波ビーム
を受信するために遅延時間の制御が行われるが、この他
にも所定の距離方向（深さ方向）に焦点を合わせるため
の遅延制御が行われており、一般に遅延制御はビーム偏
向と焦点合わせのために行われる 第６図には、受信信号に遅延時間を与える構成が示され
ており、従来では図（ａ）に示されるように、振動子１
０と遅延線（デイレーライン）１２を接続するように分
配回路１４が設けられており、この分配回路１４は、振
動子１０と遅延線１２とをマトリクス状に配線してその
交点にスイッチを設けた構成となっている。

しかしながら、これでは配線数とスイッチの数が膨大と
なるという問題がある。図（ａ）の場合は、振動子１０
が２０個で遅延線１２が４０タツプについて分配回路１
４であるから、全体で８００個（−２０Ｘ４０）のスイ
ッチを特徴とする特に、セクタ走査する場合には、角度
偏向走査する場合の走査線間の角度が小さくなればなる
程、画質のよい診断画像を得ることができるが、この走
査線間の角度を小さくし、角度偏向のための遅延制御を
細かく行うと、遅延線タップも多くなり、前記配線数と
スイッチの数が大幅に増えることになる。

そこで、従来では、第６図（ｂ）のように、振動子１０
及び遅延線１２を分割して群加算回路１６とし、これを
用いて第７図に示すような受信器の構成としている。

すなわち、第６図（ｂ）においては、振動子１０及び遅
延線１２を４つのグループに分割し、５個の振動子１０
と１０タツプの遅延線１２として、この振動子１０と遅
延線１２に対するマトリクス状の分配回路１４を形成す
る。従って、前記分配回路１４のスイッチ数は、全体で
２００個（−５Ｘ１０Ｘ４）となり、これにより図（ａ
）と比較して、１／４まで減少させることができる。

従って、第７図に示される受信器では、セクタ走査用探
触子内に設けられている振動子群を４グループに分割し
た４個の群加算回路１６を設け、この４個の群加算回路
１６により、振動子１０で得られた反射エコー波に対し
フォーカスのための遅延時間を与えており、これにより
距離方向において設定された複数の焦点Ｆの情報を得る
ようにしている。

また、群加算回路１６には主遅延線１８及び主分配回路
２０から成る主加算回路２２が接続されており、この主
加算回路２２により、超音波ビームの偏向角を定めるた
めの遅延時間を与えており、前記主遅延線１８は前記群
加算回路１６内の遅延線１４とは別個の役割をしている
。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のように、従来では、フォーカスのために遅延時間
を与える回路においては簡略化することができたが、角
度偏向のための遅延線１８及び分配回路２０については
、前記の群別算回路１６のような方法で簡略化をするこ
とはできないという問題があった。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点を解決することを課題として
なされたものであり、その目的は、角度偏向のための遅
延時間を受信信号に与える回路を簡略化することのでき
る超音波診断装置用受信器を提供することにある。

［課厘を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装
置用受信器は、被検体内情報を画像表示するために被検
体内に放射した超音波の反射エコーを所定数の振動子群
毎に受信する超音波診断装置用受信器において、所定点
からの受信信号を得る振動子群を複数のグループに分け
グループ毎に振動子出力を遅延させる遅延線及びこの遅
延線に振動子出力を分配する分配回路を設けた群別算回
路を複数個有し、これら群別算回路を切換え器を介して
ループ状に接続し、群別算回路の入出力をループ状の所
定順で所定遅延時間毎に繰り返すことにより角度偏向制
御を行うことを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、フォーカス制御のための遅延時間
が与えられた群別算回路の受信信号はループ状の所定順
に従って他の群別算回路に順次供給され、更に所定の遅
延時間が与えられかつ他の群別算回路の受信信号と合成
される。従って、群別算回路の遅延線により、分割され
た群別算回路に入力された受信信号には角度偏向制御す
るための遅延時間も与えられることになる。

このようにして、本発明は、切換え器を介して群別算回
路を接続することにより、従来用いていた主遅延線を省
略することが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には、本発明の第１実施例の構成が示されており
、この実施例は２０個の振動子１０から成る振動子群を
有し、この振動子群によりセクタ走査をしている。そし
て、この振動子群を４分割して配設された４個の群別算
回路１６（Ａ−Ｄ）を有している。従って、群別算回路
１６は５個（−＝ｍ／４）の振動子１０からの反射エコ
ー信号を受信することになる。

本発明において特徴的なことは、従来用いられていた主
加算回路の遅延線を完全になくすために、群別算回路１
６の遅延線１４で角度偏向制御のための遅延時間をも与
えるようにし、遅延線１４を２度使用するようにしたこ
とである。

すなわち、実施例では、Ａ−Ｄの４個の群別算回路１６
のそれぞれに切換え器２４−１．２４−２．２４−３．
２４−４を設け、この切換え器２４により群別算回路１
６の出力を隣接する他の２個の群別算回路１６に供給で
きるようにし、４個の群別算回路１６をループ状に結線
する。

従って、群別算回路２４において、例えばＡ→Ｂ−Ｃ−
Ｄの順、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａの順に、あるいは反対方向のＤ
−Ｃ−Ｂ→Ａの順等にそれぞれの出力を入力するように
し、任意の群別算回路１６を開始点として所定の遅延時
間を与えながらループ状に入出力を繰り返すことができ
る。

そして、人力される他の群別算回路１６の信号は分配回
路１４により遅延線１２に供給され、所定の遅延時間が
与えられる。この遅延時間は、受信する超音波ビームの
偏向角に応じて変更設定され、４個の群別算回路１６同
士ではほぼ同一の時間である。

このことを、第２図に示される、例えばフォーカス点Ｆ
１について角度偏向走査する場合で説明すると、次のよ
うになる。すなわち、図（ａ）には第６図の従来回路で
の遅延制御が示され、この場合は４個の群別算回路１６
の遅延時間が順にり、、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４となり、この
遅延時間を第６図の主遅延線１８にて与えることになる
。これに対し、実施例の場合は、図（ｂ）に示されるよ
うに、遅延時間Ｄ５を各群別算回路１６にて与えればよ
いことになり、比較的簡単な制御でよいことが理解され
る。

このように、本発明の遅延時間は混加算回路１６の遅延
線１２を用いているので、第６図で設けられている主遅
延線１８は省略できる、従来と比較すると１／２に減少
することになる。

前記実施例では、混加算回路１６を４個にした場合につ
いて説明したが、この混加算回路１６は４個から８個程
度に設定することにより、偏向ビーム受信のための遅延
制御を良好に行うことができる。また、セクタ走査する
振動子１０の数が増えれば、その数に応じて混加算回路
１６も増やすことが好ましい。

実施例は以上の構成からなり、以下に超音波の送信から
受信に至るまでの全体的な作用を、第１図及び第２図に
基づいて説明する。

まず、図示されていない送信回路により振動子１０に励
振信号が供給されており、この励振信号により超音波が
発生し、振動子群にて所定の方向に超音波ビームが放射
されることになる。この送信時においても、超音波ビー
ムを所定の方向へ放射するために遅延制御をしており、
前記励振信号を各振動子１０に与える時間を制御してい
る。

次に、放射された超音波ビームの方向における反射エコ
ーを所定の距！、、　（深さ）毎に順に受信することに
なるが、これは所定の距離に焦点を合わせるフォーカス
制御により行われる。

すなわち、第１図において、各振動子１０で受信された
受信信号は全ての混加算回路１６−１〜１６−４に入力
され、その後に、受信信号は分配回路１４−１〜１４−
４にて遅延線１２−１〜１２−４に供給され、フォーカ
ス点に応じた遅延時間が与えられる。

第２図（ｂ）のフォー力点Ｆ１からの反射エコーを受信
する場合には、Ａの混加算回路１６が最初にフォー力点
Ｆ１からの反射エコーを受信することになり、次にＢ−
Ｃ−４Ｄの順で受信することになる。

そして、Ａの混加算回路１６の出力は、切換え器２４−
１を介してＢの混加算回路１６に供給され、遅延線１２
−１により所定の遅延時間Ｄ５が与えられると同時に、
Ｂの混加算回路１６に入力する受信信号と合成される。

また、Ｂの混加算回路１６の出力はＣの混加算回路１６
に切換え器２４−２を介して供給され、遅延線１２−２
により所定の遅延時間Ｄ５が与えられると同時に、Ｃの
混加算回路１６に入力する受信信号と合成される。

このようにして、Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄ、の混加算回
路１６に入力した受信信号は、それぞれ遅延時間Ｄ５だ
け遅延されて合成され、この合成信号は切換え器２４−
４から出力されることになり、これにより第２図（ｂ）
の合成が行われ、フォーカス点Ｆ１の反射エコーを受信
するための位相合わせが完了することになる。

前記混加算回路１６の入出力順は、走査される角度偏向
で変わってくることになり、例えば第５図に示されるフ
ォーカス点Ｆ２の反射エコーを受信する場合には、Ｂ→
Ｃ−Ｄ−Ａの順に行い、フォーカス点Ｆ３の反射エコー
を受信する場合には、Ｄ−Ｃ−Ｂ→Ａの順に行えばよい
。もちろん、混加算回路１６での遅延時間も偏向角によ
って変化するので、偏向角に応じた遅延時間となるよう
に分配されることが必要である。

なお、実施例では、セクタ走査する振動子群について説
明したが、リニア走査あるいコンベックス走査する振動
子群にて角度偏向制御する場合にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、振動子群を分割
して設けられた混加算回路をループ状に接続し、切換え
器を用いて混加算回路の入出力をループ状の所定順に従
って行い、所定遅延時間を与えながら位相合わせを行う
ようにしたので、混加算回路により角度偏向制御するた
めの遅延時間も与えることができる。従って、従来用い
ていた角度偏向のための主遅延線を簡略化することがで
きるという効果がある。

【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用受信器の実施例
を示す回路図、 第２図は角度偏向制御する際の遅延時間を示す説明図、 第３図はセクタ走査を示す説明図、 第４図は振動子群へ反射エコーが到達する時間の相違を
示す説明図、 第５図は角度偏向制御する場合の遅延時間の相違を示す
説明図、 第６図は遅延制御を行う回路において簡略化していない
回路（図ａ）と簡略化した回路（図ｂ）とを示す図、 第７図は従来において遅延制御を行う回路構成を簡略化
した受信器を示す回路図である。 １０　・・・　振動子 １２　・・・　遅延線 １４　・・・　分配回路 １６　・・・　群細算回路 １８　・・・　主遅延線 ２０　・・・　主分配回路 ２２　・・・　主加算回路。 （ｂ） 遜莫剖イ郵Ｘ符う凹路図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内情報を画像表示するために被検体内に放
   射した超音波の反射エコーを所定数の振動子群毎に受信
   する超音波診断装置用受信器においで、所定点からの受
   信信号を得る振動子群を複数のグループに分けグループ
   毎に振動子出力を遅延させる遅延線及びこの遅延線に振
   動子出力を分配する分配回路を設けた群加算回路を有し
   、これら群加算回路を切換え器を介してループ状に接続
   し、群加算回路の入出力をループ状の所定順で所定遅延
   時間毎に繰り返すことにより角度偏向制御を行うことを
   特徴とする超音波診断装置用受信器。