JPH0295355A - 超音波診断装置のトランスデューサ駆動装置 - 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〕 この発明は、超音波診断装置のトランスデユーサ駆動装
置に関し、特に発射超音波の周波数帯域を制御する方式
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に超音波診断装置は、医用分野において、心臓や循
環器などの診断等に用いられ、例えば心臓部の断層デー
タをリアルタイムでＣＲＴ上に表示したり、またパルス
ドプラ法等により特定部位の血流速度を測定し、この分
布を前記同様にＣＲＴ上に表示するものである。

この超音波診断装置は、送、受渡用の振動子（トランス
デユーサ）を有するプローブと、このプローブが接続さ
れる診断装置本体とから構成されている。そして前記プ
ローブに設けられたトランスデユーサは、電気信号を超
音波信号に、あるいは超音波信号を電気信号に変換する
ものである。

即ち、トランスデユーサに対してインパルス的な駆動電
圧（パルス）が印加され、これによりトランスデユーサ
は超音波信号を出力する。この超音波信号は生体内に送
信され、該生体内からの反射超音波エコーが前記トラン
スデユーサによって受信される。トランスデユーサは、
この反射超音波エコーを電気信号に変換して診断装置本
体に入力し、この診断装置本体で各種の信号処理が行わ
れる。

このとき、前記トランスデユーサは固有振動数を有して
おり、従って効率良く超音波信号を得るには、使用する
トランスデユーサに対して適切な波形の駆動電圧を印加
する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のように、トランスデユーサに対してはインパルス
的な、即ち周波数分布が広帯域な駆動電圧を印加し、超
音波信号の広帯域化を図って距離分解能を向上させるよ
うにしている。

しかし、前記駆動電圧の周波数分布が広帯域となっても
、トランスデユーサ自身の持つ固有の共振特性のために
、発射される超音波信号及び反射エコーの波形は振動的
となり、短い波形とならず、距離分解能の悪いものとな
ってしまう場合がある。

また、超音波信号は、生体内に入ると周波数が高いほど
減衰が大きくなる。従って、トランスデユーサにインパ
ルス的な駆動電圧を印加し、かつ深部のＳ／Ｎを向上さ
せようとすれば、より高い駆動電圧が必要となり、電源
の構成が困難となったり、またトランスデユーサの耐圧
が問題となる。

さらに超音波診断装置においては、浅い部位から深い部
位までの全領域にわたって分解能の良い画像を得るため
に、多段フォーカス法が用いられる場合がある。この多
段フォーカス法を実施する場合、前述のような超音波の
減衰特性を考慮して、浅い部位では周波数を高くしてよ
り鮮明な画像が得られるように、また深い部位では周波
数を低くしてその部分まで超音波信号が到達するように
、超音波信号の周波数分布をフォーカス位置によって変
更したい場合がある。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、各種の
プローブに対して、駆動電圧を高くすることなく最適な
効率で超音波信号及びその反射エコーを得ることができ
、しかも診断視野に応じて超音波信号の周波数分布を変
えることのできる超音波診断装置のトランスデユーサ駆
動装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る超音波診断装置のトランスデユーサ駆動
装置は、トランスデユーサの駆動電圧波形を記憶する波
形データ記憶手段と、波形データ選択手段と、波形デー
タ読出手段と、トランスデユーサ駆動手段とを設けたも
のである。

そして、前記波形データ記憶手段は、多数の駆動電圧波
形を記憶しており、前記波形データ選択手段は、外部か
らの指示に応じて、前記記憶された波形データの中から
トランスデユーサに印加すべき駆動電圧の波形を選択す
る。また、前記波形データ読出手段は、前記波形データ
選択手段で選択された駆動波形のデータを前記波形デー
タ記憶手段から読み出し、前記トランスデユーサ駆動手
段は、この読み出された駆動電圧の波形データに基づい
てトランスデユーサを駆動する。

〔作用〕

この発明においては、トランスデユーサを駆動するため
の多数の電圧波形のデータが、メモリ等の記憶手段に記
憶されている。そして使用するトランスデユーサに応じ
て、また診断視野に応じて、前記多数の駆動電圧波形の
なかから最適な波形が選択される。この選択はコンピュ
ータ等によって行われる０選択された電圧波形のデータ
がアドレス制御回路等で構成される読出手段によって読
み出され、この読み出されたデータに基づいてトランス
デユーサが駆動される。

これにより、使用するトランスデユーサに応じた最適な
電圧波形でもって該トランスデユーサを駆動でき、超音
波信号の必要な帯域をロスなく取り出すことができる。

また、多段フォーカス法を採用する場合には、各フォー
カス位置に応じてトランスデユーサの駆動電圧波形を選
択すれば、診断視野に応じて周波数分布を変えることが
でき、１つのトランスデユーサによって、例えば、浅い
部位においては明瞭な画像が得られ、しかも深い部位に
も超音波信号を送出して診断を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は本発明・の一実施例によるトランスデユーサ駆
動回路の概略構成図を示す。図において、ｌａ〜１ｎは
トランスデユーサエレメント（微小振動子）であり、こ
の各トランスデユーサニレメン）１ａ〜Ｉｎ（以下、単
にトランスデユーサと記す）は、それぞれ駆動アンプ２
ａ〜２ｎを介して、遅延量の異なる遅延線３ａ〜３ｎに
接続されている。

また、５はトランスデユーサを駆動するための多数の電
圧波形データが収納された波形データ記憶装置、６はこ
の波形データ記憶装置５に収納された多数の波形データ
のうちの１つを選択する波形データ選択装置であり、コ
ンピュータ等で構成される制御装置７からの指示に応じ
て、前記波形データの選択を行うものである。また、８
は発射トリガパルスの入力により、前記選択された波形
データの読み出しを行う波形データ読出回路、９は前記
波形データ読出回路８に読み出しクロックを与える読出
クロック発生回路である。

また、ｌＯは波形データ記憶装置５から読み出されたデ
ィジタルデータを、前記トランスデユーサを駆動可能な
アナログデータに変換するＤ／Ａ変換回路である。この
ようにして、Ｄ／Ａ変換回路１０．遅延線３ａ〜３ｎ、
及び駆動アンプ２ａ〜２ｎにより、トランスデユーサの
駆動手段が構成されている。

第２図は前記波形データ記憶手段５に収納された波形デ
ータの例を示し、領域の■、■、■、・・・・・・には
、それぞれ図に示すような、異なる駆動電圧波形のデー
タが収納されている。

次に動作について説明する。

発射トリガパルスが波形データ読出回路８に入力される
と、読出クロック発生回路９からの、例えば２０ＭＨｚ
の読出クロックに従って、前記波形データ読出回路８は
アドレスデータを出力する。

ここで、波形データを読み出すためのアドレスデータは
、例えば、上位ｎピッ）（ｎは選択すべき駆動波形デー
タの数によって設定される）十下位６ビツト（１セツト
の駆動波形データは６４個のデータから構成されている
とする）で構成されている。そして、制御装置７は、使
用すべきトランスデユーサの特性に最適な駆動電圧波形
が選択されるよう波形データ選択回路６に制御信号を出
力し、波形データ選択回路６は使用する駆動波形データ
に応じた上位アドレスを出力する。一方、この上位アド
レスデータによって選択された領域の各データが、前記
波形データ読出回路８からの下位アドレスデータによっ
て読み出される。

前記のように、２０ＭＨｚの読出クロックを用いた場合
、その周期は５０ｎｓとなり、１セツトのデータとして
３．２μｓ分の駆動パルス波形がディジタルデータとし
て、波形データ記憶装置５から出力される。このデータ
は、Ｄ／Ａ変換回路１０によってアナログデータに変換
される。そして従来同様に、各遅延線３ａ〜３ｎに入力
され、駆動アンプ２ａ〜２ｎを介してトランスデユーサ
１ａ〜１ｎに印加される。

また、多段フォーカス方式に本実施例を用いた場合は、
フォーカス位置に応じて、それぞれ最適な駆動電圧波形
が選択されるようにプログラムされる。例えば、フォー
カス位置が浅い所では画像がより鮮明になるよう高域を
強調するような駆動波形が選択され、またフォーカス位
置が深い所では、超音波がその部位まで到達するよう低
域を強調するような駆動波形が選択される。

このような本実施例では、使用するトランスデユーサに
応じた最適な駆動電圧波形を選択でき、駆動電圧を高く
することなく必要な帯域の超音波を効率良く取り出すこ
とができる。また、例えば多段フォーカス方式に適用し
て、診断視野に応じて周波数分布を変えることができ、
より精度の高い診断を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、トランスデユーサの
駆動電圧波形を多数記憶しておき、使用するトランスデ
ユーサ等に応じて、前記駆動電圧波形を適宜選択するよ
うにしたので、常に最適な波形の電圧でもってトランス
デユーサを駆動でき、超音波信号の必要な帯域をロスな
く取り出すことができる、また、診断視野に応じてトラ
ンスデユーサの駆動電圧を変え、超音波信号の周波数分
布を、診断する部位の深さ等に応じて変えることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるトランスデエーサ駆動
装置の構成図、第２図はその回路に含まれるメモリの記
憶内容を示す図である。 ｌａ〜１ｎ・・・トランスデエーサエレメント、２ａ〜
２ｎ・・・駆動アンプ、３ａ〜３ｎ・・・遅延線、５・
・・波形データ記憶装置、６・・・波形データ選択回路
、７・・・制御装置、８・・・波形データ読出回路、１
０・・・Ｄ／Ａ変換回路。 ビレ°ツバ・】〜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を発生するトランスデューサに所定の駆動
   電圧を印加するためのトランスデューサ駆動装置であっ
   て、前記トランスデューサを駆動するための多数の駆動
   電圧波形を記憶する波形データ記憶手段と、外部からの
   指示に応じて前記波形データ記憶手段に記憶された駆動
   電圧波形データを選択する波形データ選択手段と、この
   波形データ選択手段で選択された波形データを前記波形
   データ記憶手段から読み出す波形データ読出手段と、こ
   の読み出された波形データに基づいて前記トランスデュ
   ーサに駆動電圧を印加する駆動手段とを備えたことを特
   徴とする超音波診断装置のトランスデューサ駆動装置。