JPH03224550A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波探触子から被検体に対し超音波を送受
波し、これにより得られるエコー信号を検波しＴＶスキ
ャン変換して超音波診断情報を表示する超音波診断装置
に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置において、超音波断層像は次のようにし
て得られる。すなわち複数の超音波振動子を併設してな
るアレイ型超音波探触子を用い、リニア電子スキャンで
あれば、超音波振動子の複数個を１単位としてこの１単
位の超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの
送波を行なう。

例えば順次１振動子分つづピッチをずらしながら１単位
の素子の位置が順次順々に変わるようにして励振してゆ
くことにより、超音波ビームの送波点を電子的にずらし
てゆく方法である。

そして超音波ビームがビームとして集束するように、励
振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置するも
のと側方に位置するものとでその励振タイミングをずら
す。これによって生じる超音波振動子の各発生音波の位
相差を利用して反射される超音波を集束させる。そして
励振した振動子と同一振動子により反射超音波を受波し
電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報を断層
像としてモニタ等に画像表示する。

一方、セクタスキャンであれば、励振される１単位の超
音波振動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波
ビーム１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子
の励振タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆく
ものである。

すなわちこのセクタスキャンによれば、異なる遅延時間
ｔｌ、ｔ２・・・ｔｎを有する送信パルスがパルス発生
器から送信遅延回路、バルサを介して探触子の各振動子
に人力され、各振動子から遅延時間１１．ｔ２・・・【
ｎだけ遅れて超音波が送波される。

つまりこれらの超音波の波面は合成され、被検体に向け
て超音波ビームが送波される。そして超音波ビームが前
記被検体に当たると、反射されてエコー信号が前記探触
子の各振動子に遅延時間ｔｌ、ｔ２・・・ｔｎで受波さ
れる。そしてこのエコー信号は増幅され、受信遅延回路
により前記遅延時間ｔｌ、ｔ２・・・ｔｎと逆のパター
ンを有する遅延時間ｒ１．ｒ２・・・ｒｎが与えられる
。かくしてこれらの遅延信号が加算され、モニタに前記
被検体の断層像が得られる。

以上のようなリニア、セクタスキャンの他に振動子を走
査機構に取付け、走査機構を運動させることにより超音
波走査を行なう機械式走査もある。

また最近の超音波診断装置においては、前記エコー信号
を補正する感度補正器が設けられている。

例えば第６図（ａ）に示すようにセクタスキャンを行な
う場合、（ｂ）に示すように分解能Ｓ／Ｎは、浅部から
深部まで一定値となっているが、前記エコー信号の振幅
ＡＰは、被検体の診断部位深さ方向に対して深部になる
に従って微弱になっているため、深部の感度が悪化して
しまう。

そこで、従来では前述した感度補正器を用いて、（Ｃ）
に示すように感度つまりＧＡＩＮを深い部になるに従っ
て大きくなるように調整している。この感度補正器は、
例えば５ｅｎｔ１ｂ１ｔｙ　　ＴｉｍｅＣｏｎｔｒｏｌ
　　（以下５ＴＣ）ＶＲにより行なっている。

すなわちエコー信号は、診断部位が深くなるに従って微
弱信号となるので、エコー信号を前記感度補正器の５Ｔ
ＣＶＲによりＧＡＩＮ補正し、補正されたエコー信号を
（ｄ）に示すように一定振幅に調整できる。

しかしながら、前記感度補正器ではトランジスターなど
の増幅器を用いているので、この増幅度が深部になるに
従って大きくなると共に、ノイズも増幅されてしまう。

このため（ｄ）に示すようにノイズレベルが深部になる
に従って大きくなってしまうという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 一方、浅部や深部の分解能及びＳ／Ｎを改善すべく、送
信コンビネーヨンフォーカス技術が用いられるようにな
ってきた。この送信コンビネーションフォーカスとは、
例えば送信２段であれば、浅部Ｎでは送信１段目とし、
深部Ｆでは送信２段目とする。しかしながら、送信でス
トロングにフォーカスをかけると、送信規制パワーをオ
ーバーすることになる。このため送信電圧を下げたり、
あるいはフォーカスをウニツクにしたりして、規制値を
満足させるようにしているが、このようにすると、分解
能やＳ／Ｎが劣化してしまう。

さらには第７図（ｂ）に示すように送信１段目と送信２
段目とではノイズレベルが異なることから、これを補正
すべくＴＣＦ　　ＣＯＭＰにより逆補正している。また
（ｂ）に示すような振幅特性を改浮すべく、（ｃ）に示
すように前述したＳＴＣを併せて用いると、（ｄ）に示
すような振幅特性が得られる。

しかしながら、ＳＴＣを用いているので、深部になるに
したがってノイズレベルが上昇してしまう。

そこで本発明の目的は、浅部から深部までノイズレベル
を上昇することなく、適切に感度補正でき、良好な画質
の断層像を得、しかも術者の操作負担を軽減し得る超音
波診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち本発明は、送信手段により
複数のフォーカスを生じさせ超音波探触子から被検体に
対し超音波を送受波し、これにより得られるエコー信号
を検波しＴＶスキャン変換して超音波診断情報を表示す
る超音波診断装置において、前記各々のフォーカスごと
に前記送信手段に対するパルス駆動波数を変えるように
制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。コンビーネーションフォーカスを行なう場合、
フォーカスごとに送信駆動条件を変えることにより、送
信側で感度を補正することができるので、受信側の増幅
器などにより感度補正を行なう必要がなくなることから
、ノイズレベルを上昇させることがなくなる。

また感度的に十分な浅部では送信駆動条件で送信パワー
を弱くし、感度的に不足な深部では送信駆動条件で送信
パワーを強くして駆動することにより、深部感度のみを
向上でき、送信パワー規制にも対応できる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は本発明の詳細な説明するため
の図、第３図は深さ方向に対する送信段数を示す図、第
４図は送信段数に対する送信パワーを示す図、第５図は
本発明の感度補正及びＳ／Ｎ改善を説明するための図で
ある。

超音波診断装置は、パルサー１．チャンネルセレクター
２．超音波探触子３．プリアンプ４゜受信遅延回路５．
加算器６．受信検波部７゜ＦＦＴ１２．ＣＦＭ１３．Ｄ
ＳＣ１４，モニタ１５を有する。また前記装置は、制御
手段としての送信波数コントローラ２０．送信感度補正
器２１．５ＴＣ２２を有している。

パルサー１は、図示しない送信遅延回路によりチャンネ
ルごとに遅延されたレートパルスを入力し、これらレー
トパルスによりチャンネルセレクタ２を介して超音波探
触子３を駆動する。

超音波探触子３は、複数チャンネル（例えば１２８ｃｈ
）の超音波振動子を併設し、チャンネルセレクタ２で選
択されたチャンネルのみ前記パルサー１により駆動され
ると、超音波を発生し、この超音波を図示しない被検体
に向けて送波する。

そして前記被検体から反射される超音波は、前記超音波
探触子３の同一振動子に受波される。プリアンプ４は、
この受信菜信号を所定のレベルまで増幅する。受信遅延
回路５は、前記プリアンプ４から入力する各々のチャン
ネルの受信信号に対して、前記送信遅延回路で遅延した
時間を元に戻すように遅延時間をかける。加算器６は、
前記受信遅延回路５で遅延された各々のチャンネルの受
信信号を、加算合成する。

受信検波部７は受信フィルタ８．感度補正器９゜検波回
路１０を有し、前記加算器６から加算された受信信号を
入力する。すなわち受信フィルタ８は、受信信号から断
層像を得るに必要な信号成分のみを抽出する。さらに受
信ゲイン補正器９は、５ＴＣ２２から入力するＳＴＣ信
号に応じて前記受信信号を補正する。

また受信ゲイン補正器９は、送信感度補正器２１から人
力する感度補正信号に応じて受信信号を補正する。そし
て感度補正された信号は、検波回路１０に入力する。検
波回路１ｏは、受信ゲイン補正器９から入力する感度補
正された受信信号を、断層像を得るべく包絡線検波し得
られた検波信号をＤＳＣ１４に出力する。

ＦＦＴ１２は、加算器６から入力する受信信号に基づき
、１ポイントドプラにより１走査線上のある観測点にレ
ンジゲートをかけ、この観測点におけるドプラ信号を周
波数解析して血流速の時間的変化を得るべく、ＦＦＴデ
ータを得る。

ＣＦＭ１３（カラーフローマツピング）は、ＭＴＩフィ
ルタ（ムービング番ターゲット・インデイケータ）など
を有し、前記加算器６から入力する複数回レート（例え
ば１０回）の受信信号を入力して位相変化を求め、これ
により血流速度の平均値１分散、パワーを算出する。

ＤＳＣ１４はフレームメモリを有し、前記検波回路１０
から断層像を得るための検波信号と、ＦＦＴ１２からＦ
ＦＴデータと、ＣＦＭ１３からＣＦＭデータとを人力し
、これらのデータを前記フレームメモリに書き込み、超
音波スキャンがらＴＶスキャンにスキャン変換した信号
をモニタ１５に出力する。

モニタ１５は前記被検体の断層像を得る共に、血流速度
の時間的変化を示すＦＦＴｌ及び血流の方向及び血流速
度の大きさをカラー表色したカラーフローマツピング画
像を表示する。

次に本実施例の特徴とする部分について説明する。まず
、本装置では、送信２段フ寸−カスが採用され、レート
パルスごとに深さ方向に対する浅部Ｎ（Ｎｅａｒ）と深
部Ｆ（Ｆａｒ）とで交互にフォーカスがかけられるよう
になっている。そして本実施例は、前記各々のフォーカ
スごとに前記パルサー１に対するパルス駆動波数を変え
るように制御する制御手段としての送信波数コントロー
ラ２０を備えたことを特徴とする。

具体的には、送信波数コントローラ２０は、第２図に示
すように送信駆動パルスをＳ／Ｎの十分な浅部Ｎのフォ
ーカスでは送信１波駆動とし、Ｓ／Ｎの不十分な深部Ｆ
のフォーカスでは送信２波駆動するための制御信号をパ
ルサー３に出力する。この送信駆動パルスは、第４図に
示すように１波駆動ではパワーのピーク点がＡであり、
これに対して２波駆動ではパワーのピーク点がＢで前記
１波駆動のピーク点へよりも、大きくなっている。

したがって、このような２波駆動パルスにより超音波探
触子１を駆動すれば、深部Ｆでは超音波の送信パワーが
大となる。これに伴って受信信号は従来の受信信号より
も大きくなるので、信号感度が上昇する。したがって、
第５図（Ｃ）に示すように５ＴＣ２２の感度補正を深さ
方向に対して緩やかに上昇させればよい。また送信波数
コントローラ２０から制御信号が送信補正器２１に送ら
れ、ＴＣＦ　　ＣＯＭＰの感度をコントロールする。

そうすると、送信感度補正器２１はプリアンプ４の感度
と、受信ゲイン補正器９の感度とを補正する。

すなわち、総合的な信号振幅は第５図（ｄ）に示すよう
に浅部Ｎから深部Ｆに至るまで、略一定となる。

また送信波数駆動によれば、５ＴＣ２２などの増幅度を
深さ方向に対して変える方法ではないので、増幅度の上
昇に伴うノイズの上昇は、図示の如く深部Ｆにおいても
なくなる。

これにより深部でのＳ／Ｎを向上することができる。ま
た第４図に示すように帯域が変化したことに対する補正
は、送信波数コントローラ２０からの受信フィルタ８へ
の制御信号の入力により行なうことができる。

このように本実施例によれば、コンビーネーションフォ
ーカスを行なう場合、フォーカスごとに送信駆動条件を
変えることにより、送信側で感度を補正することができ
るので、受信側の増幅器などにより感度補正を行なう必
要がなくなることから、ノイズレベルを上昇させること
がなくなる。

また感度的に十分な浅部では送信駆動条件で送信パワー
を弱くし、感度的に不足な深部では送信駆動条件で送信
パワーを強くして駆動することにより、深部感度のみを
向上でき、送信パワー規制にも対応できる。また深部の
Ｓ／Ｎ及び方位方向の分解能を向上できる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施口■能
であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、コンビーネーションフォーカスを行な
う場合、フォーカスごとに送信駆動条件を変えることに
より、送信側で感度を補正することができるので、受信
側の増幅器などにより感度補正を行なう必要がなくなる
ことから、ノイズレベルを上昇させることがなくなる。

また感度的に十分な浅部では送信駆動条件で送信パワー
を弱くし、感度的に不足な深部では送信駆動条件で送信
パワーを強くして駆動することにより、深部感度のみを
向上でき、送信パワー規制にも対応でき、しかもＳ／Ｎ
及び方位分解能を向上し得る超音波診断装置を提供でき
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の一実施例を示す
概略ブロック図、ｍ２図は本発明の詳細な説明するため
の図、第３図は深さ方向に対する送信段数を示す図、第
４図は送信段数に対する送信パワーを示す図、第５図は
本発明の感度補正及びＳ／Ｎ改善を説明するための図、
第６図及び第７図は従来の装置による感度補正及びＳ／
Ｎを説明するための図である。 １・・・パルサー　２・・・チャンネルセレクター３・
・・超音波探触子、４・・・プリアンプ、５・・・受信
遅延回路、６・・・加算器、７・・・受信検波部、８・
・・受信フィルタ、９・・・加算器、１０・・・検出波
回路、１２・・・ＦＦＴ、１３・・・ＣＦＭ、１４・・
・ＤＳＣ。 １５・・・モニタ、２０・・・送信波数コントローラ、
２２・・・５ＴＣ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信手段により複数のフォーカスを生じさせ超音波探触
   子から被検体に対し超音波を送受波し、これにより得ら
   れるエコー信号を検波しＴＶスキャン変換して超音波診
   断情報を表示する超音波診断装置において、前記各々の
   フォーカスごとに前記送信手段に対するパルス駆動波数
   を変えるように制御する制御手段を備えたことを特徴と
   する超音波診断装置。