JPH0414012B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0414012B2
JPH0414012B2 JP58025796A JP2579683A JPH0414012B2 JP H0414012 B2 JPH0414012 B2 JP H0414012B2 JP 58025796 A JP58025796 A JP 58025796A JP 2579683 A JP2579683 A JP 2579683A JP H0414012 B2 JPH0414012 B2 JP H0414012B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
ultrasonic
transducers
transducer
digital
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58025796A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59151947A (en
Inventor
Toshio Shirasaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP2579683A priority Critical patent/JPS59151947A/en
Publication of JPS59151947A publication Critical patent/JPS59151947A/en
Publication of JPH0414012B2 publication Critical patent/JPH0414012B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波診断装置に係り、特に複数個の
超音波振動子を切換えて超音波ビームを走査する
リニア電子走査型の超音波診断装置に関するもの
である。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and particularly relates to a linear electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus that scans an ultrasonic beam by switching a plurality of ultrasonic transducers. It is something.

〔発明の技術的背景〕 電子走査方式の超音波診断装置には、その目的
に応じて超音波ビームを平行に移動させるリニア
走査方式とビームを扇形に偏向させるセクタ走査
方式とがある。
[Technical Background of the Invention] Electronic scanning type ultrasound diagnostic apparatuses include a linear scanning type in which an ultrasonic beam is moved in parallel and a sector scanning type in which the beam is deflected in a fan shape, depending on the purpose.

このうち、リニア走査方式は多数の超音波振動
子(以下、単に振動子と云う)を平面上に一列に
配列して電子スイツチにより、隣接する所定個の
振動子を一組として選択して各々励振し、励振さ
れた各々の振動子の発生超音波の干渉を利用して
超音波を一本のビーム状に絞り、そのビームによ
るエコーを励振した各々の振動子で受信してその
各々の信号が生体反射点の深さに時間的に皆一致
するよう各々対応させた遅延時間をもつて遅延さ
せて時間軸を一致させた後、加算合成して超音波
エコーの信号を得る。そして、1パルスのビーム
を送受する毎に前記一組の振動子は隣接する振動
子1個分をずらした次の新たな一組の振動子に選
択切換えられ、この新たな一組の振動子について
励振を行う。このようにして1パルスの超音波ビ
ーム発生毎に励振すべき一組の振動子を一振動子
分ずつずらしたかたちで選択してゆくことによ
り、超音波ビームは順次、振動子一個分のピツチ
で移動してゆく。このような原理を利用したもの
がリニア走査方式であり、超音波探触子(プロー
ブ)を一箇所に固定したまま振動子の選択的励振
によつて超音波探触子からの超音波ビームを平行
に走査できるものである。
Among these, in the linear scanning method, a large number of ultrasonic transducers (hereinafter simply referred to as transducers) are arranged in a row on a plane, and a predetermined number of adjacent transducers are selected as a set using an electronic switch. The ultrasound waves are focused into a single beam by using the interference of the ultrasound waves generated by each excited transducer, and the echoes from that beam are received by each excited transducer to produce their respective signals. After the time axes are matched by delay times corresponding to the depths of biological reflection points so that they all match in time with the depths of biological reflection points, the ultrasonic echo signals are obtained by addition and synthesis. Then, each time one pulse of beam is transmitted and received, the set of transducers is selectively switched to the next new set of transducers shifted by one adjacent transducer, and this new set of transducers Excite about. In this way, by selecting a set of transducers to be excited each time one pulse of ultrasonic beam is generated, shifted by one transducer, the ultrasonic beam is sequentially adjusted to the pitch of one transducer. Move with. The linear scanning method utilizes this principle, in which the ultrasonic beam from the ultrasonic probe is fixed by selective excitation of the transducer while the probe is fixed in one place. It can be scanned in parallel.

この場合、超音波ビームの走査線間隔は順次切
換えられながら励振されてゆく一群の振動子の中
心位置のピツチに等しいから、超音波探触子の振
動子口径が小さい程、走査線間隔も狭くすること
ができる。
In this case, the scanning line interval of the ultrasound beam is equal to the pitch of the center position of a group of transducers that are excited while being switched sequentially, so the smaller the transducer aperture of the ultrasound probe, the narrower the scanning line interval. can do.

一方、励振された一組の振動子口径すなわち、
アパーチヤ(超音波ビーム1パルス分を出力する
に用いた一組の振動子の総面積)が小さくなると
遠距離での指向性が鈍くなり、方位分解能が低下
することが知られている。従つて鋭い指向性を得
るためにはある程度大きなアパーチヤが必要とな
る。
On the other hand, a set of excited oscillator apertures, namely,
It is known that when the aperture (the total area of a set of transducers used to output one pulse of an ultrasonic beam) becomes smaller, the directivity at a long distance becomes duller and the azimuth resolution decreases. Therefore, in order to obtain sharp directivity, a somewhat large aperture is required.

従つて、従来は第1図に示すように多数個の振
動子6−1,〜6−Mを並べて構成した超音波探
触子6の該振動子6−1,〜6−Mを、基準信号
発生器1の出力する基準信号aに応動して制御を
行うコントローラ2の制御のもとに動作する高圧
アナログスイツチ5によつて例えばN個1組とし
て選択し、基準信号aを該1組の振動子の位置と
フオーカスの位置に応じた遅延時間を送信遅延部
3により与えて送信回路群4の各々対応する送信
回路に与え、これによつて各送信回路より出力さ
れる駆動パルスを前記高圧アナログスイツチ5を
介して該高圧アナログスイツチ5により選択され
ている振動子に与えることにより励振して超音波
ビームを送信する。
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 1, the transducers 6-1, to 6-M of the ultrasonic probe 6, which is constructed by arranging a large number of transducers 6-1 to 6-M, are used as a reference. For example, N switches are selected as one set by the high voltage analog switch 5 which operates under the control of the controller 2 which performs control in response to the reference signal a output from the signal generator 1, and the reference signal a is selected as one set. The transmission delay unit 3 gives a delay time corresponding to the position of the vibrator and the focus position to each corresponding transmission circuit of the transmission circuit group 4, thereby causing the drive pulses output from each transmission circuit to be Via the high voltage analog switch 5, the vibrator selected by the high voltage analog switch 5 is excited to transmit an ultrasonic beam.

これにより超音波ビームはN個の振動子より発
生する超音波により形成されるので、アパーチヤ
はN個分振動子の開口面積に相当することになり
個々の振動子の開口寸法が小さくともアパーチヤ
を大きくとれる他、一組即ち、励振するN個1組
の振動子を超音波ビーム1パルス発生毎に1振動
子ずつ隣りの振動子に切換選択して1ピツチ分ず
つ振動子位置を移動してゆくことにより走査線間
隔は1振動子の配列ピツチに対応した間隔とする
ことができる。
As a result, the ultrasonic beam is formed by the ultrasonic waves generated by N transducers, so the aperture corresponds to the aperture area of N transducers, so even if the aperture size of each transducer is small, the aperture In addition to increasing the number of transducers, it is also possible to select one set of N transducers to be excited by switching one transducer to the adjacent transducer every time one pulse of the ultrasonic beam is generated, and moving the transducer position one pitch at a time. By doing so, the scanning line interval can be set to an interval corresponding to the arrangement pitch of one vibrator.

このようにすると振動子間隔のN倍のアパーチ
ヤが得られるので、指向性が向上する。
In this way, an aperture that is N times the transducer spacing can be obtained, so that the directivity is improved.

ところで、一般には空間分解能を向上させるた
めに送受信系に遅延線を使い、超音波の送受信時
に電子的にフオーカスをかける電子フオーカスが
行われる。
Incidentally, in order to improve spatial resolution, electronic focusing is generally performed in which a delay line is used in the transmitting and receiving system to electronically focus when transmitting and receiving ultrasonic waves.

例えば送信フオーカスを考えると、第1図に示
すようにN個の振動子を選択する高圧アナログス
イツチ5に対応してN個分の遅延時間が設定でき
る送信遅延部3により、前記N個の振動子を励振
した際に所望のフオーカス点で超音波ビームが収
束されるような各振動子の励振タイミングを遅延
時間として与え、基準信号aをこの送信遅延部3
に与えてN個の振動子の各々の位置に応じた前記
遅延時間だけ遅延された信号とし、これら各信号
をN個の振動子分対応してそれぞれ設けられた送
信回路の対応送信回路に与えて各々励振パルスを
発生させ、これを高圧アナログスイツチ5を介し
て選択されたN個1組の振動子のうち各々対応す
る位置の振動子に与えてこれを励振させる。これ
によつてN個の各振動子の励振タイミングがそれ
ぞれの遅延時間分ずつずれて励振される結果、N
個1組の振動子より発射される超音波は凹面状の
合成波面となつて送波超音ビームを所望の一点で
集束させる。この集束によつて集束点ではビーム
径が絞られるので、ここでの空間分解は飛躍的に
向上する。
For example, considering the transmission focus, as shown in FIG. The excitation timing of each transducer so that the ultrasonic beam is converged at a desired focus point when the transducer is excited is given as a delay time, and the reference signal a is transmitted to this transmission delay section 3.
and a signal delayed by the delay time corresponding to the position of each of the N oscillators, and each of these signals is applied to a corresponding transmission circuit of a transmission circuit provided corresponding to the N oscillators. Each of the vibrators generates an excitation pulse, which is applied via the high-voltage analog switch 5 to a vibrator at a corresponding position among a set of N vibrators selected to excite the vibrator. As a result, the excitation timing of each N vibrator is shifted by the respective delay time, and as a result, N
The ultrasonic waves emitted from each set of transducers form a concave composite wavefront, and the transmitted ultrasonic beam is focused at a desired point. As a result of this focusing, the beam diameter is narrowed down at the focal point, and the spatial resolution here is dramatically improved.

また、受信フオーカスは生体から伝搬して来る
反射波を励振時に使用した振動子と同一の振動子
で検出し、これを高圧アナログスイツチ5を介し
て前置増幅器群7における前記N個1組の振動子
の各々に対応して設けた前置増幅器に与えてこれ
により各々増幅し、これらを各々の前置増幅器に
対応して設定した遅延時間を与える受信遅延部8
で遅延させる。
In addition, the reception focus detects the reflected wave propagating from the living body using the same vibrator as that used during excitation, and sends the reflected wave to the preamplifier group 7 through the high-voltage analog switch 5. a reception delay unit 8 which amplifies the signals by supplying the signals to preamplifiers provided corresponding to each of the transducers, and provides a delay time set corresponding to each preamplifier;
delay it.

この遅延時間は受信遅延部8で生体内のある設
定点からの信号位相が一致するようにそれぞれ遅
延素子で適宜時間の遅延時間を与え、これを加算
器9に与えてN個の振動子出力をここで加算合成
する。
This delay time is determined by a reception delay unit 8, which uses a delay element to give an appropriate delay time so that the signal phase from a certain set point in the living body matches, and then gives this delay time to an adder 9 to output N transducers. are added and synthesized here.

そして、その加算合成出力をビデオ回路10で
検波してビデオ信号に変換し、表示器11に与え
て超音波断層像として表示する。このようにフオ
ーカスは受信時の処理のみによつても行える。
Then, the summation and synthesis output is detected by a video circuit 10, converted into a video signal, and provided to a display 11 to be displayed as an ultrasonic tomographic image. In this way, focus can be achieved only by processing at the time of reception.

このような超音波診断装置は成熟期に入り、広
く普及して診断に効果を発揮しているが近年、手
軽に持ち選べて小型且つ低コストな装置の開発要
望が増大している。
Such ultrasonic diagnostic devices have entered a mature stage and are widely used and effective in diagnosis, but in recent years there has been an increasing demand for the development of small, low-cost devices that can be easily carried and selected.

技術的にもデイジタル技術の進歩が著しく、従
つて、超音波装置もデイジタル化の方向で小型低
コスト化が進められているが、現在使用されてい
る上述のようなシステムをデイジタル化、小型、
低コスト化する場合の問題点として受信信号をデ
イジタル変換するA/D変換器をN個一組の各振
動子に対応させ、N個必要とする他、遅延素子に
変わるデイジタルメモリが必要となることであ
る。これらのうちデイジタルメモリは他の用途も
多いこともあり、かなり技術的に進歩して小型、
大容量で低価格のものが手に入るようになつて来
ているが、A/D変換器については超音波受信信
号のダイナミツクレンジが60〜80dBと広く、サ
ンプリング周波数も高いことから使用し得るA/
D変換器はパツケージも大きく、また高価なもの
となり、これをN個使用すると云うことは価格及
びスペースフアクタの面において大きな制約とな
る。
Technically, digital technology has made remarkable progress, and ultrasonic devices are also being made smaller and lower in cost by going digital.
The problem with reducing costs is that N A/D converters for digitally converting the received signal are required for each set of N transducers, and a digital memory is also required in place of the delay element. That's true. Of these, digital memory has many other uses, and has become quite technologically advanced, becoming smaller and smaller.
Large-capacity, low-cost products are becoming available, but A/D converters are not used because the dynamic range of the ultrasonic reception signal is wide at 60 to 80 dB and the sampling frequency is high. Get A/
The package of the D converter is large and expensive, and the use of N such converters poses a major restriction in terms of cost and space factor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、デ
イジタル技術を駆使した小型で低価格のリニア電
子走査型の超音波診断装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a small, low-cost linear electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus that makes full use of digital technology.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

即ち、本発明は上記目的を達成するため、複数
の超音波受用の振動子を並設して構成したアレイ
型の超音波探触子を用い、この超音波探触子の所
定個数の振動子を順次位置を変えながら選択して
励振することにより超音波ビームを電子走査する
と共にその受信信号より超音波像のビデオ信号を
得る電子走査方式の超音波装置において、前記所
定個数の振動子群を励振する毎にその振動子群中
における所定位置の1振動子の受信信号を抽出す
る手段と、この抽出された受信信号を逐次デイジ
タル信号に変換する手段と、この変換されたデイ
ジタル信号を記憶する記憶手段と、この記憶手段
に記憶されている各デイジタル信号のうち電子走
査に対応して順次切換えられる所定個数の振動子
群に対応する振動子受信信号のデイジタル信号を
読み出す手段と、この読み出された複数のデイジ
タル信号を合成してビデオ信号化する手段とを設
けて構成し、超音波探触子の所定数の振動子を逐
次位置を変えて選択して励振し、超音波ビームを
発生することにより電子的に超音波ビームを移動
走査すると共に超音波送信毎に、励振した振動子
群のうちの所定位置の1振動子の受信信号のみを
抽出してデイジタル変換した後、記憶手段に記憶
し、この記憶データのうち電子走査に対応して順
次選択される所定個数の振動子群に対応する振動
子受信信号を読み出して合成し、ビデオ信号化す
るようにして、これより超音波像を得るように
し、記憶手段に記憶させるデイジタル信号は励振
した振動子群のうちの所定位置の振動子受信信号
のみとして、1組の振動子群を励振する毎にその
中の所定位置の振動子の受信信号をデイジタル変
換し記憶させてゆくようにして、これによつて
A/D変換器を1個で済むようにし、また、1度
の記憶情報量を少なくて済むようにし、また記憶
手段よりの読み出しは電子走査に対応させて順次
選択される所定個数の振動子群の対応する振動子
受信信号のデイジタル信号として、これにより、
超音波像のフレーム周波数の低下をも抑制するよ
うにする。
That is, in order to achieve the above object, the present invention uses an array type ultrasonic probe configured by arranging a plurality of ultrasonic receiving transducers in parallel, and uses a predetermined number of transducers of the ultrasonic probe. In an electronic scanning type ultrasound apparatus, an ultrasound beam is electronically scanned by selecting and exciting a predetermined number of transducers while sequentially changing their positions, and a video signal of an ultrasound image is obtained from the received signal. means for extracting the received signal of one vibrator at a predetermined position in the vibrator group each time it is excited; means for successively converting the extracted received signal into a digital signal; and storing the converted digital signal. a storage means; a means for reading digital signals of transducer reception signals corresponding to a predetermined number of transducer groups that are sequentially switched in response to electronic scanning among the digital signals stored in the storage means; A predetermined number of transducers of the ultrasonic probe are sequentially selected and excited by changing their positions to generate an ultrasonic beam. By doing so, the ultrasonic beam is electronically moved and scanned, and each time an ultrasonic wave is transmitted, only the received signal of one transducer at a predetermined position among the excited transducer group is extracted, converted into digital data, and then stored in the storage means. The transducer reception signals corresponding to a predetermined number of transducer groups that are sequentially selected in accordance with electronic scanning are read out from this stored data, synthesized, and converted into a video signal, from which an ultrasound image is generated. The digital signal to be stored in the storage means is only the received signal of the vibrator at a predetermined position among the excited vibrator group, and each time one set of vibrator groups is excited, the digital signal is stored in the storage means. The received signals are digitally converted and stored, thereby reducing the need for one A/D converter and reducing the amount of information stored at one time. The readout is performed as a digital signal of the corresponding transducer reception signal of a predetermined number of transducer groups that are sequentially selected in accordance with electronic scanning.
The reduction in the frame frequency of ultrasound images is also suppressed.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例について第2図〜第4
図を参照しながら説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in Figures 2 to 4.
This will be explained with reference to the figures.

第2図は本発明装置の構成を示すブロツク図で
あり、図中11は超音波ビームの送信繰り返し周
期に対応する基準信号aを発生する基準信号発生
器、12はこの基準信号aをもとに送信パルスを
発生する送信回路、13は前記基準信号aに応動
して動作し、高圧アナログスイツチ5の切換えを
行うコントローラである。このコントローラ5は
超音波振動子がM個並設された超音波探触子6の
該振動子がT個単位(T<M)で且つ基準信号a
の発生毎に1個分ずつ隣りの位置にずれるように
して送受に用いるT個の振動子を選択切換えする
ように高圧アナログスイツチ5を制御するもので
ある。送信回路12の出力はこの高圧アナログス
イツチ5を介して振動子に与えられる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the apparatus of the present invention. In the figure, 11 is a reference signal generator that generates a reference signal a corresponding to the transmission repetition period of the ultrasonic beam, and 12 is a reference signal generator that generates a reference signal a corresponding to the transmission repetition period of the ultrasonic beam. A transmitting circuit 13 is a controller that operates in response to the reference signal a and switches the high voltage analog switch 5. This controller 5 controls the ultrasonic probe 6 in which M ultrasonic transducers are arranged in parallel, in units of T transducers (T<M), and the reference signal a.
The high-voltage analog switch 5 is controlled so as to select and switch T vibrators used for transmission and reception so as to shift one vibrator to the adjacent position each time the T vibrators are generated. The output of the transmitting circuit 12 is given to the vibrator via this high voltage analog switch 5.

14は高圧アナログスイツチ5を介して得られ
るT個の振動子の内の1振動子受信出力を増幅す
る前置増幅器であり、15は前記基準信号発生器
11の出力に応動して前置増幅器14の出力をデ
イジタル信号に変換するアナログ−デイジタル変
換器(以下、A/D変換器と称する)、17はこ
のA/D変換器15の出力を記憶するデイジタル
メモリであり、このデイジタルメモリ17は受信
に用いるN個の振動子数N>Tに合わせ、N+1
個のラインメモリを有している。ここでラインメ
モリとは超音波ビーム1パルスによつて得られる
超音波エコーの受信信号を記憶するメモリで、1
振動子分の受信信号を時間軸(生体の深さ方向)
との対応のもとに記憶するものである。
14 is a preamplifier that amplifies the received output of one of the T oscillators obtained via the high-voltage analog switch 5; An analog-to-digital converter (hereinafter referred to as an A/D converter) converts the output of 14 into a digital signal, and 17 is a digital memory that stores the output of this A/D converter 15. N+1 according to the number of N transducers used for reception N>T
It has 1 line memory. Here, the line memory is a memory that stores the received signal of the ultrasonic echo obtained by one pulse of the ultrasonic beam.
The received signal of the oscillator on the time axis (in the depth direction of the living body)
It is stored based on the correspondence.

16は前記基準信号発生器11の出力信号に応
動して動作し、A/D変換器15の出力を記憶さ
せるべきラインメモリを選択し、且つ時間軸に対
応させてアドレスを更新させると共に読み出しの
際には順次N個分のラインメモリについて生体の
深さ方向に対し順次フオーカスをかけながら、即
ち、ラインメモリの読み出しアドレスを深さ方向
に対し受信信号の位相が合うように設定しながら
読み出してゆくコントローラである。
16 operates in response to the output signal of the reference signal generator 11, selects the line memory in which the output of the A/D converter 15 is to be stored, updates the address in accordance with the time axis, and performs readout. In this case, N line memories are sequentially read out while focusing on the depth direction of the living body, that is, while setting the read address of the line memory so that the phase of the received signal matches with the depth direction. It is a controller that goes.

18はこのコントローラ16の制御のもとにデ
イジタルメモリ17のN個のラインメモリより読
み出されたデータを加算して出力する加算器、1
9はこの加算されたデータをビデオ信号に変換す
るビデオ回路、20はこのビデオ回路19の出力
信号を映像として表示する表示器である。
Reference numeral 18 denotes an adder that adds and outputs data read out from N line memories of the digital memory 17 under the control of the controller 16;
A video circuit 9 converts the added data into a video signal, and a display 20 displays the output signal of the video circuit 19 as an image.

第3図は前記デイジタルメモリ17の構成例を
示すブロツク図であり、図中16は前述のコント
ローラ、18は前述の加算器である。デイジタル
メモリ17はN+1個のスイツチS1〜SN+1
とこれら各々のスイツチS1〜SN+1に対応し
て設けられるラインメモリM1〜Mn+1より成
り、コントローラ16によりS1〜SN+1のう
ちの1のスイツチが選択されることによりA/D
変換器15の出力が該選択されたスイツチを介し
て該スイツチ対応のラインメモリに与えられると
共にコントローラ16によりラインメモリには順
次時間軸に対応したアドレスが指定されるように
なつており、また、ラインメモリの内容を読み出
す際にはN+1個のラインメモリのうち最新のデ
ータを記憶しているN個のラインメモリのスイツ
チが選択されて該N個のラインメモリの内容が加
算器18に与えられるようになつている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the digital memory 17, in which 16 is the aforementioned controller and 18 is the aforementioned adder. The digital memory 17 has N+1 switches S1 to SN+1.
and line memories M1 to Mn+1 provided corresponding to these switches S1 to SN+1, and when one switch from S1 to SN+1 is selected by the controller 16, the A/D
The output of the converter 15 is applied to the line memory corresponding to the selected switch via the selected switch, and addresses corresponding to the time axis are sequentially designated to the line memory by the controller 16. When reading the contents of the line memories, the switches of the N line memories that store the latest data among the N+1 line memories are selected, and the contents of the N line memories are given to the adder 18. It's becoming like that.

次に上記構成の本装置の作用について説明す
る。
Next, the operation of this device having the above configuration will be explained.

まず、基準信号発生器11から超音波ビームの
繰り返し周期に相当する信号aが出力され、この
信号aにより送信回路12が駆動されて送信パル
スが出力される。
First, a signal a corresponding to the repetition period of the ultrasonic beam is output from the reference signal generator 11, and the transmitting circuit 12 is driven by this signal a to output a transmitting pulse.

一方、信号aに応動してコントローラ13が動
作し、この信号aの入力される毎に高圧アナログ
スイツチ5を制御して超音波探触子6のM個の振
動子のうち隣接するT個の振動子を信号aの発生
毎に順次一方向に1振動子分ずつずらしながら選
択してゆく。
On the other hand, the controller 13 operates in response to the signal a, and controls the high-voltage analog switch 5 every time the signal a is input to select adjacent T transducers among the M transducers of the ultrasound probe 6. The vibrator is selected while being shifted by one vibrator in one direction every time the signal a is generated.

これによつて順次位置を変えながらT個の振動
子が選択され、送信回路12の出力する送信パル
スが高圧アナログスイツチ5を介して該選択され
たT個の振動子に与えられてこれらが励振され
る。従つて、このT個の振動子から超音波が送信
され、このT個の振動子中の中心位置を中心とす
る超音波パルスが送信されることになる。
As a result, T transducers are selected while sequentially changing their positions, and the transmission pulse output from the transmitting circuit 12 is applied to the selected T transducers via the high-voltage analog switch 5 to excite them. be done. Therefore, ultrasonic waves are transmitted from the T transducers, and ultrasonic pulses centered at the center positions of the T transducers are transmitted.

T個の振動子が励振されるとコントローラ13
はただちにその中の1振動子の受信出力のみを抽
出すべく高圧アナログスイツチ5を制御する。
When T oscillators are excited, the controller 13
Immediately controls the high voltage analog switch 5 to extract only the received output of one of the vibrators.

その素子を第4図に示す。ここでは振動子の駆
動素子数Tを5素子として説明している。
The device is shown in FIG. Here, the explanation is given assuming that the number T of driving elements of the vibrator is five elements.

まず、初めに超音波探触子6のに当る振動子
群を送信パルスで励振して超音波を送信させ、そ
のエコーの受信時にはの振動子群中の中心位置
の振動子′の受信信号のみを選択抽出し、また、
次の超音波送信時には前回の振動子群より1振動
子分ピツチのずれたの新たな振動子群を選択し
て送信パルスを与え、励振して超音波を送信さ
せ、そのエコーの受信時にはの振動子群中の中
心位置の振動子′の受信信号のみを選択抽出す
ると云つた具合に超音波を送信する毎に振動子群
を1ピツチ分ずつ順次平行移動させて励振し、そ
の中心位置の振動子の受信信号を抽出してゆく。
First, the transducer group corresponding to the ultrasonic probe 6 is excited with a transmission pulse to transmit ultrasonic waves, and when the echo is received, only the received signal of the transducer ′ at the center position in the transducer group is received. Select and extract, and also
When transmitting the next ultrasonic wave, select a new transducer group whose pitch is shifted by one oscillator from the previous transducer group, give it a transmission pulse, excite it and transmit the ultrasonic wave, and when receiving the echo, Each time an ultrasonic wave is transmitted, the transducer group is sequentially moved in parallel by one pitch and excited, so that only the received signal of the transducer' at the center position in the transducer group is selectively extracted. Extract the signal received by the vibrator.

このようにして高圧アナログスイツチ5とコン
トローラ13で選択された受信信号は1個の前置
増幅器14で増幅され、その後、一個のA/D変
換器15に加えられてデイジタルデータに変換さ
れてゆく。
The received signal selected by the high-voltage analog switch 5 and controller 13 in this way is amplified by one preamplifier 14, and then applied to one A/D converter 15 to be converted into digital data. .

ここでは前置増幅器14により増幅された受信
信号lをアナログ信号からデイジタル信号に変換
して次段のデイジタルメモリ17に記録する。こ
こで、A/D変換器15のサンプリングクロツク
信号iの周波数は超音波周波数の10倍前後と一般
に云われており、例えば5MHzの振動子を使用し
た場合、50MHz前後となる。また、A/D変換器
15のビツト数は超音波エコーのダイナミツクレ
ンジで決定され、ダイナミツクレンジが80dBの
場合、約14bit以上必要となる。しかし、現時点
ではこのようなA/D変換器は入手困難であるの
で、その対策として前置増幅器14にSTC
(Sensitivity Time Control;時間感度制御)を
設けて生体の深さ位置に応じて減衰するエコーの
レベルに合わせ必要なレベル範囲の信号のみを得
るようにし、A/D変換器のビツト数を減らすよ
うにすれば良い。
Here, the received signal l amplified by the preamplifier 14 is converted from an analog signal to a digital signal and recorded in the digital memory 17 at the next stage. Here, the frequency of the sampling clock signal i of the A/D converter 15 is generally said to be about 10 times the ultrasonic frequency, and for example, when a 5 MHz vibrator is used, it will be about 50 MHz. Further, the number of bits of the A/D converter 15 is determined by the dynamic range of the ultrasonic echo, and if the dynamic range is 80 dB, approximately 14 bits or more is required. However, since such an A/D converter is difficult to obtain at present, as a countermeasure, an STC is installed in the preamplifier 14.
(Sensitivity Time Control) is installed to obtain only signals in the necessary level range in accordance with the level of echoes that attenuate depending on the depth position of the living body, and to reduce the number of bits of the A/D converter. You should do it.

このようにして受信信号は高速でサンプリング
されながら順次デイジタル信号に変換され、デイ
ジタルメモリ17に与えられて記録される。
In this way, the received signal is sampled at high speed and sequentially converted into a digital signal, which is applied to the digital memory 17 and recorded.

デイジタルメモリ17は第3図の如く構成され
ており、第4図で説明した′での受信信号が
A/D変換器15に入力された段階では基準信号
発生器11の出力に応動するコントローラ16に
よりスイツチS1が選択されてデイジタル信号は
このスイツチS1に対応するラインメモリM1に
与えられると共にまた、コントローラ16より出
力される信号q−1によりラインメモリM1を書
込みモードに設定して信号を記録する。
The digital memory 17 is configured as shown in FIG. 3, and the controller 16 responds to the output of the reference signal generator 11 at the stage when the received signal ' explained in FIG. The switch S1 is selected and the digital signal is given to the line memory M1 corresponding to this switch S1, and the line memory M1 is set to the write mode by the signal q-1 output from the controller 16 to record the signal. .

同様にして前述の′の信号を受けているとき
はスイツチS2が選択されてラインメモリM2に
該信号が記録される。
Similarly, when the aforementioned signal '' is received, the switch S2 is selected and the signal is recorded in the line memory M2.

このようにして順次、受信信号がラインメモリ
M3,…MNと記録されてゆく。
In this way, the received signals are sequentially recorded in the line memories M3, . . . MN.

そして、 N+1 ′の受信信号が入力されて来
た時にはスイツチSN+1が選択され、ラインメ
モリMN+1に該受信信号が記録されることにな
るが、このとき同時にすでに受信信号が記録され
ているラインメモリM1,〜MNをコントローラ
16で生体の深さ方向に対して順次フオーカスを
かけながら、すなわち、ラインメモリの読み出し
アドレスを深さ方向に対して受信信号の位相が合
うように設定して読み出し、これらラインメモリ
M1,〜MNから読み出したデータを加算器18
に与えてここで加算合成する。
Then, when the received signal N+1' is input, the switch SN+1 is selected and the received signal is recorded in the line memory MN+1, but at the same time, the line memory M1 in which the received signal has already been recorded is , ~MN are sequentially focused in the depth direction of the living body using the controller 16, that is, by setting the read address of the line memory so that the phase of the received signal matches the depth direction, and reading these lines. Adder 18 adds data read from memories M1, ~MN.
are added and synthesized here.

これによつて超音波の1ラスタ(1走査線分)
のデータが得られる。
This results in one raster (one scanning line) of ultrasonic waves.
data is obtained.

次に N+2 ′の受信信号が入つて来た場合、
今度は再びラインメモリM1に該受信信号を記録
すると同時にラインメモリからのデータの読み出
しはラインメモリM2,〜MN+1について行
う。更にその次においては受信信号の記録はライ
ンメモリM2に対して行い、読み出しはラインメ
モリM3,〜MN+1およびM1について行う。
Next, when a received signal of N+2' comes in,
This time, the received signal is recorded again in the line memory M1, and at the same time data is read out from the line memories M2, .about.MN+1. Next, the received signal is recorded in the line memory M2, and read out in the line memories M3, .about.MN+1 and M1.

このようにすることにより、最初の超音波送信
〜N○の間は超音波受信信号の読み出しデータが
加算器18に与えられないが、それ以降は超音波
パルスの送信毎に前回までに記録されたN個の受
信信号についてラインメモリから読み出されて加
算器18に与えられ、波形整合された受信信号と
してこの加算器18より出力される。そして、こ
の加算後の出力はビデオ回路19に与えられてビ
デオ信号化された後、表示器20に与えられて超
音波探触子を基準とした超音波ビーム走査位置に
対応する表示位置に映像として表示され、超音波
像が観察できるようになる。
By doing this, the readout data of the ultrasonic reception signal is not given to the adder 18 from the first ultrasonic pulse transmission to N○, but after that, the data recorded up to the previous time is not given to the adder 18 every time an ultrasonic pulse is transmitted. The N received signals are read out from the line memory and given to the adder 18, and outputted from the adder 18 as waveform-matched received signals. The output after this addition is given to a video circuit 19 to be converted into a video signal, and then given to a display 20 to display an image at a display position corresponding to the ultrasound beam scanning position with the ultrasound probe as a reference. will be displayed and the ultrasound image will be visible.

このように複数のラインメモリを用い、励振し
た振動子群の中心位置の振動子の受信信号を逐次
所定の順番で選択したラインメモリに記録してゆ
き、また、前回までに記録したN個のラインメモ
リの内容を読み出して合成し表示してゆくように
したことにより、各ラインメモリには時間的なず
れはあるものの各振動子に対応させて各振動子の
励振時に得られる受信信号が記録されたことと同
じことになり、T個ずつ励振して超音波像を得る
方式であれば隣接するN個の振動子の各受信信号
を記録したラインメモリの内容を読み出し、深さ
方向を一致させた状態でこれら読み出した内容を
加算すれば、受信フオーカスが成されて前記N個
の受信振動子の中心位置の線上における超音波エ
コーの受信信号が得られることになる。そして、
本装置では新たに選択されたT個の振動子群が励
振される毎にその中心位置の振動子の出力のみを
ラインメモリに記録してゆくと共に記録されてい
る他のラインメモリから同時に1ラスタ分のエコ
ー情報を読みだすことにより超音波断層像のフレ
ーム周波数を下げることなく超音波断層像の表示
を行うことができる。また、この方式によれば、
一回に記録するデータは1振動子分のみであるた
めに前置増幅器やA/D変換器は1つで済み、装
置の小型化及び低価格化が実現できる。
In this way, using multiple line memories, the received signals of the vibrator at the center position of the excited vibrator group are sequentially recorded in the selected line memory in a predetermined order, and the N signals recorded up to the previous time are By reading out the contents of the line memory, synthesizing it, and displaying it, each line memory records the received signal obtained when each vibrator is excited, corresponding to each vibrator, although there is a time lag. If the method is to excite T transducers at a time to obtain an ultrasound image, the contents of the line memory that records each received signal of N adjacent transducers will be read out and the depth direction will be matched. If these read contents are added in this state, the reception focus is achieved and the reception signal of the ultrasonic echo on the line of the center position of the N reception transducers is obtained. and,
In this device, each time a newly selected T transducer group is excited, only the output of the transducer at the center position is recorded in the line memory, and at the same time one raster is recorded from the other recorded line memories. By reading out the echo information for 10 minutes, the ultrasonic tomographic image can be displayed without lowering the frame frequency of the ultrasonic tomographic image. Also, according to this method,
Since data for only one oscillator is recorded at a time, only one preamplifier and one A/D converter are required, and the device can be made smaller and lower in price.

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限
定することなく、その要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施し得るものであり、例えば上記
実施例では同時に駆動する振動子数Tを5個とし
て説明したが、これを1個或いは数個としても良
い他、前置増幅器やA/D変換器も1個に限ら
ず、複数個併用することもできる。但しこの場
合、ラインメモリの数はA/D変換器数にNを加
えた数とする必要がある。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist thereof.For example, in the above embodiments, the number of vibrators driven simultaneously is In the explanation, it is assumed that there are five, but the number may be one or several, and the number of preamplifiers and A/D converters is not limited to one, but a plurality of preamplifiers and A/D converters can also be used together. However, in this case, the number of line memories needs to be equal to the number of A/D converters plus N.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明は複数の超音波送受
用の振動子を並設して構成した超音波探触子を用
い、この超音波探触子の所定個数の振動子を順次
位置を変えながら選択して励振することにより超
音波ビームを電子走査すると共にその受信信号よ
り超音波像のビデオ信号を得る電子走査方式の超
音波装置において、前記所定個数の振動子群を励
振する毎にその振動子群中における所定位置の1
振動子の受信信号を抽出する手段と、この抽出さ
れた受信信号を逐次デイジタル信号に変換する手
段と、この変換されたデイジタル信号を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶されている各デ
イジタル信号のうち電子走査に対応して順次切換
えられる所定個数の振動子群の対応する振動子受
信信号のデイジタル信号を読み出す手段と、この
読み出された複数のデイジタル信号を合成してビ
デオ信号化する手段とを設けて構成し、超音波探
触子の所定数の送信振動子を逐次位置を変えて選
択して励振し、超音波ビームを発生することによ
り電子的に超音波ビームを移動走査すると共に超
音波送信毎に励振した振動子群のうちの所定位置
の振動子の受信信号のみを抽出してデイジタル信
号変換した後、記憶手段に記憶し、この記憶デー
タのうち、電子走査に対応して順次選択される所
定個数の受信振動子群に対応する振動子受信信号
のデイジタル信号を読み出して合成し、ビデオ信
号化するようにして、これより超音波像を得るよ
うにし、記憶手段に記憶させるデイジタル信号は
励振した振動子群のうちの所定位置の振動子受信
信号のみとして、1組の振動子群を励振する毎に
その中の所定位置の1振動子の受信信号をデイジ
タル変換し記憶させてゆくようにしたので、A/
D変換器は少なくて済み、また1度の記憶情報量
は少なくなるので、高速で記憶できるようにな
り、また、読み出しは電子走査に対応して順次選
択される所定個数の振動子群に対応する振動子受
信信号のデイジタル信号としたことで、超音波断
層像のフレーム周波数を下げることなく超音波像
を表示することができ、小型且つ安価な電子走査
方式の超音波診断装置を提供することができる。
As described in detail above, the present invention uses an ultrasonic probe configured by arranging a plurality of transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves in parallel, and sequentially changes the position of a predetermined number of transducers of this ultrasonic probe. In an electronic scanning type ultrasound apparatus, an ultrasound beam is electronically scanned by selectively exciting the ultrasound beam, and a video signal of an ultrasound image is obtained from the received signal. 1 at a predetermined position in the transducer group
means for extracting the received signal of the vibrator, means for sequentially converting the extracted received signal into a digital signal, storage means for storing the converted digital signal, and each digital signal stored in the storage means. Means for reading digital signals of corresponding transducer reception signals of a predetermined number of transducer groups that are sequentially switched in response to electronic scanning among the signals, and synthesizing the plurality of read digital signals to form a video signal. means for electronically moving and scanning the ultrasonic beam by selecting and exciting a predetermined number of transmitting transducers of the ultrasonic probe while sequentially changing their positions to generate an ultrasonic beam; At the same time, only the received signal of the vibrator at a predetermined position of the group of vibrators excited each time an ultrasound is transmitted is extracted and converted into a digital signal, and then stored in a storage means. The digital signals of the transducer reception signals corresponding to a predetermined number of reception transducer groups sequentially selected are read out and synthesized, and converted into a video signal, from which an ultrasound image is obtained and stored in the storage means. The digital signal to be generated is only the signal received by a transducer at a predetermined position among the excited transducer group, and each time a set of transducers is excited, the received signal from one transducer at a predetermined position is digitally converted and stored. A/
Fewer D converters are required, and the amount of information stored at one time is smaller, so it can be stored at high speed, and readout corresponds to a predetermined number of transducer groups that are sequentially selected in accordance with electronic scanning. To provide a small and inexpensive electronic scanning type ultrasonic diagnostic device capable of displaying an ultrasonic image without lowering the frame frequency of an ultrasonic tomographic image by converting the transducer received signal into a digital signal. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来装置の構成を示すブロツク図、第
2図は本発明装置の構成を示すブロツク図、第3
図はそのデイジタルメモリの構成を示すブロツク
図、第4図は本発明における励振振動子と受信信
号を抽出する振動子の関係を説明するための図で
ある。 5…高圧アナログスイツチ、6…超音波探触
子、6−1,6−M…超音波振動子、11…基準
信号発生器、12…送信回路、13,16…コン
トローラ、14…前置増幅器、15…アナログ・
デイジタル変換器、17…デイジタルメモリ、1
8…加算器、19…ビデオ回路、20…表示器、
S1〜SN+1…スイツチ、M1〜MN+1…ラ
インメモリ。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional device, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the device of the present invention, and Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the device of the present invention.
The figure is a block diagram showing the configuration of the digital memory, and FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the excitation vibrator and the vibrator for extracting the received signal in the present invention. 5...High voltage analog switch, 6...Ultrasonic probe, 6-1, 6-M...Ultrasonic transducer, 11...Reference signal generator, 12...Transmission circuit, 13, 16...Controller, 14...Preamplifier , 15...Analog・
Digital converter, 17...Digital memory, 1
8...Adder, 19...Video circuit, 20...Display device,
S1~SN+1...Switch, M1~MN+1...Line memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数の超音波送受用の振動子を並設して構成
した超音波探触子を用い、この超音波探触子の所
定個数の振動子を順次位置を変えながら選択して
励振することにより超音波ビームを電子走査する
と共にその受信信号より超音波像のビデオ信号を
得て超音波像の表示を行う電子走査方式の超音波
装置において、前記所定個数の送信振動子群を励
振する毎にその振動子群中における所定位置の1
振動子の受信信号を抽出する手段と、この抽出さ
れた受信信号を逐次デイジタル信号に変換する手
段と、この変換されたデイジタル信号を記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶されている各デ
イジタル信号のうち電子走査に対応して順次切換
えられる所定個数の受信振動子群に対応する振動
子受信信号の記憶デイジタル信号を読み出す手段
と、この読み出された複数のデイジタル信号を合
成してビデオ信号化する手段とを備えたことを特
徴とする超音波診断装置。
1. Using an ultrasonic probe configured by arranging multiple transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves in parallel, a predetermined number of transducers of this ultrasonic probe are selected and excited while sequentially changing their positions. In an electronic scanning type ultrasound device that electronically scans an ultrasound beam and obtains a video signal of an ultrasound image from the received signal and displays the ultrasound image, each time the predetermined number of transmitting transducer groups are excited. 1 at a predetermined position in the group of transducers
means for extracting the received signal of the vibrator, means for sequentially converting the extracted received signal into a digital signal, storage means for storing the converted digital signal, and each digital signal stored in the storage means. Means for reading out stored digital signals of transducer reception signals corresponding to a predetermined number of reception transducer groups that are sequentially switched in response to electronic scanning among the signals, and a video signal by combining the plurality of read digital signals. 1. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for converting
JP2579683A 1983-02-18 1983-02-18 Ultrasonic diagnostic apparatus Granted JPS59151947A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2579683A JPS59151947A (en) 1983-02-18 1983-02-18 Ultrasonic diagnostic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2579683A JPS59151947A (en) 1983-02-18 1983-02-18 Ultrasonic diagnostic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59151947A JPS59151947A (en) 1984-08-30
JPH0414012B2 true JPH0414012B2 (en) 1992-03-11

Family

ID=12175800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2579683A Granted JPS59151947A (en) 1983-02-18 1983-02-18 Ultrasonic diagnostic apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59151947A (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7907595A (en) * 1979-10-15 1981-04-21 Philips Nv METHOD AND ARRANGEMENT OF RESEARCH WITH ULTRASONIC BUNDLES.
US4381675A (en) * 1980-11-06 1983-05-03 Bion Corporation Ultrasound visualization systems

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59151947A (en) 1984-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4159462A (en) Ultrasonic multi-sector scanner
US5186175A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2900836B2 (en) Electronic scanning ultrasonic diagnostic equipment
JPS6236693B2 (en)
JP3691629B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JPH02206445A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH0254096B2 (en)
JPH08289891A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPS6246180B2 (en)
JPH0414012B2 (en)
JP3444546B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JP2000005173A (en) Ultrasonic photographing and device therefor
JP2854649B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
US6115324A (en) Transmit memory for ultrasound
JPH08173431A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPH02147052A (en) Electronic scanning type ultrasonic diagnosing device
JPH04314435A (en) Ultrasonic diagnosing apparatus
JPH08117227A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPH06269454A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPH08131444A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPS6116031B2 (en)
JPH0525602Y2 (en)
JPS6246176B2 (en)
JPH0197886A (en) Image display device of scanning sonar
JP2000312676A (en) Ultrasound diagnostic equipment