JPH04180744A

JPH04180744A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH04180744A
Application number: JP2308902A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Shinomura; 隆一篠村; Kazuo Takasugi; 高杉　和夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-06-26

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、超音波診断装置等における送受信回路に係り
、その構成方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の超音波診断装置は、アレー状に複数個配列された
振動子のうち送受信口径を構成する素子群を選択し、こ
れらの各素子に印加するドライフパルスを相互に所定時
間ずらすことにより所定の位置にフォーカスしたビーム
を形成し、前記素子群を順次すらしつつ口径移動するこ
とにより前記ビームを走査して１画面を形成するもので
ある。

第８図により説明する。送波レー１へパルス発生器６よ
り送波フォーカス遅延を有するパルス群が送波口径に対
応したドライバ群５に印加される。該ドライバ群５の出
力は、高耐圧のアナログスイッチ１３により選択された
素子１に印加され、超音波を発生する。一方対象から反
射され上記素子で受信された信号は、高耐圧アナログス
イッチ１３を通った後、増幅器群８に導かれ受波整相部
２０にて位相合わせし加算され画像処理部３０を経てデ
イスプレー４０に表示する構成である。また、複数探触
子の接続については、ドライバ回路群５は一つの探触子
分設け、リレースイッチや高耐圧のアナログスイッチで
探触子を切り替えている。

また、振動子に１対１対応で送受信回路を設けることに
関しては、例えば特開昭５２．．３１．６７９の如〈従
来技術もある。これはパルス発生器とリミッタとスイッ
チング回路とその制御回路からなっている。受信信号は
、ドライブ回路とリッミタ回路両方を負荷とする構成で
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、前記アナログスイッチにダイオードス
イッチ等を使用しており、送波電圧以−にの電位差でス
イッチをオン、オフすることが必要なため高速切り替え
ができなかった。また特開昭５６．３１６７９号におい
ては、モノリシック集積化に適合したシステム構成につ
いて触れていない。さらにドライブパルスにとって受信
側の負荷効果を低減し、さらに受信信号にとってドライ
ブ回路の負荷効果を低減すると共に、高圧電源からの雑
音を抑制する機能を持つ送受分離回路について触れてい
ない。また、複数探触子接続時に高速で切り替えできな
い問題があった。

本発明は、従来の装置の機能を損なわずに高速に振動子
の切り替え及び探触子の切り替えを可能とし、かつモノ
リシック集積化に適し、良好な送受信が行える回路及び
システム構成を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、振動子にドライバ、送受分
離回路（リミッタと異なる）、受波スイッチ、高圧保護
回路などからなる送受信回路を１対］対応で設けたもの
である。また、その回路構成、及び入出力を考慮したグ
ループ分けをし、モノリシック集積化に適した構成とし
たものである。

〔作用〕

前記送受信回路を振動子毎に設け、ロジックレベルで切
り替え可能とすることで高速切り替えができる。また、
装置に同時に接続できる探触子ごとに送受信回路を設け
ることで同様に探触子の高速切り替えができる。また、
口径数に応じたグループ分けをすることで、モノリシッ
ク集積化に適した構成にできる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の第１−の実施例である。送受信回路２
は、ドライバ回路５′と送受分離回路３と受波アナログ
スイッチ４から構成される。ドライバ回路５′には送波
レートパルス発生器６より送波フォーカスの遅延を持っ
たパルスＤが入力する。

このパルスの入力によって、ドライバ回路５′よりドラ
イブパルスが出力される。この１くライブパルスは、送
受分離回路３により、振動子１に印加され、超音波が放
射される。振動子１で受信された信号は、送受分離回路
３により受波アナログスイッチ４を通り受波端子Ｒに出
力される。また、制御信号Ｃにより受波スイッチがオン
、オフする。

また第１図（ｂ）のように送受信回路２を振動子群１の
振動子毎に具備することにより、口径制御の機能を有す
るものである。送波レー１へパルス発生器６の出力が送
受信回路２のＤ端子に１対１対応の構成であるが、送波
レートパルス発生器６の出力を最大口径分とし、Ｄ入力
を最大口径ごとに共通化してもよい。

第２図は、共通化した実施例である。同時に使用しない
振動子を一つのグループとすることにより、受信出力及
び送波レートパルスを共通にできる。送受信回路２群は
、同時に使用しない振動子に接続されており、その選択
は、デコーダ１０による。送波レートパルスは、選択さ
れたチャンネルのＡＮＤ回路９がＩ−Ｉレベルになるこ
とにより、選択したい送受信回路２にのみ印加される。

受信時も同様に受信アナログスイッチのオン、オフによ
って一つのチャンネルのみが選択されＲに出力され増幅
器８′に入力する。各チャンネルのＲ出力にバッファあ
るいは増幅器を設けてその出力を共通接続してもよい。

また、送波パルスと同様に受信専用のパルスＳを付加し
ＡＮＤ回路によってチャンネル選択する方法でもよい。

この方法によれば、チャンネルが選択されていても、Ｄ
、及びＳ入力がなければ、その振動子は、動作せず、可
変口径等に容易に適応できるものである。さらにロジッ
クで選択ができ従来のように２００ＶＩＷ度の電圧切り
替えによってスイッチングするのに比べはるかに高速に
切り替えができる。そのためラスターごとあるいは、ラ
スクー途中での切り替えも容易にてきるものである。

第３図はグループ分けの実施例である。最大口径振動子
数Ｎ、全振動子数Ｌ＝ＭＮ　（Ｌ、Ｍ、Ｎ：整数）の場
合、振動子の順番］、（］、：ｌ≦ｌ≦Ｎ）とするとｉ
、　ｉ十Ｎ、ｉ＋２Ｎ、　−−、ｉ＋（Ｍ．）Ｎを共通
のブロックとできる。また最大口径振動子数Ｎ＝ｍｎ　
（ｍ、ｎ　：整数）で、全振動子数Ｌ　＝　Ｍ　（Ｎ　
十ｎ　）が成り立つ場合、振動子の順番ｉとするとｉ、
ｉ＋　（Ｎ＋ｎ）、　ｊ＋２　（Ｎ＋ｎ）　、　−−、
ｉ　＋　（Ｍ　．）（Ｎ＋　ｎ　）を共通にできるもの
である。グループ内で同時動作が許され、共通化が必要
ない場合は、ｎの倍数でグループ分けするか、全振動子
数の約数でグループ分けする。全振動子数とは、各種探
触子の最大振動子数をいう。各種探触子の振動子数を、
本グループ分けに適合するように構成すれば、共通に使
えるものである。また、Ｂモードと連続波ドツプラが共
存する探触子の場合、連続波１くツプラは送波電圧が異
なる。したがって、送波回路の打ち出し電圧を決める電
源ラインを一つのグループのドツプラに使用するチャン
ネルだけ別にする。あるいは、後者のグループ分けにお
いては、幾つかの必要なグループのみ電源を別にする必
要がある。

第６図に１くライバ回路の実施例を示す。第７図は、ド
ライバ回路、送受分離回路、受波アナログスイッチの機
能を有する送受信回路の例を示す。

ＭＯＳＦＥＴにて構成しているが、それに限らない。ま
た、トーテムポル型としているが、コンプリメンタリで
もよい。受信端子に、バッファ、電圧増幅器、電流増幅
器を設けてもよい。第７図で動作を説明する。Ｎ２のゲ
ーＩ−がＨからＬになるとＮ２がオフしＮ１がオンする
。Ｎ１がオンするとＶＨ電源より振動子１に充電電流が
流れ振動子端はほぼＶＨ電位となる。Ｎ２のゲートがＬ
からＨになるとＮ２がオンしＮ１がオフする。この時振
動子１から電荷がＮ２より吸いこまれ、結果的にＶ　Ｈ
の矩形パルスで振動子１は駆動される。送波電圧はダイ
オード１及びｎｌ、ｎ２により受波端子Ｒと分離される
。（ｎｌ−オン、ｎ２オフ）受波時Ｎ１がオフしている
ため受信信号は電源と分離される。この作用により送信
及び受信が効率良く行われる。これは送受分離機能にほ
かならない。

また受信時に関しては、Ｎ２オン、ｎ１オフ。

ｎ２オンで導通し、Ｎ２オフ、ｎ１オン、ｎ２オフで非
導通となる。これが受波アナログスイッチ機能である。

また、Ｎ２の寄生ダイオードとダイオードＤ１が高圧保
護の役割をなす。この実施例では、各機能を合わせ持つ
回路構成であるが、各機能を独自に実現する回路の組み
合わせでも良い。

第９図は、装置に複数の探触子が接続できる場合の実施
例を示している。簡単のために二つの探触子Ａ、探触子
Ｂが接続可能とすると、それぞれ独自に送受信回路２を
各振動子１毎に持ち、送波フォーカスの遅延を与える送
波レートパルスは切替器６０により選択された探触子の
送波回路に印加される。受信信号も、受波切替器７０に
よって選択された探触子の受信信号を増幅器に入力する
ものである。

第１０図は、装置に二つの探触子が接続できる場合の他
の実施例を示している。探触子Ａ、探触子Ｂに対してそ
れぞれ独自に送受信回路２を各振動子１毎に持ち、増幅
器群８、受波整相部２０等は従来と同様構成とした例で
ある。どの送受信回路を選択するかにより、同一・探触
子の口径選択をする。さらに、送受信回路の選択のみで
探触子の選択かできる。もちろん、探触子−つ分の送受
信回路を設は探触子との間にリレースイッチあるいは、
高耐圧アナログスイッチを設けて探触子の切り替えをし
ても差し支えない。

第４図には、従来と同様に、振動子にアナログスイッチ
１３を１対１対応で設け、同時動作しない振動子（ある
いは最大［口径振動子数）毎に束ねて、ドライバ、送受
分離回路３．受波増幅器群８を設ける構成を示す。第６
図のドライバ回路出力をＤ端子に接続するものである。

第７図の回路を１（タイバ５．送受分離３の個所に置き
換えてもよい。また、グループ単位１２にドライバを加
えてもよい。第５図は、グループ単位１２で構成した実
施例である。グループ単位１２を最大口径数分設ける構
成である。

送受信回路グループ化単位１１．１２等は、半導体集積
化する際の基本単位とするものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、超音波診断装置の送受波におけるシス
テムを単純化でき、さらに半導体集積化において有用な
グループ分けを提供できる。さらに、口径制御機能を有
するため、高速切り替えが可能となり、新しい撮像法の
展開か図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部のブロック図、第２
図は別の実施例の主要部のブロック図、第３図は別の実
施例における振動子グループ分けを示す図、第４図及び
、第５図はそれぞれ別の実施例の振動子と送受波回路単
位の接続を示す図、第６図及び第７図は各実施例で用い
るＩくライバ回路、及び送受信回路の例をそれぞれ示す
回路図、第８図、第９図及び第１０図はそれぞれ更に別
の実施例の構成を示すフロック図である。１・・・振動子、２　・送受波回路、３　送受分離回路
、４・・・受波アナログスイッチ、５′　・・１〜ライ
ハ、６・・送波レートパルス発生器、７・・受波マルチ
プレフサ、８′・・・増幅器、９−　Ａ　Ｎ　Ｄ回路、
１０・デコータ、１１・・送受波回路グループ化単位１
．１２　送受波回路グループ化単位２．１３・・・アナ
ログスイッチ、５・・・ドライバ回路群、８・・・増幅
器ｎＬ２０　　受波整相回路、３０・・・画像処理部、
４０・・・モニタ、５０・アナログスイッチ制御部、第
１　図（及）囁　２　図１０９ノス。Ｓｏｏｌｉ　）１．１％　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

１．短冊状に複数個配列された超音波振動子により送受
信して断層像及びドップラ信号を得る超音波診断装置に
おいて、素子を駆動するドライバと送信回路と受信回路
を分離する送受分離回路と受波アナログスイッチからな
る送受信回路を振動子毎に具備したことを特徴とする超
音波診断装置。
２．前記送受信回路にバッフア回路または、増幅回路を
付加したことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断
装置。
３．特許請求の範囲１において、最大口径を構成する振
動子数かそれ以上の振動子毎に受波アナログスイッチの
出力を束ねることを特徴とする超音波診断装置。
４．特許請求の範囲１〜３において、診断装置に接続で
きる探触子毎に前記構成の送受信回路を設けることを特
徴とする超音波診断装置。
５．特許請求の範囲１〜５において、該送受信回路の選
択により高速に口径の選択を行うと同時に探触子の切り
替えを行う手段有することを特徴とする超音波診断装置
。
６．特許請求の範囲１〜５において、ドライバ回路の出
力段を、コンプリメンタリ構成としたことを特徴とする
超音波診断装置。
７．特許請求の範囲１〜５において、ドライバ回路の出
力段を、トーテムポール構成としたことを特徴とする超
音波診断装置。