JPH04193165A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ゲイン及びダイナミックレンジを可変とした
超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 周知のように超音波診断装置では、送信回路を動作させ
てプローブから超音波を被検体に放射し、この被検体か
らのエコー信号を受信回路内で増幅及び対数圧縮して検
波した後、Ａ／Ｄ変換器にてディジタル信号に変換し、
これをイメージメモリに記憶させている。そして、イメ
ージメモリ内のデータをＤ／Ａ変換器を介して読み出し
、モニタテレビの同期信号に同期させてモニタテレビに
表示することにより、被検体等の超音波断層画像を得て
いる。

このような超音波診断装置において、受信回路のゲイン
はエコー信号とゲインコントロール信号との乗算によっ
て得ることができ、受信回路内では高周波増幅器として
通常、対数増幅器を用いていることから、エコー信号と
ゲインコントロール信号との乗算を対数の加算として扱
うことができる。

第３図は従来の超音波診断装置における受信回路内の主
要部の構成を示すもので、同図において、■はエコー信
号を増幅及び対数圧縮する対数増幅器、２は対数増幅器
１の出力信号を包絡線検波するダイオードからなる検波
回路、３はアッテネータを示す。また、Ｓ、、　　Ｓ、
は対数増幅器１の互いに位相が反転した出力信号、Ｓ、
はゲインコントロール信号、Ｓ４は検波回路２の出力信
号である。

ここで、対数増幅器ｌの出力電圧値をＶ、エコー信号の
値を■６、ゲインコントロール信号Ｓ、の値をＶ。、定
数をＡとすると、 Ｖ　’＝　Ａ−１ｏｇ（Ｖ　ｖ、　’　Ｖ　Ｊ＝Ａ　・
（ｌｏｇ（Ｖｌ：）＋ｌｏｇ（Ｖｃ））　　　−（］）
として表すことができ、ゲインの変更はゲインコントロ
ール信号の値■６を変化させることで行っていた。この
場合、従来では上記検波回路２がゲインコントロール信
号Ｓ、にょるスレッショルドレベルを持った、いわゆる
スライサとじて働くことにより、ゲインコントロールの
機能を果たしていた。

一方、この種の超音波診断装置においてダイナミックレ
ンジを変えることは、上記（１）式における定数Ａを変
えることに相当するため、従来では第３図に示したよう
に検波回路２の出力側にアッテネータ３（またはアンプ
）等を接続することにより、出力信号の振幅を変えてダ
イナミックレンジを調節していた。

なお、第４図は第３図における各部の信号Ｓ、。

〜Ｓ４の波形の一例を示している。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のゲイン可変手段において、スレッショル
ドレベル付近では検波用ダイオードの非直線性に起因し
て、出力信号Ｓ、が歪んでしまい、低レベルのエコー信
号が正確に検出できないという問題があった。また、従
来のダイナミックレンジ可変手段では、アッテネータ３
（またはアンプ）等の周波数に対する伝送特性をどのゲ
インにおいても一定にしなくてはならないため、それた
け高精度の部品を必要として部品コストの上昇を招くと
いう欠点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、低レベルのエコー信号の検出
精度低下や部品コストの上昇等を招くことなくゲイン及
びダイナミックレンジを可変とした超音波診断装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、超音波が放射さ
れた被検体からのエコー信号を増幅し対数圧縮する対数
増幅器、及び、この対数増幅器の出力信号を検波する検
波回路を有する受信回路と、前記検波回路のアナログ出
力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを備
えた超音波診断装置において、前記Ａ／Ｄ変換器の高低
２種類のリファレンス電圧を各々可変とし、かつ各リフ
ァレンス電圧の差を可変として前記受信回路のゲイン及
びダイナミックレンジを可変としたものである。

（作用） 本発明はＡ／Ｄ変換器の機能及びその参照電圧に着目し
たものである。すなわち、Ａ／Ｄ変換器に入力されたア
ナログ信号は、高低２種類のリファレンス電圧Ｖ、、Ｖ
、により予め設定された電圧範囲に入った信号につきデ
ィジタル出力コードに変換される。従って、ＶＬとｖ８
との差を変化させれば出力信号のダイナミックレンジが
変化し、また、ＶＬとＶＨとの差を一定にしたままＶＬ
及びＶ。

を直流的にシフトさせれば、入出力信号のゲインが変化
することに相当する。

つまり、Ａ／Ｄ変換器のリファレンス電圧■い■□を可
変とする手段を備えることにより、受信回路のゲイン及
びダイナミックレンジを可変とすることができる。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は、この実施例にかかる超音波診断装置の主要部
の構成を示すもので、同図において、４は超音波プロー
ブ５を励振するパルスを発生する送信回路、５は超音波
を送受するプローブであり、このプローブ５により検出
された被検体からのエコー信号は、第３図と同様に対数
増幅器１により増幅、対数圧縮された後、検波回路２に
より検波パされる。ここで、対数増幅器１及び検波回路
２は受信回路１００を構成している。

検波回路２から出力される信号は後段のＡ／Ｄ変換器６
のアナログ信号入力端子に入力されており、このＡ／Ｄ
変換器６には、リファレンス電圧発生器７１．７２から
各々低レベルリファレンス電圧ＶＬ及び高レベルリファ
レンス電圧■。が各リファレンス電圧端子に入力されて
いる。ここで、Ａ／Ｄ変換器６とそのリファレンス電圧
の機能について第２図に基づき説明する。Ａ／Ｄ変換器
６に第２図（ａ）に示すようなアナログ信号Ｓが入力さ
れると、Ａ／Ｄ変換器６では、高低２種類のリファレン
ス電圧Ｖ、、Ｖ１１により予め設定された電圧範囲Ｃ内
にある信号につき、これをディジタルコードに変換する
。

従って、これらのリファレンス電圧”’　Ｌ　＋　”　
’？及び電圧範囲Ｃを受信回路のゲイン及びダイナミッ
クレンジに照らし合わせてみると、リファレンス電圧Ｖ
、、Ｖ、の差の変化がダイナミックレンジの変化に相当
し、この差を一定にしたままリファレンス電圧ＶＬ、Ｖ
Ｈを直流的にシフトさせることがゲインの変化に相当す
ることがわかる。つまり、リファレンス電圧発生器７１
．７２を調節してリファレンス電圧ＶＬ、ＶＨ及びその
差を変化させることにより、同一のアナログ入力信号に
対するディジタルコードの値が変化することになるから
、受信回路２のゲイン及びダイナミックレンジを可変と
することができる。

このように作用するＡ／Ｄ変換器６から出力されたディ
ジタルデータは、イメージメモリ８に記憶され、このイ
メージメモリ８から読み出された画像データがＤ／Ａ変
換器９によりアナログ信号に変換されてモニタテレビｌ
Ｏに画像が表示される二とになる。

この実施例によれば、検波後のエコー信号のレベルが低
い場合でもリファレンス電圧Ｖ、Ｖ、の差を一定にした
まま各発生器７１．７２によってこれらを直流的にシフ
トさせることにより、エコー信号を劣化させることなく
そのゲインを上げることが可能である。また、ダイナミ
ックレンジの変更は、単にリファレンス電圧ｖＬ、Ｖｌ
ｌの差を変更するだけで足り、高精度のアッテネータ等
を用いなくてもエコー信号の周波数に対する伝送特性を
補償することができる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、Ａ／Ｄ変換器のリフ
ァレンス電圧を可変とする手段を備えるだけで受信回路
のゲイン及びダイナミックレンジの変更が可能であるた
め、エコー信号劣化の恐れがなく、しかも低コストの超
音波診断装置を実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略的な構成図、第２
図（ａ）、　（ｂ）はＡ／Ｄ変換器の作用の説明図、第
３図は従来の技術における受信回路の概略的な構成図、
第４図は第３図における各部の信号波形図である。 ｌ・対数増幅器　　　　２・・検波回路４・・・送信回
路　　　　　５・・プローブ６・・・Ａ／Ｄ変換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 超音波が放射された被検体からのエコー信号を増幅し対
   数圧縮する対数増幅器、及び、この対数増幅器の出力信
   号を検波する検波回路を有する受信回路と、前記検波回
   路のアナログ出力信号をディジタル信号に変換するＡ／
   Ｄ変換器とを備えた超音波診断装置において、 前記Ａ／Ｄ変換器の高低２種類のリファレンス電圧を各
   々可変とし、かつ各リファレンス電圧の差を可変として
   前記受信回路のゲイン及びダイナミックレンジを可変と
   したことを特徴とする超音波診断装置。