JPH0438942A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波プローブで受信されたエコー信号を増
幅した後、後処理して超音波画像を生成する超音波診断
装置に関する。

（従来の技術） 現在、生体の軟部組織の断層像を無侵襲で検査する方法
の一つとして、超音波診断装置が広く知られている。

超音波診断装置は、超音波プローブの端面から生体内に
超音波パルスを放射し、このパルスが各生体組織間、即
ち音響インピーダンスの差のある箇所で反射した反射波
をエコー信号として受信して、これに基づいて生体内部
の超音波画像を生成するものである。

このとき、生体組織間で得られるエコー信号は、超音波
パルスの放射位置からエコー信号が得られる反射位置ま
での距離、即ち深度か大きくなるにつれて減衰するので
、受信されたエコー信号はその反射位置の深度に応じて
増幅しなければならない。

このため、従来は、深度の増加に対して一次関数的に増
加するゲイン値を予め設定しておき、このゲイン値でエ
コー信号を増幅することで、各深度で得られるエコー信
号の強度が同一となるように調節していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、実際にはエコー信号の距離に対する減衰
率は、単一の一次関数的に変化せず、距離が遠くなるほ
ど減衰率が大きくなるので、従来の方法では高精度なエ
コー信号の強度調節ができないという欠点があめる。

このため、近距離で得られるエコー信号の強度か好適と
なるようにゲイン値の増加率を設定すると、遠距離で得
られるエコー信号の感度かとれなくなり、これとは反対
に、遠距離で得られるエコー信号の強度が好適となるよ
うにゲイン値の増幅率を設定すると、近距離で得られる
エコー信号によってプリアンプや後段回路の出力が飽和
してしまい、鮮明な超音波画像を得ることができないと
いう不具合があった。

この発明はこのような従来の課題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、あらゆる深度で
得られたエコー信号の強度を高精度に同一化調節するこ
とのできる超音波診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 上記目的を達成するため、本発明は、送波回路で生成さ
れた超音波パルスを放射するとともに該超音波パルスの
被検体による反射信号を受信する超音波プローブを有し
、この超音波プローブで得られた反射信号を増幅器で増
幅した後、後処理して超音波画像を生成する超音波診断
装置において、前記被検体からの反射信号が得られる深
度か大きいほど、上昇率か大きくなるゲイン曲線を記憶
するゲイン記憶手段と、前記記憶されたゲイン曲線に基
づいて前記増幅器のゲインを調節するゲイン調節手段と
、を有することが特徴である。

（作用） 上述の如く構成すれば、超音波パルスによる反射信号が
得られる深度が大きいほど上昇率が大きいゲイン曲線か
ゲイン記憶手段に記憶される。

そして、超音波プローブから反射信号が取込まれると、
前記ゲイン記憶手段に記憶されたゲインカーブに基づい
て、反射信号が増幅される。

従って、反則信号が得られる深度に関係なく、はぼ一定
強度に反射信号を増幅できるようになる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

同図に示すように、本実施例における超音波診断装置は
、高周波パルスを発振する複数のバルサ１〜１と、この
高周波パルスを超音波パルスに変換して被検体に放射す
るとともに該被検体で反射したエコー信号を受信して電
気信号に変換する超音波プローブ２と、電気信号に変換
されたエコー信号を増幅する複数のプリアンプ３〜３と
、各プリアンプ３〜３のゲインを調節するゲインコント
ロール回路４を有している。

また、この超音波診断装置は、超音波プローブ２におけ
る超音波パルスの放射位置の違いによるエコー信号の時
間的なずれを求めるレート回路５と、各プリアンプ３〜
３で増幅されたエコー信号の時間的なずれを前記レート
回路５の出力に基づいて補正する遅延回路６〜６と、遅
延回路６〜６で時間的なずれか補正されたエコー信号を
加算して後段回路である表示系へ出力する加算器７を備
えている。

ゲインコントロール回路４は、第２図に示すように、被
検体（不図示）の深度と各プリアンプ３〜３におけるゲ
イン値との関数が記憶されるＲＯＭ８と、ＲＯＭ８から
出力されたゲインをアナログ化して各プリアンプ３〜３
へ供給するＤ／Ａ変換器９を有している。

次に、本実施例の作用について説明する。

各パルサ１〜１から高周波パルスが発振すると、超音波
プローブ２は、この高周波パルスを超音波パルスに変換
して被検体に放射する。

第３図（Ａ）は放射された超音波パルスの伝搬過程を示
しており、この場合、体表から筋肉、脂肪、内部臓器に
伝搬している。

そして、筋肉と脂肪との境界、及び脂肪と内部臓器との
境界等の音響インピーダンスが変化する地点では、超音
波パルスの反射が生じるので、この反射波はエコー信号
として超音波プローブ２に取込まれる。

これによって、例えば第３図（Ｂ）に示すように、反射
位置の深度が深くなるにつれて振幅が減衰するエコー信
号が得られ、このエコー信号は発振したバルサ１〜１に
対応するプリアンプ３〜３に供給される。

また、第２図に示すゲインコントコール回路４のＲＯＭ
８には、第３図（Ｃ）に示すように、浅い深度で低増加
率、深い深度で高増加率となるような２本の直線からな
るゲインカーブが設定されている。そして、プリアンプ
３〜３にエコー信号が供給されると、このエコー信号が
得られた深度に応じたゲイン値が読出され、Ｄ／Ａ変換
器９を介してプリアンプ３〜３のゲイン値が設定される
。

その後、エコー信号はこのゲイン値で増幅され、遅延回
路６〜６で遅延されて加算器７で合成された後、表示系
に送られ、超音波画像として表示されるのである。

このようにして、本実施例では、ゲインコントロール回
路４のＲＯＭ８に、近距離地点で低増加率、遠距離地点
て高増加率となるようなゲインカーブを予め設定してお
き、超音波プローブから得られるエコー信号をこのゲイ
ンカーブを基に増幅しているので、あらゆる深度で得ら
れたエコー信号について、はぼ同一の強度となるように
調節することができる。

その結果、遠距離で得られるエコー信号の感度がとれな
くなったり、近距離で得られるエコー信号が飽和する等
の不具合が解消され、高精度な超音波画像を得ることが
できるようになる。

なお、本実施例では、ＲＯＭ８に第３図（Ｃ）に示すよ
うな２本の直線からなるゲインカーブを設定したが、本
発明はこれに限らず、深度が大きくなるにつれてゲイン
の増加率が大きくなるような３本以上の直線からなるゲ
インカーブや、放物線状にゲインが増加するゲインカー
ブを設定しても良いことは明らかである。

第４図は、第１図に示したゲインコントロール回路４の
他の実施例を示す構成図である。

同図はオペアンプ１０を用いた非反転増幅器であり、ダ
イオードＤがＯＦＦのとき、すなわち、Ｖｓ≦（Ｒ，／
Ｒ２）　　・ＶＢ が成立するときオペアンプ１０の増幅度Ａは、Ａ　＝　
　（Ｒｔ　／　Ｒ、） となり、ダイオードＤがＯＮのとき、すなわち、Ｖｇ　
＞　（Ｒ＋　／　Ｒ２）　”　ＶＢが成立するときには
、増幅度Ａは、 Ａ−（１／Ｒｓ　）＋　（１／Ｒ＋　）ｌ　　”　Ｒｔ
となる。

ド 従って、コンロール用信号■５の大きさを調節すれば、
増幅度Ａの大きさを２段階に切換えることができるので
、第３図（Ｃ）に示したゲインカーブを容易に得ること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、超音波パルスの反射
信号が得られる深度が大きいほど上昇率が大きくなるゲ
イン曲線を設定し、このゲイン曲線に基づいてプリアン
プのゲインを決定し、反射信号を増幅している。

従って、あらゆる深度から得られた反射信号でも、はぼ
同一強度に増幅することができるようになり、高精度な
超音波画像を得ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はゲイ
ンコントロール回路の内部構成を示すブロック図、第３
図（Ａ）は超音波パルスの伝搬過程を示す説明図、同図
（Ｂ）はこの超音波パルスによるエコー信号の波形図、
同図（Ｃ）は該エコー信号を増幅すべくゲインカーブを
示す図、第４図はゲインコントロール回路の他の実施例
を示す構成図である。 １〜１・・パルサ　２・・・超音波プローブ３〜３・・
・プリアンプ ４・・・ゲインコントロール回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送波回路で生成された超音波パルスを放射するとともに
   該超音波パルスの被検体による反射信号を受信する超音
   波プローブを有し、この超音波プローブで得られた反射
   信号を増幅器で増幅した後、後処理して超音波画像を生
   成する超音波診断装置において、 前記被検体からの反射信号が得られる深度が大きいほど
   、上昇率が大きくなるゲイン曲線を記憶するゲイン記憶
   手段と、 前記記憶されたゲイン曲線に基づいて前記増幅器のゲイ
   ンを調節するゲイン調節手段と、を有することを特徴と
   する超音波診断装置。