JPH0551297B2 - - Google Patents

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用受信器、特に被検体
内の広い領域に超音波ビームを角度偏向走査する
ために、選択された振動子にて受信した反射エコ
ー信号を遅延制御する超音波診断装置用受信器に
関する。

［従来の技術］ 超音波を生体などの被検体内に放射し、その反
射エコーを受信して断層像あるいは速度（ドプ
ラ）情報などの被検体内情報を画像表示する超音
波診断装置が周知であり、この超音波診断装置に
おいて、振動子幅よりも広い範囲の情報を得るた
めに、超音波ビームを角度偏向制御してセクタ状
（扇状）の範囲の情報を画像表示することが行わ
れる。

第３図及び第４図には、セクタ走査する場合の
超音波反射エコーと振動子の関係が示されてお
り、セクタ走査する場合には、第３図のように走
査線１００−１から所定の微小角度毎、例えば
0.35度、0.7度毎に超音波ビームを放射していき、
走査線１００−２を経て走査線１００−３まで超
音波ビームを放射すると、１画面分の走査が完了
することになる。

このようなセクタ走査において所定の角度方向
に偏向走査する場合には、第４図に示されるよう
に、フオーカス点Ｆからの反射エコー波を振動子
列の全ての振動子１０にて受信することになる
が、それぞれの振動子１０において反射エコー波
が到達する時間が異なることになる。

すなわち、図の場合では振動子１０−１にフオ
ーカス点Ｆからの反射波が一番早く到達し、振動
子１０−ｎに一番遅く到達することになる。従つ
て、振動子１０−１〜１０−ｎの全てにおいて受
信される信号位相を合わせるためには、早く到達
する振動子１０の方から到達時間差だけ順に遅ら
せる必要がある。

例えば、第５図ａに示されるように、前記第４
図に対応するフオーカス点F₁の場合には、１番
目の振動子１０についてはD₁に示される大きな
遅延時間（遅延量）が与えられ、ｎ／２番目の振
動子１０についてはD₂、ｎ番目の振動子１０に
ついてはD₃に示される遅延時間が与えられるこ
とになる。

また、図ｂに示されるように、フオーカス点
F₂からの反射波を受信する場合には、一番目が
D₁に、ｎ／２番目がD₂に、ｎ番目がD₃に示され
るように、遅延時間の差は小さくなる。

更に、図ｃに示されるように、フオーカス点
F₃からの反射波を受信する場合には、図ａの場
合と反対の関係になり、ｎ番目の振動子１０につ
いてD₃に示される大きな遅延時間が与えられる。

このようにして、所定の偏向角方向からの超音
波ビームを受信するために遅延時間の制御が行わ
れるが、この他にも所定の距離方向（深さ方向）
に焦点を合わせるための遅延制御が行われてお
り、一般に遅延制御はビーム偏向と焦点合わせの
ために行われる。

第６図には、受信信号に遅延時間を与える構成
が示されており、従来では図ａに示されるよう
に、振動子１０と遅延線（デイレーライン）１２
を接続するように分配回路１４が設けられてお
り、この分配回路１４は、振動子１０と遅延線１
２とをマトリクス状に配線してその交点にスイツ
チを設けた構成となつている。

しかしながら、これでは配線数とスイツチの数
が膨大となるという問題がある。図ａの場合は、
振動子１０が20個で遅延線１２が40タツプについ
て分配回路１４であるから、全体800個（＝20×
40）のスイツチを必要とする。

特に、セクタ走査する場合には、角度偏向走査
する場合の走査線間の角度が小さくならばなる
程、画質のよい診断画像を得ることができるが、
この走査線間の角度を小さくし、角度偏向のため
の遅延制御を細かく行うと、遅延線タツプも多く
なり、前記配線数とスイツチの数が大幅に増える
ことになる。

そこで、従来では、第６図ｂのように、振動子
１０及び遅延線１２を分割して群加算回路１６と
し、これを用いて第７図に示すような受信器の構
成としている。

すなわち、第６図ｂには、振動子１０及び遅延
線１２を４つのグループに分割し、５個の振動子
１０と10タツプの遅延線１２として、この振動子
１０と遅延線１２に対するマトリクス状に分配回
路１４を形成する。従つて、前記分配回路１４の
スイツチ数は、全体で200個（＝５×10×４）と
なり、これにより図ａと比較して、1/4まで減少
させることができる。

従つて、第７図に示される受信器では、セクタ
走査用探触子内に設けられている振動子群を４グ
ループに分割した４個の群加算回路１６を設け、
この４個の群加算回路１６により、振動子１０で
得られた反射エコー波に対しフオーカスのための
遅延時間を与えており、これにより距離方向にお
いて設定された複数の焦点Ｆの情報を得るように
している。

また、群加算回路１６には主遅延線１８及び主
分配回路２０から成る主加算回路２２が接続され
ており、この主加算回路２２により、超音波ビー
ムの偏向角を定めるための遅延時間を与えてお
り、前記主遅延線１８は前記群加算回路１６内の
遅延線１４とは別個の役割をしている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のように、従来では、フオーカスのために
遅延時間を与える回路においては簡略化すること
ができたが、角度偏向のための遅延線１８及び分
配回路２０については、前記の群加算回路１６の
ような方法で簡略化をすることはできないという
問題があつた。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、その目的は、角度
偏向のための遅延時間を受信信号に与える回路を
簡略化することのできる超音波診断装置用受信器
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明に係る超音
波診断装置用受信器は、超音波を送受波する複数
の振動子で構成され、それら複数の振動子が複数
のグループに分けられた振動子群と、前記各グル
ープ毎に設けられ、前記各振動子からの受信信号
を遅延する遅延線と前記各受信信号をその遅延量
に応じて前記遅延線のタツプに分配する分配回路
とで構成された複数の群加算回路と、を有し、両
端以外の中間の各群加算回路の出力をその両隣の
群加算回路の入力に切換え器を介して接続すると
共に、両端の群加算回路の出力をその隣の群加算
回路の入力及び反対側端の群加算回路の入力に切
換え器を介して接続することによつて、すべての
群加算回路の入出力をループ状に接続し、いずれ
かの前記切換え器から加算合成された受信信号を
取り出すことを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、グループ内の各振動子か
ら出力された受信信号は、当該グループに対応し
て設けられた群加算回路において遅延加算される
ことになる。ここで、各群加算回路の入出力はル
ープ状に接続されているため、ある群加算回路か
ら出力された受信信号を他の群加算回路へ送出す
ることが可能となる。

従つて、受信信号の所要の遅延量に応じて、複
数個の群加算回路を通過させることによつて、各
受信信号に対して所望の遅延を実行することがで
き、このようにしてそれぞれ遅延が実行された各
受信信号は最終的に切換え器を介して加算合成さ
れつつ取り出されることになる。

このようにして、本発明は、切換え器を介して
群加算回路を接続することにより、従来用いてい
た主遅延線を省略することが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

第１図には、本発明の第１実施例の構成が示さ
れており、この実施例は20個の振動子１０から成
る振動子群を有し、この振動子群によりセクタ走
査をしている。そして、この振動子群を４分割し
て配設された４個の群加算回路１６（Ａ〜Ｄ）を
有している。従つて、群加算回路１６は５個（＝
ｍ／４）の振動子１０からの反射エコー信号を受
信することになる。

本発明において特徴的なことは、従来用いられ
ていた主加算回路の遅延線を完全になくすため
に、群加算回路１６の遅延線１４で角度偏向制御
のための遅延時間をも与えるようにし、遅延線１
４を２度使用するようにしたことである。

すなわち、実施例では、Ａ〜Ｄの４個の群加算
回路１６のそれぞれに切換え器２４−１，２４−
２，２４−３，２４−４を設け、この切換え器２
４により群加算回路１６の出力を隣接する他の２
個の群加算回路１６に供給できるようにし、４個
の群加算回路１６をループ状に結線する。

従つて、群加算回路２４において、例えばＡ→
Ｂ→Ｃ→Ｄの順、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａの順に、あるい
は反対方向のＤ→Ｃ→Ｂ→Ａの順等にそれぞれの
出力を入力するようにし、任意の群加算回路１６
を開始点として所定の遅延時間を与えながらルー
プ状に入出力を繰り返すことができる。

そして、入力される他の群加算回路１６の信号
は分配回路１４により遅延線１２に供給され、所
定の遅延時間が与えられる。この遅延時間は、受
信する超音波ビームの偏向角に応じて変更設定さ
れ、４個の群加算回路１６同士ではほぼ同一の時
間である。

このことを、第２図に示される、例えばフオー
カス点F₁について角度偏向走査する場合で説明
すると、次のようになる。すなわち、図ａには第
６図の従来回路での遅延制御が示され、この場合
は４個の群加算回路１６の遅延時間が順にD₁，
D₂，D₃，D₄となり、この遅延時間を第６図の主
遅延線１８にて与えることになる。これに対し、
実施例の場合は、図ｂに示されるように、遅延時
間D₅を各群加算回路１６にて与えればよいこと
になり、与えればよいことになり、比較的簡単な
制御でよいことが理解される。

このように、本発明の遅延時間は群加算回路１
６の遅延線１２を用いているので、第６図で設け
られている主遅延線１８は省略できる、従来と比
較すると1/2に減少することになる。

前記実施例では、群加算回路１６を４個にした
場合について説明したが、この群加算回路１６は
４個から８個程度に設定することにより、偏向ビ
ーム受信のための遅延制御を良好に行うことがで
きる。また、セクタ走査する振動子１０の数が増
えれば、その数に応じて群加算回路１６も増やす
ことが好ましい。

実施例は以上の構成からなり、以下に超音波の
送信から受信に至るまでの全体的な作用を、第１
図及び第２図に基づいて説明する。

まず、図示されていない送信回路により振動子
１０に励振信号が供給されており、この励振信号
により超音波が発生し、振動子群にて所定の方向
に超音波ビームが放射されることになる。この送
信時においても超音波ビームを所定の方向へ放射
するために遅延制御をしており、前記励振信号を
各振動子１０に与える時間を制御している。

次に、放射された超音波ビームの方向における
反射エコーを所定の距離（深さ）毎に順に受信す
ることになるが、これは所定の距離に焦点を合わ
せるフオーカス制御により行われる。

すなわち、第１図において、各振動子１０で受
信された受信信号は全ての群加算回路１６−１〜
１６−４に入力され、その後に、受信信号は分配
回路１４−１〜１４−４にて遅延線１２−１〜１
２−４に供給され、フオーカス点に応じた遅延時
間が与えられる。

第２図ｂのフオーカス点F₁からの反射エコー
を受信する場合には、Ａの群加算回路１６が最初
にフオーカス点F₁からの反射エコーを受信する
ことになり、次にＢ→Ｃ→Ｄの順で受信すること
になる。

そして、Ａの群加算回路１６の出力は、切換え
器２４−１を介してＢの群加算回路１６に供給さ
れ、遅延線１２−１により所定の遅延時間D₅が
与えられると同時に、Ｂの群加算回路１６に入力
する受信信号と合成される。また、Ｂの群加算回
路１６の出力はＣの群加算回路１６に切換え器２
４−２を介して供給され、遅延線１２−２により
所定の遅延時間D₅が与えられると同時に、Ｃの
群加算回路１６に入力する受信信号と合成され
る。

このようにして、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、の群加算回
路１６に入力した受信信号は、それぞれ遅延時間
D₅だけ遅延されて合成され、この合成信号は切
換え器２４−４から出力されることになり、これ
により第２図ｂの合成が行われ、フオーカス点
F₁の反射エコーを受信するための位相合わせが
完了することになる。

前記群加算回路１６の入出力順は、走査される
角度偏向で変わつてくることになり、例えば第５
図に示されるフオーカス点F₂の反射エコーを受
信する場合には、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａの順に行い、フ
オーカス点F₃の反射エコーを受信する場合には、
Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａの順に行えばよい。もちろん、群
加算回路１６での遅延時間も偏向角によつて変化
するので、偏向角に応じた遅延時間となるように
分配されることが必要である。

なお、実施例では、セクタ走査する振動子群に
ついて説明したが、リニア走査あるいはコンベツ
クス走査する振動子群にて角度偏向制御する場合
にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、各群加
算回路を切換え器を介してループ状に接続したの
で、グループ内の振動子からの各受信信号を当該
グループに対応して設けられた群加算回路で遅延
加算した後、更に他の群加算回路を利用して受信
信号に対して所望量の遅延を与えることが可能と
なる。従つて、従来用いられていた主遅延線を排
除することができ、装置を簡略化できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置用受信器
の実施例を示す回路図、第２図は角度偏向制御す
る際の遅延時間を示す説明図、第３図はセクタ走
査を示す説明図、第４図は振動子群へ反射エコー
が到達する時間の相違を示す説明図、第５図は角
度偏向制御する場合の遅延時間の相違を示す説明
図、第６図は遅延制御を行う回路において簡略化
していない回路（図ａ）と簡略化した回路（図
ｂ）とを示す図、第７図は従来において遅延制御
を行う回路構成を簡略化した受信器を示す回路
図。 １０……振動子、１２……遅延線、１４……分
配回路、１６……群加算回路、１８……主遅延
線、２０……主分配回路、２２……主加算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波を送受波する複数の振動子で構成さ
   れ、それら複数の振動子が複数のグループに分け
   られた振動子群と、 前記各グループ毎に設けられ、前記各振動子か
   らの受信信号を遅延する遅延線と前記各受信信号
   をその遅延量に応じて前記遅延線のタツプに分配
   する分配回路とで構成された複数の群加算回路
   と、 を有し、 両端以外の中間の各群加算回路の出力をその両
   隣の群加算回路の入力に切換え器を介して接続す
   ると共に、両端の群加算回路の出力をその隣の群
   加算回路の入力及び反対側端の群加算回路の入力
   に切換え器を介して接続することによつて、すべ
   ての群加算回路の入出力をループ状に接続し、 いずれかの前記切換え器から加算合成された受
   信信号を取り出すことを特徴とする超音波診断装
   置用受信器。