JPH0767873A - 超音波断層装置 - Google Patents

超音波断層装置

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Publication number
JPH0767873A
JPH0767873A JP5243514A JP24351493A JPH0767873A JP H0767873 A JPH0767873 A JP H0767873A JP 5243514 A JP5243514 A JP 5243514A JP 24351493 A JP24351493 A JP 24351493A JP H0767873 A JPH0767873 A JP H0767873A
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JP
Japan
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transmission
ultrasonic
signal
probe
circuit
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Application number
JP5243514A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Okada
田 一 孝 岡
Katsunori Asabusa
房 勝 徳 浅
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波断層装置において、探触子内の各振動
子素子に供給する送信信号に重み付けをすることにより
超音波ビーム特性を改善する。 【構成】 超音波送受信部内の送波部３は、それぞれ異
なる電圧の送信用電源Ｖ1〜Ｖnが接続されると共に各電
圧に対応する振幅の送信信号を生成する複数の送信回路
８1〜８nを並列接続し、かつ上記複数の送信回路８1〜
８nに対し計測条件によりどの送信回路を使用するか切
り換え制御する切換制御部９を設けて構成し、探触子２
内の各振動子素子１1〜１kに上記複数の送信回路８1〜
８nにより異なる電圧に対応する振幅の送信信号Ｓgを高
速に切り換えて供給するようにしたものである。これに
より、探触子２内の各振動子素子１1〜１kに供給する送
信信号Ｓgに重み付けをして、超音波ビーム特性を改善
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して被検
体の診断部位について断層像を得る超音波断層装置に関
し、特に探触子内の各振動子素子に供給する送信信号に
重み付けをすることにより超音波ビーム特性を改善する
ことができる超音波断層装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波断層装置は、図１１に示す
ように、複数の振動子素子１1〜１kが配列され被検体内
に超音波を送受信する探触子２と、この探触子２に対し
超音波打出しの送信信号を与える送波部３を有すると共
に上記探触子２で受信した反射エコー信号を増幅する受
波部４を有し信号処理を行う超音波送受信部５と、この
超音波送受信部５からの受信信号をディジタル化して記
憶部に書き込み読み出すディジタルスキャンコンバータ
６と、このディジタルスキャンコンバータ６でアナログ
化された画像信号を表示する画像表示装置７とを有して
成っていた。そして、上記探触子２の各振動子素子１1
〜１kに対し、上記超音波送受信部５内の送波部３は、
一つの送信回路しか有しておらず、１種類の送信用電源
電圧に対応する振幅の送信信号しか供給されない状態で
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波断層
装置においては、送波部３が１種類の送信用電源電圧と
された一つの送信回路しか有しておらず、探触子２の各
振動子素子１1〜１kに供給する送信信号の振幅を変える
ことはできないものであった。従って、各振動子素子１
1〜１kに供給する送信信号に重み付けをすることはでき
ず、超音波ビーム特性を改善することはできなかった。
【０００４】これに対し、各振動子素子１1〜１kに供給
する送信信号に重み付けを行うと超音波ビーム特性を改
善できることは周知であるが、送信回路からの送信信号
の振幅を高速で切り換えることが難しいものであった。
その理由は、超音波の送信信号は振幅が50〜200Ｖpp程
度で周波数が２〜数10ＭHz程度であり、生体の動態を表
現しうるフレームレート実現のためには、送信信号の振
幅を切り換える時間は約10μs以内でなければならない
が、このような高速切り換えを実現する切換スイッチが
存在しないからである。これに対して、前記送波部３の
送信回路の送信用電源電圧を数種類に変更して切り換え
ることも考えられるが、現実には、上記送信用電源には
電圧安定用の大容量のコンデンサが付いており、充放電
するのに時間がかかり、とても10μs以内では送信用電
源電圧を切り換えられないものであった。従って、探触
子２の各振動子素子１1〜１kに供給する送信信号に重み
付けをすることができず、超音波ビーム特性を改善する
ことはできなかった。このことから、得られる断層像の
画質の向上を図ることができないものであった。
【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、探触子内の各振動子素子に供給する送信信号に重
み付けをすることにより超音波ビーム特性を改善するこ
とができる超音波断層装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の発明による超音波断層装置は、複数の振動子
素子が配列され被検体内に超音波を送受信する探触子
と、この探触子に対し超音波打出しの送信信号を与える
送波部を有すると共に上記探触子で受信した反射エコー
信号を増幅する受波部を有し信号処理を行う超音波送受
信部と、この超音波送受信部からの受信信号をディジタ
ル化して記憶部に書き込み読み出すディジタルスキャン
コンバータと、このディジタルスキャンコンバータでア
ナログ化された画像信号を表示する画像表示装置とを有
する超音波断層装置において、上記超音波送受信部内の
送波部は、それぞれ異なる電圧の送信用電源が接続され
ると共に各電圧に対応する振幅の送信信号を生成する複
数の送信回路を並列接続し、かつ上記複数の送信回路に
対し計測条件によりどの送信回路を使用するか切り換え
制御する切換制御部を設けて構成し、上記探触子内の各
振動子素子に上記複数の送信回路により異なる電圧に対
応する振幅の送信信号を高速に切り換えて供給するよう
にしたものである。
【０００７】そして、上記複数の送信回路の内部には、
送信信号を高速に切り換える手段として逆回復時間の長
いダイオードをそれぞれ用いるとよい。
【０００８】また、第二の発明による超音波断層装置
は、複数の振動子素子が配列され被検体内に超音波を送
受信する探触子と、この探触子に対し超音波打出しの送
信信号を与える送波部を有すると共に上記探触子で受信
した反射エコー信号を増幅する受波部を有し信号処理を
行う超音波送受信部と、この超音波送受信部からの受信
信号をディジタル化して記憶部に書き込み読み出すディ
ジタルスキャンコンバータと、このディジタルスキャン
コンバータでアナログ化された画像信号を表示する画像
表示装置とを有する超音波断層装置において、上記超音
波送受信部内の送波部は、それぞれ異なる電圧の複数の
送信用電源が接続されると共に各電圧に対応する振幅の
送信信号を生成する一つの送信回路を有し、かつこの送
信回路に対し計測条件によりどの送信用電源電圧を使用
するか選択する切換制御部を設けて構成し、上記探触子
内の各振動子素子に上記の送信回路により異なる電圧に
対応する振幅の送信信号を高速に切り換えて供給するよ
うにしたものである。
【０００９】そして、上記一つの送信回路の内部には、
複数の送信用電源電圧の中から一つの電圧を選択する手
段として、イネーブル端子に切換制御部から入力される
制御信号によりオン、オフするバッファ回路を用いると
よい。
【００１０】また、上記一つの送信回路の内部には、複
数の送信用電源電圧の中から一つの電圧を選択する手段
として、切換制御部から入力される制御信号によりオ
ン、オフする切換スイッチを用いてもよい。
【００１１】さらに、上記一つの送信回路の内部には、
複数の送信用電源電圧の中から選択された電圧に対応す
る振幅の送信信号を生成する手段として、上記複数の送
信用電源電圧に対しそれと同数のＰ型ＦＥＴと、これら
複数のＰ型ＦＥＴに共通して一つのＮ型ＦＥＴとを組み
合わせて用いるとよい。
【００１２】
【作用】上記のように構成された第一の発明による超音
波断層装置は、それぞれ異なる電圧の送信用電源が接続
された複数の送信回路を並列接続すると共にこれらの送
信回路を切り換える切換制御部を設けて構成された超音
波送受信部内の送波部において、上記複数の送信回路に
より各電圧に対応する振幅の送信信号を生成し、切換制
御部で上記複数の送信回路に対し計測条件によりどの送
信回路を使用するか切り換え制御し、探触子内の各振動
子素子に上記複数の送信回路により異なる電圧に対応す
る振幅の送信信号を高速に切り換えて供給するように動
作する。これにより、上記各振動子素子に供給する送信
信号に重み付けをすることができる。
【００１３】また、上記のように構成された第二の発明
による超音波断層装置は、それぞれ異なる電圧の複数の
送信用電源が接続された一つの送信回路を有すると共に
どの送信用電源電圧を使用するか選択する切換制御部を
設けて構成された超音波送受信部内の送波部において、
上記一つの送信回路により各電圧に対応する振幅の送信
信号を生成し、切換制御部で上記一つの送信回路に対し
計測条件によりどの送信用電源電圧を使用するか選択
し、探触子内の各振動子素子に上記の送信回路により異
なる電圧に対応する振幅の送信信号を高速に切り換えて
供給するように動作する。これにより、上記各振動子素
子に供給する送信信号に重み付けをすることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は第一の発明による超音波断層装
置における超音波送受信部内の送波部の構成を示すブロ
ック図である。まず、超音波断層装置の全体構成は、図
１１に示す従来例と同様に、探触子２と、超音波送受信
部５と、ディジタルスキャンコンバータ６と、画像表示
装置７とから成る。
【００１５】上記探触子２は、被検体内の診断部位に向
けて超音波を送受信するもので、例えば短冊状に形成さ
れた多数の振動子素子１1〜１kが列状に並べられてい
る。超音波送受信部５は、上記探触子２を駆動して超音
波を打ち出したり受信した信号を増幅して信号処理する
もので、探触子２に対し超音波打出しの送信信号を与え
る送波部３を有すると共に、その探触子２で受信した反
射エコー信号を増幅する受波部４を有している。また、
ディジタルスキャンコンバータ６は、上記超音波送受信
部５から出力された受信信号をディジタル化して記憶部
に書き込むと共に読み出しアナログ信号に変換して出力
するもので、図示省略したがその内部には、Ａ／Ｄ変換
器と画像メモリとＤ／Ａ変換器とを有している。さら
に、画像表示装置７は、上記ディジタルスキャンコンバ
ータ６でアナログ化された画像信号を入力して断層像と
して表示するもので、例えばテレビモニタから成る。
【００１６】ここで、第一の発明においては、上記超音
波送受信部５内の送波部３は、図１に示すように、それ
ぞれ異なる電圧の送信用電源Ｖ1〜Ｖnが接続されると共
に各電圧に対応する振幅の送信信号を生成する複数の送
信回路８1〜８nを並列接続し、かつ上記複数の送信回路
８1〜８nに対し計測条件によりどの送信回路８1〜８nを
使用するか切り換え制御する切換制御部９を設けて構成
されている。すなわち、探触子２内の各振動子素子１1
〜１kには、例えばｎ個の送信回路８1〜８nが並列に接
続されており、切換制御部９の切り換え制御により計測
条件に合った送信回路８1〜８nを選択して接続するよう
になっている。なお、計測条件とは、例えば探触子２の
種類、送信する超音波周波数、波数及び超音波パワーな
どである。また、符号１０は上記各送信回路８1〜８nに
対して送信信号を発生させるためのトリガを与える送信
パルス発生回路を示している。
【００１７】そして、上記各送信回路８1〜８nの内部構
成は、図２に示す回路図のようになっている。図２で
は、代表的に第一の送信回路８1及び第二の送信回路８2
について示しているが、第一の送信回路８1は、第一の
送信用電源Ｖ1に対して、Ｐ型の電界効果トランジスタ
ＦＥＴ11と、このＦＥＴ11にバイアス電圧を与えるプル
アップ抵抗Ｒ11及びコンデンサＣ11と、上記送信用電源
Ｖ1のパスコンであるコンデンサＣ21と、逆回復時間が
長く（例えば数μs程度）出力される送信信号を高速に
切り換える手段としての第一のダイオードＤ11とから成
る回路部分と；Ｎ型の電界効果トランジスタＦＥＴ
21と、このＦＥＴ21の寄生ダイオードをキャンセルする
ための第二のダイオードＤ21とから成る回路部分とから
構成されている。そして、上記ＦＥＴ11及びＦＥＴ21の
入力側にはスイッチ１１1が設けられており、このスイ
ッチ１１1は図１に示す切換制御部９から出力される制
御信号ＣＮＴ1によってオン、オフされ、図１に示す送
信パルス発生回路１０からの信号Ｓ1の入力を制御する
ようになっている。また、第二の送信回路８2は、第一
の送信用電源Ｖ1と異なる電圧の第二の送信用電源Ｖ2に
対して、上記と同様の構成とされており、図１示す切換
制御部９から出力される制御信号ＣＮＴ2によって送信
パルス発生回路１０からの信号Ｓ2の入力が制御される
ようになっている。
【００１８】次に、このように構成された送信回路８1
〜８nの動作について、図２に示す第一の送信回路８1に
基づいて説明する。まず、送信回路８1の一方の入力端
子に図１に示す切換制御部９から計測条件に従って第一
の送信回路８1を使用するという制御信号ＣＮＴ1が入力
してスイッチ１１1をオンとし、他の入力端子に送信パ
ルス発生回路１０からの信号Ｓ1が入力すると、ＦＥＴ
11及びＦＥＴ21が交互にオン、オフを行い、第一のダイ
オードＤ11を介して探触子２内の各振動子素子１1〜１k
に異なる送信用電源電圧Ｖ1に対応する振幅の送信信号
Ｓgが出力される。このとき、上記送信信号Ｓgはプラス
の信号なので、第二の送信回路８2内の第一のダイオー
ドＤ12は逆バイアスの状態でオフとなり、上記第一の送
信回路８1から出力された送信信号Ｓgは、第二の送信回
路８2の影響は受けない。なお、第一の送信回路８1から
送信信号Ｓgを発生させないときは、前記送信パルス発
生回路１０からの信号Ｓ1はハイレベル“Ｈ”となっ
て、ＦＥＴ11はオフとなり、ＦＥＴ21がオンとなる。そ
して、第二の送信回路８2については、図１に示す切換
制御部９から計測条件に従ってその第二の送信回路８2
を使用するという制御信号ＣＮＴ2が入力してスイッチ
１１2をオンとすると共に、送信パルス発生回路１０か
ら信号Ｓ2が入力する。以後の動作は上述と同様にして
行われ、第一のダイオードＤ12を介して探触子２内の各
振動子素子１1〜１kに異なる送信用電源電圧Ｖ2に対応
する振幅の送信信号Ｓgが出力される。
【００１９】上記の場合、第一の送信回路８1と第二の
送信回路８2とは、同時に送信信号Ｓgを発生させて使用
することはないが、仮に誤動作で同時に動作してしまっ
た場合でも、各送信回路８1，８2内のそれぞれ第一のダ
イオードＤ11，Ｄ12のどちらかがオフするので、回路が
破壊されることはない。以上のように、第一の送信回路
８1にある電圧の送信用電源Ｖ1を接続し、第二の送信回
路８2には異なる電圧の送信用電源Ｖ2を接続し、第ｎの
送信回路８nにはさらに異なる電圧の送信用電源Ｖnを接
続しておくことにより、各電圧に対応する異なる振幅の
送信信号Ｓgを発生させることができ、これらの送信信
号Ｓgを各送信回路８1〜８n内のそれぞれ第一のダイオ
ードＤ11，Ｄ12，…により高速に切り換えて探触子２内
の各振動子素子１1〜１kに供給することができる。
【００２０】次に、上記のように異なる電圧に対応する
振幅の送信信号Ｓgによる重み付けの効果について、図
３及び図４に示す重みなしの指向性関数と重み付けの指
向性関数とによる超音波ビーム特性の比較例を用いて説
明する。まず、図３（ａ）に示すように探触子２の振動
子素子列の口径をＤとし、全振動子素子のゲインを
“１”とした矩形の重みなし開口関数１２ａのときの指
向性関数は、図３（ｂ）に示すように重みなし指向性関
数１３ａのようになる。このときは、図３（ｂ）から明
らかなように、信号の中心から外れた部分のサイドロー
ブがかなり大きく現れている。次に、図４（ａ）に示す
ように探触子２の振動子素子列の口径を同じくＤとし、
各振動子素子のゲインをオフセット“Ｈ”のcos関数と
した余弦カーブの重み付け開口関数１２ｂのときの指向
性関数は、図４（ｂ）に示すように重み付け指向性関数
１３ｂのようになる。このときは、図４（ｂ）から明ら
かなように、信号の中心から外れた部分のサイドローブ
が小さくなる。そして、図３(ｂ）及び図４（ｂ）に示
される二つの指向性関数を比較すると、図４（ｂ）に示
す重み付け指向性関数１３ｂとした場合の方が信号のサ
イドローブが小さくなることがわかる。従って、探触子
２内の各振動子素子１1〜１kに異なる電圧に対応する振
幅の送信信号を高速に切り換えて供給し、その送信信号
に重み付けをすることにより、超音波ビームのサイドロ
ーブの影響を軽減することができる。すなわち、超音波
ビームの特性を改善することができる。
【００２１】次に、前述のように異なる電圧に対応する
振幅の送信信号Ｓgについて、時間方向に重み付けを行
う場合の効果について、図５及び図６に示す時間に対し
振幅を変化させないときと、時間に対し振幅を変化させ
たときとを比較して説明する。一般に、送信する超音波
のエンベロープが急峻であると、距離方向の分解能が向
上する。また、送信波数が多くなると超音波の周波数帯
域が狭帯域化し、方位方向の分解能が向上すると同時
に、送信される超音波のエンベロープが緩やかになって
しまう。このような状態で、図５（ａ）に示すように送
信信号の振幅電圧Ｖ1を時間ｔに対し変化させない場合
は、探触子２の振動子素子１1〜１kからは図５（ｂ）に
示すような超音波ビームが発生し、この超音波のエンベ
ロープは緩やかに変化する。これに対し、図６（ａ）に
示すように送信信号の振幅電圧を時間ｔに対しＶ2，
Ｖ3，Ｖ2のように変化させた場合は、探触子２の振動子
素子１1〜１kからは図６（ｂ）に示すような超音波ビー
ムが発生し、この超音波のエンベロープは急峻に変化す
る。従って、図５及び図６に示す特性を比較すると、図
６に示すように送信信号の振幅電圧を時間ｔに対し変化
させた場合の方が、送信波数を増やしても超音波のエン
ベロープは緩やかにならないので、方位方向及び距離方
向ともに高分解能の画質が得られる。
【００２２】図７は図１に示す第一の発明における送信
回路８1〜８nの他の実施例を示す内部回路図である。図
７では、代表的に第一の送信回路８1及び第二の送信回
路８2について示しているが、この実施例の第一の送信
回路８1は、異なる送信用電源電圧に対応する振幅の送
信信号Ｓgを高速に切り換えるのを図２に示す第一のダ
イオードＤ11で行うのではなく、Ｎ型の電界効果トラン
ジスタＦＥＴ21に図１に示す切換制御部９からの制御信
号ＣＮＴ1を供給して該ＦＥＴ21を直接オン、オフさせ
ることにより行うようにしたものである。ここで、抵抗
Ｒ21及びコンデンサＣ31は、上記ＦＥＴ21にバイアスを
与えている。また、第二のダイオードＤ21及び第三のダ
イオードＤ31は、ＦＥＴ21及びＦＥＴ11の寄生ダイオー
ドをキャンセルするためのものである。また、第二の送
信回路８2は、第一の送信用電源Ｖ1と異なる電圧の第二
の送信用電源Ｖ2に対して、上記と同様の構成とされて
おり、図１に示す切換制御部９から出力される制御信号
ＣＮＴ2によってＮ型の電界効果トランジスタＦＥＴ22
を直接オン、オフさせることにより、異なる送信用電源
電圧に対応する振幅の送信信号Ｓgを高速に切り換える
ようになっている。そして、このように構成された各送
信回路８1〜８nの動作は、図２に示す実施例について説
明したのと同様である。
【００２３】図８は第二の発明による超音波断層装置に
おける超音波送受信部５内の送波部３′の構成を示すブ
ロック図である。この第二の発明における送波部３′
は、図８に示すように、それぞれ異なる電圧の複数の送
信用電源Ｖ1〜Ｖnが接続されると共に各電圧に対応する
振幅の送信信号を生成する一つの送信回路８を有し、か
つこの送信回路８に対し計測条件によりどの送信用電源
電圧Ｖ1〜Ｖnを使用するか選択する切換制御部９を設け
て構成されている。すなわち、探触子２には例えばｎ種
類の送信信号を出力する一つの送信回路８が接続されて
おり、この送信回路８は、切換制御部９から計測条件に
従って出力される制御信号ＣＮＴ1〜ＣＮＴnに対応する
送信用電源電圧Ｖ1〜Ｖnのいずれかを選択し、この電圧
に対応する振幅の送信信号を、送信パルス発生回路１０
の出力信号をトリガとして出力するようになっている。
【００２４】そして、上記の送信回路８の内部構成は、
図９に示す回路図のようになっている。この送信回路８
は、複数の送信用電源電圧Ｖ1〜Ｖnの中から選択された
電圧に対応する振幅の送信信号を生成する手段として、
上記複数の送信用電源電圧Ｖ1〜Ｖnに対しそれと同数の
Ｐ型の電界効果トランジスタＦＥＴ11，ＦＥＴ12，…，
ＦＥＴ1nと、プルアップ抵抗Ｒ11〜Ｒ1nと、コンデンサ
Ｃ11〜Ｃ1nと、電源用パスコンＣ21〜Ｃ2nと、上記ＦＥ
Ｔ11〜ＦＥＴ1nの寄生ダイオードをキャンセルするため
のダイオードＤ11〜Ｄ1nと、上記複数のＦＥＴ11〜ＦＥ
Ｔ1nに共通して一つのＮ型の電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ2とを組み合わせて用いると共に、複数の送信用電源
電圧Ｖ1〜Ｖnの中から一つの電圧を選択する手段とし
て、イネーブル端子に切換制御部９から入力される制御
信号ＣＮＴ1〜ＣＮＴnによりオン、オフするバッファ回
路１４ａ1〜１４ａnを用い、さらにこれらのバッファ回
路１４ａ1〜１４ａnに共通して設けられ常時オン状態の
他のバッファ回路１４ｂを用いて構成されている。すな
わち、バッファ回路１４ｂと、コンデンサＣ3と、プル
アップ抵抗Ｒ2と、ＦＥＴ2と、このＦＥＴ2の寄生ダイ
オードをキャンセルするダイオードＤ2とで構成された
回路部分が、例えばｎ種類の送信用電源電圧Ｖ1〜Ｖnに
対応してｎ個のＦＥＴ11〜ＦＥＴ1nを核とするｎ個の回
路部分に共通して一回路だけ設けられている。従って、
図２の実施例に比べて送信回路８全体の回路規模を小形
化することができる。
【００２５】次に、このように構成された送信回路８の
動作について説明する。まず、図８において、計測条件
によって出力のデータが変わる切換制御部９からのｎ種
類の制御信号ＣＮＴ1〜ＣＮＴnが、図９に示すようにそ
れぞれバッファ回路１４ａ1〜１４ａnのイネーブル端子
に入力される。このとき、他のバッファ回路１４ｂは、
常時オンの状態にある。次に、図８に示す送信パルス発
生回路１０からの出力信号Ｓが、図９に示すようにバッ
ファ回路１４ａ1〜１４ａn及び１４ｂの入力端子にそれ
ぞれ入力される。上記の制御信号ＣＮＴ1〜ＣＮＴnは各
電圧に対応する振幅の送信信号を生成させるためのもの
で、バッファ回路１４ａ1〜１４ａnのうち一つのみをオ
ンとし、他は総てオフとするように制御する。
【００２６】これにより、オンとされたいずれかのバッ
ファ回路１４ａ1〜１４ａn及び常時オン状態のバッファ
回路１４ｂから信号Ｓが出力され、オン状態にあるいず
れかのバッファ回路１４ａ1〜１４ａnの出力側にあるコ
ンデンサＣ11〜Ｃ1n及び常時オンのバッファ回路１４ｂ
の出力側にあるコンデンサＣ3を通って、いずれかのＦ
ＥＴ11〜ＦＥＴ1nとＦＥＴ2とに入力し、このＦＥＴ11
〜ＦＥＴ1nのうちの一つとＦＥＴ2とが交互にオン、オ
フを行い、出力端子に送信用電源電圧Ｖ1〜Ｖnのうちの
一つの電圧に対応する振幅の送信信号Ｓgを出力する。
この出力された送信信号Ｓgは、図８に示す探触子２の
各振動子素子１1〜１kに入力し、該振動子素子１1〜１k
を駆動して超音波を送信する。また、送信信号Ｓgを発
生させないときは、送信パルス発生回路１０からの信号
Ｓは“Ｈ”なので、いずれかのＦＥＴ11〜ＦＥＴ1nはオ
フとなり、ＦＥＴ2はオンとなって、探触子２への出力
端子は接地レベルになる。ここで、上記バッファ回路１
４ａ1〜１４ａnのイネーブルによって送信信号Ｓgの振
幅を選択することができるので、高圧信号又は高圧電源
を直接切り換えなくてすみ、高速に送信信号Ｓgの振幅
電圧を切り換えることができる。
【００２７】図１０は図８に示す第二の発明における一
つの送信回路８の他の実施例を示す内部回路図である。
この実施例は、図９におけるバッファ回路１４ａ1〜１
４ａn及び１４ｂを、それぞれ切換スイッチ１５ａ1〜１
５ａn及び１５ｂで置き換えたものである。このような
構成の送信回路８の動作は、図８に示す切換制御部９か
らのｎ種類の制御信号ＣＮＴ1〜ＣＮＴnが上記それぞれ
の切換スイッチ１５ａ1〜１５ａnのコントロール端子に
入力され、他の切換スイッチ１５ｂは常時オンの状態に
ある他は、図９に示す実施例について説明したのと同様
である。この実施例においては、バッファ回路１４ａ1
〜１４ａn，１４ｂを切換スイッチ１５ａ1〜１５ａn，
１５ｂに置き換えたことにより、送信回路８の全体の回
路規模を小形化することができる。
【００２８】なお、以上の第一の発明及び第二の発明に
おいて、それぞれの送信回路は、パルス波の送信信号と
連続波の送信信号とを切り換えてもかまわない。
【００２９】
【発明の効果】第一の発明による超音波断層装置は上述
のように構成されたので、それぞれ異なる電圧の送信用
電源が接続された複数の送信回路を並列接続すると共に
これらの送信回路を切り換える切換制御部を設けて構成
された超音波送受信部内の送波部において、上記複数の
送信回路により各電圧に対応する振幅の送信信号を生成
し、切換制御部で上記複数の送信回路に対し計測条件に
よりどの送信回路を使用するか切り換え制御し、探触子
内の各振動子素子に上記複数の送信回路により異なる電
圧に対応する振幅の送信信号を高速に切り換えて供給す
ることができる。これにより、上記各振動子素子に供給
する送信信号に重み付けをすることができる。そして、
この送信信号の重み付けにより、超音波ビーム特性を改
善することができ、得られる超音波断層像の画質の向上
を図ることができる。
【００３０】また、第二の発明による超音波断層装置は
上述のように構成されたので、それぞれ異なる電圧の複
数の送信用電源が接続された一つの送信回路を有すると
共にどの送信用電源電圧を使用するか選択する切換制御
部を設けて構成された超音波送受信部内の送波部におい
て、上記一つの送信回路により各電圧に対応する振幅の
送信信号を生成し、切換制御部で上記一つの送信回路に
対し計測条件によりどの送信用電源電圧を使用するか選
択し、探触子内の各振動子素子に上記の送信回路により
異なる電圧に対応する振幅の送信信号を高速に切り換え
て供給することができる。これにより、上記各振動子素
子に供給する送信信号に重み付けをすることができる。
そして、この送信信号の重み付けにより、超音波ビーム
特性を改善することができ、得られる超音波断層像の画
質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の発明による超音波断層装置における超音
波送受信部内の送波部の構成を示すブロック図である。
【図２】上記送波部内の各送信回路の内部構成を示す回
路図である。
【図３】上記送信回路による送信信号の重み付けの効果
を説明するための図であり、重みなしの指向性関数を示
すグラフである。
【図４】同じく上記送信回路による送信信号の重み付け
の効果を説明するための図であり、重み付けの指向性関
数を示すグラフである。
【図５】前記送信回路による送信信号について時間方向
に重み付けを行う場合の効果を説明するための図であ
り、時間に対し振幅を変化させないときの特性を示すグ
ラフである。
【図６】同じく前記送信回路による送信信号について時
間方向に重み付けを行う場合の効果を説明するための図
であり、時間に対し振幅を変化させたときの特性を示す
グラフである。
【図７】図１に示す第一の発明における各送信回路の他
の実施例を示す内部回路図である。
【図８】第二の発明による超音波断層装置における超音
波送受信部内の送波部の構成を示すブロック図である。
【図９】上記送波部内の送信回路の内部構成を示す回路
図である。
【図１０】図８に示す第二の発明における送信回路の他
の実施例を示す内部回路図である。
【図１１】本発明及び従来例による超音波断層装置の全
体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１1〜１k…振動子素子 ２…探触子 ３，３′…送波部 ４…受波部 ５…超音波送受信部 ６…ディジタルスキャンコンバータ ７…画像表示装置 ８，８1〜８n…送信回路 ９…切換制御部 １０…送信パルス発生回路 １４ａ1〜１４ａn，１４ｂ…バッファ回路 １５ａ1〜１５ａn，１５ｂ…切換スイッチ Ｖ1〜Ｖn…送信用電源 ＦＥＴ11〜ＦＥＴ1n…Ｐ型の電界効果トランジスタ ＦＥＴ21，ＦＥＴ22，ＦＥＴ2…Ｎ型の電界効果トラン
ジスタ Ｄ11…逆回復時間の長いダイオード Ｓg…送信信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の振動子素子が配列され被検体内に
    超音波を送受信する探触子と、この探触子に対し超音波
    打出しの送信信号を与える送波部を有すると共に上記探
    触子で受信した反射エコー信号を増幅する受波部を有し
    信号処理を行う超音波送受信部と、この超音波送受信部
    からの受信信号をディジタル化して記憶部に書き込み読
    み出すディジタルスキャンコンバータと、このディジタ
    ルスキャンコンバータでアナログ化された画像信号を表
    示する画像表示装置とを有する超音波断層装置におい
    て、上記超音波送受信部内の送波部は、それぞれ異なる
    電圧の送信用電源が接続されると共に各電圧に対応する
    振幅の送信信号を生成する複数の送信回路を並列接続
    し、かつ上記複数の送信回路に対し計測条件によりどの
    送信回路を使用するか切り換え制御する切換制御部を設
    けて構成し、上記探触子内の各振動子素子に上記複数の
    送信回路により異なる電圧に対応する振幅の送信信号を
    高速に切り換えて供給するようにしたことを特徴とする
    超音波断層装置。
  2. 【請求項２】 上記複数の送信回路の内部には、送信信
    号を高速に切り換える手段として逆回復時間の長いダイ
    オードをそれぞれ用いたことを特徴とする請求項１記載
    の超音波断層装置。
  3. 【請求項３】 複数の振動子素子が配列され被検体内に
    超音波を送受信する探触子と、この探触子に対し超音波
    打出しの送信信号を与える送波部を有すると共に上記探
    触子で受信した反射エコー信号を増幅する受波部を有し
    信号処理を行う超音波送受信部と、この超音波送受信部
    からの受信信号をディジタル化して記憶部に書き込み読
    み出すディジタルスキャンコンバータと、このディジタ
    ルスキャンコンバータでアナログ化された画像信号を表
    示する画像表示装置とを有する超音波断層装置におい
    て、上記超音波送受信部内の送波部は、それぞれ異なる
    電圧の複数の送信用電源が接続されると共に各電圧に対
    応する振幅の送信信号を生成する一つの送信回路を有
    し、かつこの送信回路に対し計測条件によりどの送信用
    電源電圧を使用するか選択する切換制御部を設けて構成
    し、上記探触子内の各振動子素子に上記の送信回路によ
    り異なる電圧に対応する振幅の送信信号を高速に切り換
    えて供給するようにしたことを特徴とする超音波断層装
    置。
  4. 【請求項４】 上記一つの送信回路の内部には、複数の
    送信用電源電圧の中から一つの電圧を選択する手段とし
    て、イネーブル端子に切換制御部から入力される制御信
    号によりオン、オフするバッファ回路を用いたことを特
    徴とする請求項３記載の超音波断層装置。
  5. 【請求項５】 上記一つの送信回路の内部には、複数の
    送信用電源電圧の中から一つの電圧を選択する手段とし
    て、切換制御部から入力される制御信号によりオン、オ
    フする切換スイッチを用いたことを特徴とする請求項３
    記載の超音波断層装置。
  6. 【請求項６】 上記一つの送信回路の内部には、複数の
    送信用電源電圧の中から選択された電圧に対応する振幅
    の送信信号を生成する手段として、上記複数の送信用電
    源電圧に対しそれと同数のＰ型ＦＥＴと、これら複数の
    Ｐ型ＦＥＴに共通して一つのＮ型ＦＥＴとを組み合わせ
    て用いたことを特徴とする請求項４又は５記載の超音波
    断層装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004533885A (ja) * 2001-06-26 2004-11-11 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 超音波トランスデューサに対する可変多次元アポダイゼーション制御
JP2007296131A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 超音波プローブおよび超音波診断装置
JP2008167876A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
CN114305494A (zh) * 2021-12-24 2022-04-12 深圳迈瑞动物医疗科技有限公司 一种超声设备和探头的发射参数确定方法

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