JPH0773579B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体に超音波を送受
信し、受信された反射波に基づき超音波断層画像を得る
超音波診断装置であって、特に電子フォーカス制御の超
音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数個の振動子を有する超音波探
触子により超音波を送受信し、断層画像を得る超音波診
断装置において、複数の振動子から送信される超音波ビ
ームは１点で集束される。

【０００３】図３で説明すると、直線状に配列された振
動子列１０は１０-1ないし１０-32の３２個の振動子を
有している。この振動子列１０から距離Ｓ0 の点Ｆ0 に
超音波ビームを集束させる場合、中心付近の振動子１０
-16 ，１０-17 から点Ｆ0 までの距離Ｓ0 と、端部の振
動子１０-1，１０-32 から点Ｆ0 までの距離Ｓ1 との経
路差が生じる。この経路差Ｓ1 −Ｓ0 により生じる超音
波の到達時間の差を予め各振動子の超音波パルスの送信
タイミングの遅延時間（ｔｄ）として設定することによ
り、点Ｆ0 において超音波パルスの位相が揃い焦点が結
ばれる。図４に示すように焦点（Ｆ0 ）までの距離の長
い端部の振動子に対し、中心付近の振動子の超音波の送
信タイミングを遅くし、またこの中間の各振動子につい
ても焦点（Ｆ0 ）までの距離に応じて送信タイミングを
遅らせることで、超音波パルスが点Ｆ0 に到達した際に
位相が揃い点Ｆ0 を焦点とすることができる。この各振
動子に与えるべき遅延時間量を示した曲線が図４に示す
遅延時間曲線１００となる。

【０００４】また、受信においても点Ｆ0 からの反射波
が各振動子に到達する時間に時間差が生じる。この時間
差を補正し、位相を揃えるように図５に示す遅延時間設
定回路１１を設けている。このときの遅延時間を示す曲
線１０１が受信時の遅延時間曲線である。

【０００５】以上のような遅延時間の設定は、例えば図
６に示す遅延時間設定回路により行われる。遅延時間設
定回路はディレーライン３０とセレクト回路３２より構
成され、ディレーライン３０は８０個の入力タップ群
（３０-1、３０-2、…、３０-80 ）を有し、セレクト回
路３２は４×８のマトリクス回路８０個により構成され
る。

【０００６】ディレーライン３０の入力タップは各々２
０ｎ秒（ナノ秒）間隔の遅延時間を出力する。図６にお
いては入力タップ３０-1は２０ｎ秒、入力タップ３０-2
は４０ｎ秒、…、入力タップ３０-80 は１６００ｎ秒の
遅延時間が設定されている。つまりこの場合の量子化幅
は２０ｎ秒であり、前述の図５に示す遅延時間曲線１０
１をこの量子化幅にて量子化し、近似している（図７の
１１１）。この遅延時間設定回路により図７に示すよう
に各振動子に遅延時間を設定し、超音波パルスを集束さ
せる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように遅延時間
設定回路は８０個の出力端子を備えたディレーライン３
０と８０個のマトリクス回路を有しているが、受信の振
動子群の中央部における各振動子の遅延時間は隣接する
振動子のそれと大きくは変わらない。したがって、受信
の振動子群の中央部付近では量子化幅を小さくする必要
がない。これとは逆に、受信の振動子群の両端部で遅延
時間曲線１０１を再現するためには、隣接する振動子の
各々に与える遅延時間の差が大きいために細かく量子化
する必要がある。

【０００８】つまり、１つの遅延曲線を再現するために
必要な量子化幅は受信の振動子群の両端部と中央部にお
いて異なっており、量子化幅を小さく設定すれば受信の
振動子群の中央部にて不必要に小さな量子化幅となって
しまい、量子化幅を大きく設定すれば受信の振動子群の
両端部で遅延曲線の再現性が悪いという問題点があっ
た。

【０００９】さらに、量子化幅を小さくした場合、ディ
レーラインの入力タップ数が増え、マトリクス回路の数
が増加するという問題もあった。

【００１０】本発明は、前述の問題を解決するためにな
されたもので、画質を低下させずに回路素子を減少させ
ることのできる超音波診断装置を得ることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明に係る超音波診断装置は、複数個の振動子
で構成された探触子により超音波パルスを送信し、被検
体より反射した前記超音波パルスを受信し、さらに前記
複数個の振動子ごとに受信信号に所定の遅延時間量を設
定する遅延時間設定手段を有し、設定された遅延時間に
よって、超音波パルスを集束させ超音波断層画像を得る
超音波診断装置であって、前記遅延時間設定手段は、前
記振動子の探触子における位置に応じ、互いに離散的な
遅延時間量が設定された複数の遅延時間設定タップを有
し、前記遅延時間量の差は前記探触子中央付近に配置さ
れる振動子において、大きくなっているものである。

【００１２】

【作用】探触子の部位に応じて異なる遅延時間曲線の傾
きが小さい部位では量子化幅を大きく設定することによ
り、対応する回路素子を減少させることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
説明する。

【００１４】図１に本実施例の超音波探触子の遅延時間
設定回路を示す。遅延時間設定回路はディレーライン２
０とセレクト回路２２を有し、ディレーライン２０は入
力タップ２０-1、２０-2、…、２０-48 の４８個を備
え、セレクト回路２２は４×８のマトリクス回路２２-1
01, …，２２-806の４８個のマトリクス回路を備えてい
る。図２に示す遅延時間の特性から遅延時間の絶対値が
大きい領域、つまり受信の振動子群の中央付近の振動子
に与える遅延時間は、隣り合う振動子で大きく変化しな
いことが読み取れる。言い換えれば、この領域において
遅延時間曲線１０１の振動子配列方向の変化割合（遅延
時間曲線の傾き）が小さい。したがって、従来技術で示
したディレーライン３０の入力タップ群において遅延時
間の長い側のタップを間引いて量子化幅を４０ｎ秒とし
ても、従来技術とほぼ同等に遅延時間曲線を量子化でき
る。実施例においては、出力タップ２０-1から２０-16
までを２０ｎ秒間隔で、出力タップ２０-17 から２０-4
8 までを４０ｎ秒間隔で遅延時間を設定している。具体
的には２０-1は２０ｎ秒、２０-2は４０ｎ秒、…、２０
-16 は３２０秒に設定され、２０-17 は３６０ｎ秒、２
０-18 は４００ｎ秒、…、２０-48 は１６００ｎ秒に設
定されている。

【００１５】このようなディレーラインの設定により遅
延時間曲線１０１は量子化によって量子化遅延時間曲線
１１２と近似される。このとき遅延時間の絶対値が小さ
い受信の振動子群の両端部の量子化遅延時間曲線１１２
ａは前述の量子化遅延時間曲線１１１と等しくなる。一
方、受信の振動子群の中央部の量子化遅延時間曲線１１
２ｂは前述の量子化遅延時間曲線１１１とは異なるが、
超音波ビームの集束に対しては受信の振動子群の両端部
の影響が大きいので断層画像の画質を著しく落とすこと
はない。例えば、振動子列の法線方向の基本超音波ビー
ムに対し、各振動子に対するディレー量を変更して微小
角を有する補助超音波ブームを送受信して、基本超音波
ビームの補間を行う微小角セクタを行う場合、補助超音
波ビームの方位分解能を確保するために、量子化幅を大
きくすることができない。しかし、本実施例において
は、ビームの方位分解能に影響の大きい探触子の端部付
近のディレー量の量子化幅を小さくしているので、画質
の劣化を抑えることができる。一方、方位分解能に大き
な影響のない探触子中央部分においては、量子化幅を大
きくしているので、回路規模の縮小が可能である。した
がって、方位分解能を確保しつつ回路規模の縮小を図る
ことができる。

【００１６】以上のように遅延時間を設定することによ
って、マトリクス回路素子の数を従来の遅延回路の８０
個に比して４８個に減少することが可能となる。

【００１７】本実施例において、受信の最小遅延時間が
常にディレーラインの最小時間タップになるように補正
している。この時、画像の表示開始位置を一定にするた
めには、送信と受信の最大遅延時間の合計が常に一定に
なるようにしなければならないため、受信での最小時間
タップを使うようにするための補正遅延時間を送信の遅
延時間に振分けている。送信の開始時間は、ある一定周
期の時間をカウントしているだけなので、送信の最大遅
延時間を多くすることは簡単にできる。

【００１８】このように遅延時間を送信時と受信時に振
り分けることにより最小遅延時間が常にディレーライン
の最小入力タップにすることができ、これにより、遅延
時間曲線の再現性が良くなるため、量子化による誤差を
大きくしないようにすることができる。

【００１９】また、本実施例においてはディレーライン
の間引きは１つ飛びに設定し、量子化幅は２０ｎ秒と４
０ｎ秒の２種類にて設定したが、量子化幅を２０ｎ秒、
４０ｎ秒、６０ｎ秒の３種類に設定することも可能であ
る。例えば、出力タップ２０-1から２０-24 までが２０
ｎ秒間隔で、出力タップ２０-25 から２０-40 までが４
０ｎ秒間隔で、出力タップ２０-41 から２０-48 までが
６０ｎ秒間隔で設定することも可能である。

【００２０】さらに、出力タップの数が４８個の場合に
ついて示したが、これに限られるものではない。

【００２１】

【発明の効果】以上のように受信のディレーラインの入
力タップを間引いて使用したので、回路素子を減じるこ
とが可能となり、また超音波ビームの集束に影響の大き
い受信の振動子群の端部の量子化幅は従来と同様に設定
したために超音波断層画像の画質を低下させることはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波診断装置の遅延時間設定回
路の構成図である。

【図２】本発明に係る量子化された遅延時間曲線を示す
図である。

【図３】複数個の超音波振動子を備えた超音波探触子の
集束方法を示す図である。

【図４】送信時に設定する遅延時間の説明図である。

【図５】受信時に設定する遅延時間の説明図である。

【図６】従来の遅延時間設定回路の構成図である。

【図７】従来の量子化された遅延時間曲線を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 振動子列 １１ ディレーライン（機能） ２０ ディレーライン（素子） ２２ セレクト回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の振動子で構成された探触子により
   超音波パルスを送信し、被検体より反射した前記超音波
   パルスを受信し、さらに前記複数個の振動子ごとに受信
   信号に所定の遅延時間量を設定する遅延時間設定手段を
   有し、設定された遅延時間によって、超音波パルスを集
   束させ超音波断層画像を得る超音波診断装置において、前記遅延時間設定手段は、前記振動子の探触子における
   位置に応じ、互いに離散的な遅延時間量が設定された複
   数の遅延時間設定タップを有し、前記遅延時間量の差は
   前記探触子中央付近に配置される振動子において、大き
   くなっていることを特徴とする超音波診断装置。