JPH08140971A

JPH08140971A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH08140971A
Application number: JP6307109A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugiyama; 山隆司杉; Hiroshi Kanda; 田浩神
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-04

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波診断装置において、探触子の振動子素
子へ供給する駆動信号の波形を任意の形状に設定し、該
探触子から打ち出される超音波パルスの波形の歪みを低
減する。【構成】探触子１を駆動して被検体内へ超音波パルス
を複数チャンネルで送波すると共にビームをフォーカス
する送波制御回路２１の内部に、探触子１の振動子素子
へ実験入力した駆動信号により発生した超音波パルスに
対する応答信号の波形又は周波数特性を記憶したＲＯＭ
２３と、このＲＯＭ２３に記憶された応答信号を読み出
して上記探触子１の振動子素子へ供給すべき駆動信号の
波形を演算により求める演算回路３０とを有して成る任
意波形発生回路２２を設け、この任意波形発生回路２２
により上記探触子１の振動子素子へ供給する駆動信号の
波形を任意の形状に設定するようにしたものである。こ
れにより、該探触子１から打ち出される超音波パルスの
波形の歪みを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体内へ超音波パル
スを送受波し該被検体の診断部位について超音波断層像
又はパルスドプラ像、カラーフローマッピング像を得る
超音波診断装置に関し、特に、探触子の振動子素子へ供
給する駆動信号の波形を任意の形状に設定し、該探触子
から打ち出される超音波パルスの波形の歪みを低減する
ことができる超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、図１
４に示すように、複数の振動子素子が配列され被検体内
へ超音波パルスを送受波する探触子１と、この探触子１
を駆動して被検体内へ超音波パルスを複数チャンネルで
送波すると共にビームをフォーカスする送波手段（２，
３）と、上記被検体内の診断部位からの反射波を受波す
ると共に増幅する受波手段（４，５）と、この受波手段
で増幅された受波信号を入力してビーム集束するフォー
カス回路（６，７）と、このフォーカス回路からの受波
信号について信号処理を行う画像処理部（８，９，１
０）と、この画像処理部からの出力信号を超音波画像の
一画像単位ずつ記憶する画像記憶手段（１１，１２）
と、この画像記憶手段からの画像データを入力して超音
波画像として表示する画像表示手段（１３，１４）と、
上記各構成要素の動作を制御する制御部（１５）とを有
して成っていた。

【０００３】図１４において、送波手段は、送波ドライ
バ２と送波制御回路３とから成る。また、受波手段は、
リミッタ４とプリアンプ５とから成る。フォーカス回路
は、Ａ／Ｄ変換器６と遅延回路７とから成る。さらに、
画像処理部は、Ｂ像又はＭ像などの超音波断層像を再構
成する後処理回路８とパルスドプラ像を構成するＰＷ回
路９とカラーフローマッピング像を構成するＣＦＭ回路
１０とから成る。画像記憶手段は、バッファメモリ１１
と画像メモリ１２とから成る。さらにまた、画像表示手
段は、画像表示回路１３と表示器１４とから成る。そし
て、制御部は、ＣＰＵなどのコントローラ１５から成
る。なお、符号１６は、上記後処理回路８とＰＷ回路９
とＣＦＭ回路１０とを切り換える切換回路を示してい
る。

【０００４】上記送波ドライバ２と送波制御回路３の内
部構成は、図１５に示すようになっている。すなわち、
送波制御回路３は、パルス発生器１７と、上記探触子１
の振動子素子のチャンネル＃１〜＃ｎ分の送波遅延回路
１８₁〜１８ｎとから成り、上記コントローラ１５から
出力される探触子１の識別信号により該探触子１の種類
に応じると共に、使用者によって設定された送波フォー
カスの深度に応じて各振動子素子の打ち出しタイミング
を制御するようになっている。また、送波ドライバ２
は、上記探触子１の振動子素子のチャンネル＃１〜＃ｎ
分のスイッチ回路（例えば電界効果トランジスタ(ＦＥ
Ｔ)から成る）１９₁〜１９ｎで構成され、上記送波制御
回路３から出力される電気信号の電圧に応じて該スイッ
チ回路１９₁〜１９ｎをオン、オフして、各振動子素子
を駆動するのに適した電圧の駆動信号を探触子１に供給
するようになっている。なお、このような送波ドライバ
２としては、特開平4-367655号公報及び特開平5-84239
号公報に記載されたものがある。また、送波制御回路３
としては、特開平3-261466号公報に記載されたものがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置においては、送波ドライバ２が送波
制御回路３から出力される電気信号の電圧に応じてオ
ン、オフするスイッチ回路１９₁〜１９ｎで構成されて
いたので、超音波パルスの送波のために探触子１に供給
される振動子素子の駆動信号は、図１６に示すように、
その波形が矩形波とされていた。また、その駆動信号の
制御は、同図（ａ）,（ｂ）に示すようにフォーカス制
御のために遅延時間を調整する他は、パルスデューティ
比や波数を調整するだけであった。そして、図１６に示
すような矩形波の駆動信号で探触子１の振動子素子を駆
動した場合は、該探触子１から打ち出される超音波パル
スは、その探触子１の構造や振動子素子の材質に由来す
る特性で定まってしまうものであった。従って、上記探
触子１から打ち出される超音波パルスが目的とする超音
波パルスの形状とかけ離れていて波形が歪んでいても、
その歪みを調整する手段は、上記のようにパルスデュー
ティ比や波数の調整しかなく、十分に歪みを低減させる
ことはできなかった。このことから、最終的に得られる
超音波画像の分解能が劣化し、特に、深度方向の分解能
が低下するものであった。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、探触子の振動子素子へ供給する駆動信号の波形を
任意の形状に設定し、該探触子から打ち出される超音波
パルスの波形の歪みを低減することができる超音波診断
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【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診断装置は、複数の振動子
素子が配列され被検体内へ超音波パルスを送受波する探
触子と、この探触子を駆動して被検体内へ超音波パルス
を複数チャンネルで送波すると共にビームをフォーカス
する送波手段と、上記被検体内の診断部位からの反射波
を受波すると共に増幅する受波手段と、この受波手段で
増幅された受波信号を入力してビーム集束するフォーカ
ス回路と、このフォーカス回路からの受波信号について
信号処理を行う画像処理部と、この画像処理部からの出
力信号を超音波画像の一画像単位ずつ記憶する画像記憶
手段と、この画像記憶手段からの画像データを入力して
超音波画像として表示する画像表示手段と、上記各構成
要素の動作を制御する制御部とを有する超音波診断装置
において、上記送波手段の内部に、上記探触子の振動子
素子へ供給する駆動信号の波形を任意の形状に設定する
任意波形発生回路を設けたものである。

【０００８】また、上記任意波形発生回路は、前記探触
子の振動子素子へ実験入力した駆動信号により発生した
超音波パルスに対する応答信号の波形又は周波数特性を
記憶した記憶回路と、この記憶回路に記憶された応答信
号を読み出して上記探触子の振動子素子へ供給すべき駆
動信号の波形を演算により求める演算回路とを有して成
るものとしてもよい。

【０００９】さらに、上記任意波形発生回路は、前記探
触子の振動子素子へ実験入力した駆動信号により発生し
た超音波パルスに対する応答信号の波形又は周波数特性
を用い、上記探触子の振動子素子へ供給すべき駆動信号
の任意波形を予め演算して多数種類求め、この求めた多
数種類の駆動信号の任意波形を記憶しておく大容量の記
憶回路を有して成るものとしてもよい。

【００１０】さらにまた、上記任意波形発生回路におい
て探触子の振動子素子へ供給すべき駆動信号の任意波形
の演算は、デコンボリューション法を用いて求めるもの
としてもよい。

【００１１】第二の発明による超音波診断装置は、複数
の振動子素子が配列され被検体内へ超音波パルスを送受
波する探触子と、この探触子を駆動して被検体内へ超音
波パルスを複数チャンネルで送波すると共にビームをフ
ォーカスする送波手段と、上記被検体内の診断部位から
の反射波を受波すると共に増幅する受波手段と、この受
波手段で増幅された受波信号を入力してビーム集束する
フォーカス回路と、このフォーカス回路からの受波信号
について信号処理を行う画像処理部と、この画像処理部
からの出力信号を超音波画像の一画像単位ずつ記憶する
画像記憶手段と、この画像記憶手段からの画像データを
入力して超音波画像として表示する画像表示手段と、上
記各構成要素の動作を制御する制御部とを有する超音波
診断装置において、上記探触子の振動子素子へ実験入力
した駆動信号により発生した超音波パルスに対する被検
体内の診断部位からの反射波を受波する受波用探触子と
この受波信号を入力して増幅する受波回路とを備えて成
り上記超音波パルスに対する被検体の応答信号の波形又
は周波数特性を計測するインパルス応答計測手段を設
け、上記送波手段の内部には、上記インパルス応答計測
手段で計測した応答信号の波形又は周波数特性を記憶す
る記憶回路とこの応答信号を読み出して上記探触子の振
動子素子へ供給すべき駆動信号の波形を演算により求め
る演算回路とを備えて成り該探触子の振動子素子へ供給
する駆動信号の波形を任意の形状に設定する任意波形発
生回路を設けたものである。

【００１２】また、上記受波用探触子は、被検体の内部
へ挿入して使用する生体内用探触子とするとよい。

【００１３】さらに、上記送波手段の内部に設けられた
任意波形発生回路には、該任意波形発生回路で設定され
た任意波形の駆動信号を用いて超音波画像を得る範囲を
指定する入力手段を接続してもよい。

【００１４】

【作用】このように構成された超音波診断装置は、送波
手段の内部に設けられた任意波形発生回路により、探触
子の振動子素子へ供給する駆動信号の波形を任意の形状
に設定するように動作する。これにより、上記駆動信号
の波形として、探触子から打ち出される超音波パルスの
波形の歪みが低減しうるような形状のものを選択するこ
とで、該探触子から打ち出される超音波パルスの波形の
歪みを低減することができる。特に、上記任意波形発生
回路の内部に設けられた記憶回路により、上記探触子の
振動子素子へ実験入力した駆動信号により発生した超音
波パルスに対する応答信号の波形又は周波数特性を記憶
しておき、演算回路で上記記憶回路に記憶された応答信
号を読み出して上記探触子の振動子素子へ供給すべき駆
動信号の波形を演算により求めるようにしたものにおい
ては、該探触子から打ち出される超音波パルスの波形の
歪みをさらによく低減することができる。

【００１５】また、第二の発明による超音波診断装置
は、受波用探触子と受波回路とを備えて成るインパルス
応答計測手段により、探触子から送波された超音波パル
スに対する被検体の応答信号の波形又は周波数特性を計
測し、送波手段の内部に設けられた任意波形発生回路の
記憶回路で上記インパルス応答計測手段により計測した
応答信号の波形又は周波数特性を記憶しておき、演算回
路で上記記憶回路に記憶された応答信号を読み出して上
記探触子の振動子素子へ供給すべき駆動信号の波形を演
算により求めることができ、該探触子から打ち出される
超音波パルスの波形の歪みを低減するのが、外部の装置
などを用いずに正確かつ容易に実行できる。

【００１６】

【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診断装
置の実施例を示すブロック図である。この超音波診断装
置は、被検体内へ超音波パルスを送受波し該被検体の診
断部位について超音波断層像又はパルスドプラ像、カラ
ーフローマッピング像を得るもので、その全体構成は図
１４に示す従来例と同様に、探触子１と、送波手段と、
受波手段（４，５）と、フォーカス回路（６，７）と、
画像処理部（８，９，１０）と、画像記憶手段（１１，
１２）と、画像表示手段（１３，１４）と、制御部（１
５）とを有して成る。

【００１７】上記探触子１は、被検体内へ超音波パルス
を送受波するもので、超音波の発生源であると共に反射
波を受波して電気信号に変換する複数の振動子素子が一
列状に配列され、複数チャンネル（＃１〜＃ｎ）で送受
波するようになっている。送波手段は、上記探触子１を
駆動して被検体内へ超音波パルスを複数チャンネル(＃
１〜＃ｎ）で送波すると共にビームをフォーカスするも
ので、その詳細な構成は後述する。また、受波手段は、
上記被検体内の診断部位からの反射波を受波すると共に
増幅するもので、リミッタ４と、探触子１のチャンネル
分のプリアンプ５とから成る。そして、フォーカス回路
は、上記受波手段のプリアンプ５で増幅された受波信号
を入力してビーム集束するもので、信号をディジタル化
するＡ／Ｄ変換器６と、信号の位相を揃える遅延回路７
とから成る。なお、符号７′はチャンネル分の遅延回路
７からの出力信号を加算する加算器を示している。

【００１８】画像処理部は、上記フォーカス回路の加算
器７′で整相加算された受波信号について信号処理を行
うもので、上記受波信号について信号圧縮と包絡線検波
を行いＢ像又はＭ像などの超音波断層像を再構成する後
処理回路８と、フィルタと掛け算器と加算器等から成り
上記受波信号について診断部位からのドプラ偏移成分を
抽出してパルスドプラ像を構成するＰＷ回路９と、フィ
ルタと掛け算器とＭＴＩフィルタと自己相関演算器等か
ら成り上記受波信号について診断部位からのドプラ偏移
成分を抽出してカラーフローマッピング像を構成するＣ
ＦＭ回路１０とから成る。また、画像記憶手段は、上記
画像処理部の各回路８，９，１０からの出力信号を切換
回路１６で切り換えて入力し、超音波画像の一画像単位
ずつ記憶するもので、バッファメモリ１１と、画像メモ
リ１２とから成る。

【００１９】さらに、画像表示手段は、上記画像記憶手
段の画像メモリ１２からの画像データを入力して超音波
画像として表示するもので、画像表示回路１３と、テレ
ビモニタなどの表示器１４とから成る。そして、制御部
は、上記各構成要素の動作を制御するもので、例えばＣ
ＰＵなどのコントローラ１５から成る。

【００２０】ここで、本発明においては、上記送波手段
は、図１に示すように構成された送波ドライバ２０と、
送波制御回路２１とから成る。すなわち、送波制御回路
２１は、上記探触子１の振動子素子へ供給する駆動信号
の波形を任意の形状に設定する任意波形発生回路２２
と、上記探触子１の振動子素子のチャンネル＃１〜＃ｎ
分の送波遅延回路１８₁〜１８ｎとから成る。そして、
上記任意波形発生回路２２は、複数の探触子の種類に応
じて供給すべき任意波形の駆動信号を複数個記憶してお
くＲＯＭ２３と、このＲＯＭ２３から読み出した駆動信
号を保持するラッチ２４と、このラッチ２４から取り出
した駆動信号を記憶するメモリ２５と、ラッチ２６と、
このラッチ２６を介してメモリ２５からのディジタルの
駆動信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２７
と、このＤ／Ａ変換器２７からの信号を負荷となる送波
遅延回路＃１〜＃ｎをドライブするためのバッファ２８
とから成る。この場合、上記送波遅延回路１８₁〜１８
ｎは、上記バッファ２８からのアナログ信号を送波フォ
ーカスに必要な時間だけ各チャンネル＃１〜＃ｎを遅延
させるようになっており、例えば抵抗ＲとインダクタＬ
を組み合わせた遅延線とセレクタで構成されるか、抵抗
ＲとキャパシタＣとトランジスタなどを組み合わせた遅
延線とセレクタで構成してもよい。また、送波ドライバ
２０は、上記送波遅延回路１８₁〜１８ｎからの信号を
探触子１の各振動子素子の駆動に必要な電圧・電流に増
幅する線型増幅回路２９₁〜２９ｎ（例えばＡ級パワー
アンプやＢ級パワーアンプなど）をチャンネル＃１〜＃
ｎ分備えて成る。なお、この場合のコントローラ１５
は、送波制御回路２１内に設けられた任意波形発生回路
２２の制御に必要な情報やタイミング信号を送る機能を
有している。

【００２１】次に、このように構成された第一の発明に
よる超音波診断装置の動作について説明する。この場
合、装置の全体的な動作は、図１４に示す従来例と略同
様であるのでその説明を省略し、本発明の構成の特徴部
分である送波手段の動作について説明する。まず、送波
制御回路２１内の任意波形発生回路２２に設けられたＲ
ＯＭ２３には、使用する探触子１の種類に応じて、操作
者が目的とする超音波パルスの波形を得るために任意の
波形に決めた複数の駆動信号が予め記憶されている。こ
の任意波形の駆動信号としては、例えば使用する探触子
１の種類においてそのときに得たい目的の超音波パルス
の波形と同じ形状としてもよい。

【００２２】このような状態で、コントローラ１５は、
ＲＯＭ２３から今回使用される探触子１の種類に応じて
供給する駆動信号を読み出すための読出しアドレスを、
該ＲＯＭ２３へ送出する。すると、ＲＯＭ２３は、上記
読出しアドレスに従って該当する駆動信号のデータを出
力し、ラッチ２４を介してメモリ２５へ送る。このと
き、上記コントローラ１５は、メモリ２５に書込みアド
レスを供給する。そして、上記メモリ２５に駆動信号の
データが書き込まれた後、該駆動信号のデータはメモリ
２５から読み出され、ラッチ２６を介してＤ／Ａ変換器
２７に送られる。入力した駆動信号は、このＤ／Ａ変換
器２７でアナログ信号に変換された後、バッファ２８で
ドライブされて各送波遅延回路１８₁〜１８ｎへ送られ
る。この送波遅延回路１８₁〜１８ｎにおいて、上記駆
動信号に対して各チャンネル＃１〜＃ｎごとのフォーカ
スに必要な遅延時間が与えられた後、送波ドライバ２０
へ送られる。これにより、送波ドライバ２０は、上記駆
動信号を各チャンネル＃１〜＃ｎの振動子素子の駆動に
必要な電圧・電流にして探触子１に供給する。

【００２３】このようにして、探触子１の駆動信号を任
意波形に設定して供給することができ、そのとき得られ
る超音波パルスの波形も変化させることができる。この
状態を図２に示す実験例を参照して説明する。図２の左
側の列のグラフは探触子１の振動子素子に供給する駆動
信号の波形を示し、右側の列のグラフはそのとき得られ
る超音波パルスの波形（駆動信号に対する応答波形）を
示している。(図２中の左側の列は第４零点、右側の列
は第５零点で位置合わせしている。そして、左側列と右
側列の横軸(時間軸)は、別々のものである。時間軸は左
側列その列で、右側列は右側列で統一したものであり、
左側と右側の相互関係はない。）ここでは、探触子１と
して、例えば中心周波数3.5MHzでピッチ0.22mmのセクタ
探触子を使用した例を示す。また、目的とする超音波パ
ルスの波形は、sin波４周期で包絡線がcosの１周期とな
る波形とした。いま、目的とする超音波パルスの波形を
ｇ₀(t)とし、周波数をｆとし、サンプリング周期をΔt
とし、整数をｉとすると、一例としてｇ₀(t)＝{−sin(２πfΔti)}{cos(２πfΔti/４)＋１}／２ただし、ｆ＝3.5MHz ，Δt＝40ns −４π≦２πfΔti≦４π となる。

【００２４】まず、図２（ａ）に示す矩形の駆動信号
は、図１４及び図１５に示す従来例の送波制御回路３及
び送波ドライバ２で探触子１に供給する駆動信号の波形
を示しており、このとき実際に得られる超音波パルスの
波形は、図２（ｂ）に実線で示すような波形となる。図
２（ａ）に示す矩形の駆動信号の立ち上がり、立ち下が
りに対する理想的な振動子素子の応答は、フレンチ・ハ
ット形（1.5周期のsin波で、波形の中心に対し始点及び
終点が減衰している）である。なお、駆動信号の矩形波
３波数は、パルスデューティ50％で繰り返し周波数が探
触子１の中心周波数と合わせてある。このため、上記探
触子１から打ち出される超音波パルスは４波数となるは
ずである。しかし、実際には、図２（ｂ）に実線で示す
波形のように波数が増加し、かつ波形が歪んでいる。こ
のとき、目的とする超音波パルスの波形は、図２（ｂ）
に破線で示しているが、例えば時刻０〜0.4μsの時点及
び1.2μs以上の時点で、実際のパルス波形（実線）と目
的とするパルス波形ｇ₀(t)(破線）とがかけ離れてお
り、前述のような問題点が生じていた。

【００２５】これに対して、図１に示す本発明の送波制
御回路２１及び送波ドライバ２０で探触子１に供給する
駆動信号の波形は、任意の形状とすることができ、図２
（ｃ）においては、図２（ｄ）において破線で示す目的
とする超音波パルスの波形と等しい形状の駆動信号とし
た場合を示している。このとき実際に得られる超音波パ
ルスの波形は、図２（ｄ）に実線で示すような波形とな
る。この場合は、図２（ｂ）に示す例と比較して、実際
のパルス波形（実線）と目的とするパルス波形ｇ₀(t)
（破線）とが近付いてきており、例えば時刻０〜0.4μs
の時点で波形がかなり改善されていることがわかる。こ
のように、探触子１に供給する駆動信号の形状を任意に
設定する手段として任意波形発生回路２２を設けたこと
により、図２（ｄ）に示すように、得られる超音波パル
スの波形を目的とする超音波パルスの波形に近似した形
状に改善できる。

【００２６】図３は第一の発明の第二の実施例を示す送
波手段のブロック図である。この実施例は、送波制御回
路２１内の任意波形発生回路２２として、探触子１の振
動子素子へ実験入力した駆動信号により発生した超音波
パルスに対する応答信号の波形又は周波数特性を記憶し
た記憶回路としてのＲＯＭ２３と、このＲＯＭ２３に記
憶された応答信号を読み出して上記探触子１の振動子素
子へ供給すべき駆動信号の波形を演算により求めるＣＰ
Ｕ又はＤＳＰ或いはＲＡＭ，ＲＯＭなどで構成された演
算回路３０とを有して成るものとしたものである。その
他は図１の構成と全く同じである。この場合は、上記Ｒ
ＯＭ２３に予め記憶された応答信号を読み出し、これを
用いて演算回路３０で上記探触子１の振動子素子へ供給
すべき駆動信号の波形をいちいち演算により求めるの
で、得られる超音波パルスの波形を目的とする超音波パ
ルスの波形に近似させるべく更に改善することができ
る。

【００２７】次に、図３のように構成された第二の実施
例による送波手段の動作について説明する。この場合
は、準備段階としてＲＯＭ２３に記憶しておく所要のデ
ータを実験により作成し、該ＲＯＭ２３に記憶させる必
要がある。そこで、このＲＯＭ２３に記憶させるデータ
の作成方法について以下に説明する。このときは、超音
波診断装置外の実験装置として、図４に示す装置を使用
する。まず、本発明の超音波診断装置における探触子１
以外の部分から成る超音波診断装置本体３１から実験用
の駆動信号（インパルス）ｆ(t)を発生させ、探触子１
に入力する。上記実験用の駆動信号ｆ(t)の発生は、図
３に示すＲＯＭ２３をインパルス発生用のテストＲＯＭ
に差し替えればよいが、上記の超音波診断装置本体３１
の代わりにファンクションジェネレータを用いて実験用
の駆動信号を発生させてもよい。このとき、理想的な駆
動信号は時間幅が無限小のものである。しかし、このよ
うな理想的なインパルスは、実際の電気回路では実現不
可能である。そのため、超音波診断装置の通常帯域より
広い帯域を確保するように、後述のディジタルオシロス
コープ３４のサンプリング周期以下の時間幅のものなら
ば、ほぼ理想的なインパルスを加えた場合と同等の応答
が得られる。

【００２８】次に、上記のように入力された実験用の駆
動信号ｆ(t)により、探触子１の振動子素子が駆動され
超音波パルスが打ち出される。すると、この超音波パル
スは、水槽３２内の脱気水を伝播しハイドロフォン３３
で受波される。なお、上記水槽３２内の脱気水は人体を
模した音響媒体となるものであるが、人体を模した音響
媒体であるならば脱気水に限らず、他の液体又は固体で
もよく、例えばひまし油などでもよい。上記超音波パル
スを受波したハイドロフォン３３は、出力信号としてイ
ンパルスの応答信号ｇ(t)を出力し、この応答信号ｇ(t)
はディジタルオシロスコープ３４でサンプリングされ、
ディジタル信号として記憶される。

【００２９】次に、このディジタルの応答信号ｇ(t)
は、計算機３５に転送され、前記実験用の駆動信号ｆ
(t)と共にＲＯＭライタ３６に転送される。そして、こ
れらの信号ｇ(t)，ｆ(t)は、後述の目的とする超音波パ
ルスの波形ｇ₀(t)と共にＲＯＭ２３に書き込まれる。以
上のようにして作成されたｇ(t)，ｆ(t)，ｇ₀(t)のデー
タは、図５に示すように、ＲＯＭ２３内に１〜ｍ₁まで
のｍ₁個の探触子１の種類に対応して格納される。この
場合、目的とする超音波パルスの波形ｇ₀(t)は、例えば
分解能を重視するＢ像では波数を少なくし、また分解能
よりＳ／Ｎを重視するドプラ像では波数を多くする、と
いうように数種類を使い分けたいことがある。そのた
め、ｇ₀(t)については例えばｍ₂個のデータを記憶して
いる。また、実験結果の応答信号ｇ(t)は、図５に示す
ように時刻ｔ₀からサンプリング周期のΔt間隔でｔ₁，
ｔ₂，…，ｔm₃と各時刻ごとに記憶されている。そし
て、本発明では、このようにしてデータが作成され記憶
されたＲＯＭ２３を、図３に示す任意波形発生回路２２
内に有している。

【００３０】次に、このように作成されたＲＯＭ２３の
データを用いて演算を行う演算回路３０の動作について
説明する。まず、図３に示すコントローラ１５は、上記
ＲＯＭ２３から今回使用される探触子１についての前記
実験用の駆動信号ｆ(t)と、その実験結果の応答信号ｇ
(t)と、目的とする超音波パルスの波形ｇ₀(t)とを読み
出すための読出しアドレスを、該ＲＯＭ２３へ送出す
る。すると、ＲＯＭ２３は、上記読出しアドレスに従っ
てそれぞれ該当するデータを出力し、ラッチ２４を介し
て演算回路３０へ送る。このとき、演算回路３０内にメ
モリを有する場合は、上記ＲＯＭ２３からの各データを
その内蔵メモリに一旦取り込み、所定の演算手順に従っ
て順次読み出せばよい。また、上記演算回路３０内にメ
モリを有さない場合は、必要に応じ上記コントローラ１
５がＲＯＭ２３にアクセスして順次必要なデータを読み
出すようにすればよい。

【００３１】演算回路３０は、上記の各データを入力し
て次のように演算を行う。まず、一般に、線形時不変シ
ステムの伝達関数をｈ(t)とすると、入力する駆動信号
ｆ(t)と応答信号ｇ(t)との間には、次の式（１）の関係
が成り立つ。ｇ(t)＝ｈ(t)＊ｆ(t) …（１）（＊：コンボリューションを表す）ここで、応答信号ｇ(t)をフーリエ変換してスペクトル
分布Ｇ(ω)を求め、入力する駆動信号ｆ(t)をフーリエ
変換してスペクトル分布Ｆ(ω)を求め、伝達関数ｈ(t)
をフーリエ変換してスペクトル分布Ｈ(ω)を求めると、
上記の式（１）は次の式（２）に書き換えられる。Ｇ(ω)＝Ｈ(ω)・Ｆ(ω) …（２）よって、この式（２）からＨ(ω)はＨ(ω)＝Ｇ(ω)／Ｆ(ω) …（３）と書ける。

【００３２】一方、目的とする超音波パルスｇ₀(t)をフ
ーリエ変換してスペクトル分布Ｇ₀(ω)を求め、上記目
的とする超音波パルスを打ち出すために供給すべき駆動
信号のスペクトル分布をＦ₀(ω)とすると、式（２）と
同様にして次の式（４）の関係が成り立つ。Ｇ₀(ω)＝Ｈ(ω)・Ｆ₀(ω) …（４）そこで、この式（４）に上記の式（３）を代入すると、Ｇ₀(ω)＝Ｇ(ω)・Ｆ₀(ω)／Ｆ(ω) …（５）となる。よって、Ｆ₀(ω)は、Ｆ₀(ω)＝Ｇ₀(ω)・Ｆ(ω)／Ｇ(ω) …（６）となる。このＦ₀(ω)を逆フーリエ変換することによ
り、探触子１に供給すべき駆動信号ｆ₀(t)が求められ
る。この計算方法が、いわゆるデコンボリューション法
である。

【００３３】なお、上記演算回路３０におけるフーリエ
変換や逆フーリエ変換は、ハードウェアで実現してもよ
いし、ソフトウェアで実現してもよい。また、上記ＲＯ
Ｍ２３には、各種の波形データが記憶されているものと
したが、事前に図４に示す計算機３５でフーリエ変換を
行った結果を記憶させておいてもよい。この場合は、上
記演算回路３０でフーリエ変換を行う必要はないので、
演算時間の短縮が図れる。さらに、ＲＯＭ２３のメモリ
容量を節約したい場合は、ｆ(t)及びｇ₀(t)は数学的に
定義できるため、演算回路３０内にソフトウェアとして
持ち、フラグにより選択できるようにすればよい。ま
た、一般に逆フーリエ変換は、測定系のノイズの影響を
受け易く誤差が大きくなると言われているので、例えば
ウィーナーフィルタなどのフィルタを採用したり、重み
付け関数を用い平滑化した波形にして逆フーリエ変換を
行うなどのノイズの影響を少なくする演算を追加しても
よい。さらに、以上の説明では、演算回路３０の演算方
法としてフーリエ変換及び逆フーリエ変換を採用してい
るが、本発明における演算方法としてはこれらに限られ
ず、例えば、ヤコビ法、ガウス・ザイデル法、最小２乗
法などの演算方法を用いてもよい。

【００３４】上記のようにして、求めた演算結果は、図
３に示すメモリ２５へ転送される。このとき、上記コン
トローラ１５は、メモリ２５に書込みアドレスを供給す
ると共に、上記演算回路３０とメモリ２５のタイミング
が合うように制御する。そして、上記メモリ２５に求め
た駆動信号ｆ₀(t)のデータが書き込まれた後、該駆動信
号ｆ₀(t)のデータはメモリ２５から読み出され、ラッチ
２６を介してＤ／Ａ変換器２７に送られる。入力した駆
動信号ｆ₀(t)は、このＤ／Ａ変換器２７でアナログ信号
に変換された後、バッファ２８でドライブされて各送波
遅延回路１８₁〜１８ｎへ送られる。この送波遅延回路
１８₁〜１８ｎにおいて、上記駆動信号ｆ₀(t)に対して
各チャンネル＃１〜＃ｎごとのフォーカスに必要な遅延
時間が与えられた後、送波ドライバ２０へ送られる。こ
れにより、送波ドライバ２０は、上記駆動信号ｆ₀(t)を
各チャンネル＃１〜＃ｎの振動子素子の駆動に必要な電
圧・電流にして探触子１に供給する。

【００３５】このようにして、目的とする超音波パルス
の波形ｇ₀(t)を得るために探触子１に供給すべき駆動信
号ｆ₀(t)を任意波形に設定して供給することができ、上
記探触子１から出力される超音波パルスの波形が改善さ
れる。この状態を図２（ｅ）,（ｆ）に示す実験例を参
照して説明する。図２（ｅ）は、上記演算回路３０で前
述のデコンボリューション法の手順に従って演算した探
触子１に供給すべき駆動信号ｆ₀(t)を示している。この
とき実際に得られる超音波パルスの波形は、図２（ｆ）
に実線で示すような波形となる。この場合は、図２
（ｄ）に示す例と比較して、実際のパルス波形（実線）
と目的とするパルス波形ｇ₀(t)（破線）とがほとんど一
致していることがわかる。このように、この第二の実施
例によれば、図２（ｆ）に示すように、ほぼ目的とする
超音波パルスの波形が得られ、波形の歪みを低減するこ
とができる。また、この実施例では、探触子１の種類ご
とにインパルスの応答信号ｇ(t)をＲＯＭ２３内に記憶
しているので、一つの探触子１が広帯域で中心周波数を
可変にできる場合でも、実験用の駆動信号ｆ(t)及びそ
の応答信号ｇ(t)は一つの探触子１に対して一種類でよ
く、目的とする超音波パルスの波形ｇ₀(t)を周波数に応
じた種類だけ持てばよい。このとき、上記ｇ₀(t)は、種
類の異なる探触子１でも中心周波数が同じならば共有で
きる場合がある。このため、ＲＯＭ２３のメモリ容量が
節約できる利点がある。

【００３６】図６は第一の発明の第三の実施例を示す送
波手段のブロック図である。この実施例は、送波制御回
路２１内の任意波形発生回路２２として、前記探触子１
の振動子素子へ実験入力した駆動信号ｆ(t)により発生
した超音波パルスに対する応答信号ｇ(t)の波形又は周
波数特性を用い、上記探触子１の振動子素子へ供給すべ
き駆動信号ｆ₀(t)の任意波形を予め演算して多数種類求
め、この求めた多数種類の駆動信号ｆ₀(t)の任意波形を
記憶しておく大容量の記憶回路としてＲＯＭ２３′を有
して成るものとしたものである。その他は図１又は図３
の構成と基本的に同じであるが、図３に示す構成から演
算回路３０及びメモリ２５及びラッチ２６を削除すると
共に、コントローラ１５′を図３に示すコントローラ１
５から演算回路３０及びメモリ２５及びラッチ２６への
制御信号を削除した構成としたものである。

【００３７】そして、この第三の実施例におけるＲＯＭ
２３′は、図３の実施例において演算回路３０で例えば
デコンボリューション法で演算して求めた探触子１に供
給すべき駆動信号ｆ₀(t)を、例えば図４に示す計算機３
５で予め演算して多数種類求め、この求めた供給すべき
駆動信号ｆ₀(t)を総て記憶している。従って、それだけ
の大容量のメモリとされている。ここで、一つの探触子
１で送波の中心周波数を切り換えて使用する場合には、
その中心周波数ごとにｆ₀(t)を計算する。つまり、上記
ＲＯＭ２３′の内部は、図７に示すように、探触子１の
種類が１〜ｍ₁まであり１個の探触子１について１〜ｍ₂
種類の中心周波数の切り換えが可能であるとすると、ｍ
₁×ｍ₂個のｆ₀(t)が記憶される構成とされている。図７
では、それをｆ₀₁(t)，ｆ₀₂(t)，ｆ₀₃(t)，…，ｆ₀m
₂(t)と表している。そして、一つのｆ₀(t)に対しては、
図５に示す実施例と同様に、時刻ｔ₀からｔ₁，ｔ₂，
…，ｔm₃と各時刻ごとのデータｆ₀₁(t₀)，ｆ₀₁(t₁)，
…，ｆ₀₁(tm₃)が記憶されている。

【００３８】次に、図６のように構成された第三の実施
例による送波手段の動作について説明する。まず、コン
トローラ１５′は、ＲＯＭ２３′に対して使用される探
触子１の種類とその中心周波数に従って必要なデータを
読み出すための読出しアドレスを出力する。すると、Ｒ
ＯＭ２３′は、この読出しアドレスに従って該当のデー
タｆ₀(t)を出力し、ラッチ２４を介してＤ／Ａ変換器２
７へ送る。以下、図１又は図３の実施例と同様に動作し
て、送波ドライバ２０は、アナログ信号に変換されると
共に遅延時間が与えられた駆動信号ｆ₀(t)を各チャンネ
ル＃１〜＃ｎの振動子素子の駆動に必要な電圧・電流に
して探触子１に供給する。この実施例の場合は、ＲＯＭ
２３′のメモリ容量は増えるが、図３に示す演算回路３
０を省略して回路構成の簡単化を図ると共に、その演算
動作を省略して制御の高速化を図ることができる。

【００３９】図８は第一の発明の第四の実施例を示す送
波手段のブロック図である。この実施例は、送波制御回
路２１内の各チャンネルごとの送波遅延回路１８₁′〜
１８ｎ′をディジタル回路とし、例えばシフトレジスタ
とセレクタなどで構成したものである。このため、任意
波形発生回路２２の一部であるＤ／Ａ変換器２７とバッ
ファ２８とは、各送波遅延回路１８₁′〜１８ｎ′の後
段に設けられ、それぞれ探触子１の振動子素子のチャン
ネル＃１〜＃ｎに対応してｎ個のものが並列に接続され
ている。また、コントローラ１５は、上記ディジタルの
送波遅延回路１８₁′〜１８ｎ′の制御機能を併せ持つ
ものである。この実施例の場合は、アナログの送波遅延
回路に比し、回路の周波数特性や位相特性の影響を受け
にくく、またクロストークによるノイズの混入を低減す
ることができ、精度を向上することができる。なお、図
８は図１の実施例に対して適用した場合のみを示してい
るが、本発明はこれに限らず、図３及び図６の実施例に
対しても同様に適用できる。

【００４０】図９は第二の発明による超音波診断装置の
要部の実施例を示すブロック図である。この第二の発明
は、図３に示す第一の発明の第二の実施例においては、
任意波形発生回路２２内のＲＯＭ２３に記憶させる所要
のデータを、図４に示す超音波診断装置外の実験装置を
使用して作成し該ＲＯＭ２３に書き込むという煩わしさ
があったが、それを解消するために、図３における送波
手段に対しインパルス応答計測手段３７を設けたもので
ある。その他は図３の構成と全く同じである。この実施
例におけるインパルス応答計測手段３７は、探触子１の
振動子素子へ実験入力した駆動信号ｆ(t)により発生し
た超音波パルスに対する被検体内の診断部位からの反射
波を受波する受波用探触子３８と、この受波信号を入力
して増幅する受波回路（３９，４０）とを備えて成り、
上記超音波パルスに対する被検体の応答信号ｇ(t)の波
形又は周波数特性を計測するようになっている。

【００４１】上記受波用探触子３８は、前述の探触子１
と同様にチャンネル＃１〜＃ｎ分の振動子素子が一列状
に配列されている。また、受波回路は、チャンネル＃１
〜＃ｎ分のリミッタ３９とプリアンプ４０とから成る。
さらに、上記プリアンプ４０の後段には、チャンネル＃
１〜＃ｎ分のＡ／Ｄ変換器４１と遅延回路４２とが設け
られており、この両者でフォーカス回路を構成してい
る。そして、このフォーカス回路の遅延回路４２からの
出力信号は、上記任意波形発生回路２２内のＲＡＭ４３
へ入力されるようになっている。なお、符号４５及び４
６は、探触子１と受波用探触子３８とを選択する切換ス
イッチを示している。この場合、コントローラ１５は、
上記切換スイッチ４５，４６を制御する機能を有してい
る。

【００４２】上記のような構成において、探触子１及び
受波用探触子３８の好適な例を示すと、図１１に示すよ
うに、探触子１は被検体４７の体表面上で経皮的に走査
するもので送波用の探触子として使い、受波用探触子３
８は被検体４７の体内に挿入される例えばバイオプシー
針の先端部に取り付けられた生体内用探触子とされてい
る。

【００４３】図１０は第二の発明の第二の実施例の要部
を示すブロック図である。この実施例は、単板振動子か
ら成る受波用探触子４８と、１チャンネルのリミッタ４
９と、１チャンネルのプリアンプ５０と、１チャンネル
のＡ／Ｄ変換器５１とでインパルス応答計測手段３７′
を構成したものである。そして、上記１チャンネルのＡ
／Ｄ変換器５１からの出力信号は、前記任意波形発生回
路２２内のＲＡＭ４３へ入力されるようになっている。
なお、この実施例の受波用探触子４８も、図１１に示す
ように生体内用探触子として構成されるのが好ましい。

【００４４】次に、上記のように構成された第二の発明
による超音波診断装置の動作について説明する。まず、
準備段階として任意波形発生回路２２内のＲＡＭ４３に
記憶すべき所要のデータを実験により作成し、ＲＡＭ４
３に記憶させる。そのために、図９又は図１０に示す受
波用探触子３８又は４８を、図１１に示すように、被検
体４７の体内に挿入し例えば目的とする診断部位へ到達
させる。次に、図９又は図１０に示す送波用としての探
触子１を図１１に示すように、被検体４７の体表面にて
上記受波用探触子３８又は４８を挿入した部位の上方へ
位置合わせして接触させる。この状態で、コントローラ
１５は、任意波形発生回路２２内のＲＯＭ２３に書き込
まれた実験用の駆動信号（インパルス)ｆ(t)を読み出す
と共に、この駆動信号ｆ(t)の信号路を探触子１側にす
るように切換スイッチ４５を制御する。これにより、上
記実験用の駆動信号ｆ(t)が探触子１へ入力し、この探
触子１は該駆動信号ｆ(t)により超音波パルスを図１１
に示す被検体４７内へ送波する。

【００４５】次に、上記打ち出された超音波パルスは、
図１１に示すように、被検体４７の生体内を伝播し受波
用探触子３８又は４８で受波される。このとき、コント
ローラ１５は、この受波信号の信号路を受波用探触子３
８又は４８側にするように切換スイッチ４６を制御す
る。次に、上記受波信号は、リミッタ３９又は４９を介
してプリアンプ４０又は５０へ入力し、信号増幅され
る。その後、Ａ／Ｄ変換器４１又は５１にてディジタル
信号に変換され、図９の場合は遅延回路４２にてフォー
カスされて、上記ＲＡＭ４３へ送られる。そして、この
ディジタルの受波信号は、インパルスの応答信号ｇ(t)
として上記ＲＡＭ４３に記憶される。ここまでの動作に
より、前述の図４に示す実験装置で行った動作が、図９
又は図１０に示すインパルス応答計測手段３７，３７′
によって実行される。その後の動作は、図３に示す実施
例と同様に、任意波形発生回路２２内の演算回路３０に
よって例えばデコンボリューション法を用いて、探触子
１に供給すべき駆動信号ｆ₀(t)を求める。

【００４６】この第二の発明によれば、任意波形発生回
路２２内のＲＯＭ２３及びＲＡＭ４３に記憶させる所要
のデータを、前述の図４に示すような超音波診断装置外
の実験装置を使用することなく作成し、容易かつ迅速に
ＲＯＭ２３及びＲＡＭ４３に書き込むことができる。ま
た、探触子１で直接被検体４７の体内に実験用の超音波
パルスを送波し、このインパルスに対する上記被検体４
７の応答信号ｇ(t)を被検体４７の内部へ挿入された受
波用探触子３８，４８で受波するので、上記応答信号ｇ
(t)を正確に計測することができる。従って、演算によ
って求める任意波形の駆動信号ｆ₀(t)も正確に求めるこ
とができる。なお、図９及び図１０に示す送波遅延回路
１８₁〜１８ｎは、前述の図８に示す実施例と同様にデ
ィジタル方式としてもよい。

【００４７】図１２は第二の発明の第三の実施例を示す
ブロック図である。この実施例は、図９又は図１０に示
す送波制御回路２１内の任意波形発生回路２２に対し
て、該任意波形発生回路２２で設定された任意波形の駆
動信号ｆ₀(t)を用いて超音波画像を得る範囲を指定する
入力手段５２を接続したものである。この入力手段５２
は、前述のようにして求めた探触子１に供給すべき駆動
信号ｆ₀(t)を使って操作者が超音波画像を得る範囲を指
定するトラックボール又はパネルスイッチなどの入力装
置５３と、後述のセレクタ５８の制御機能を付加したコ
ントローラ１５と、上記入力装置５３で指定された範囲
を画像信号に変換する画像表示回路５４と、この画像表
示回路５４の出力信号と超音波画像の画像表示回路１３
（図１４参照）の出力信号とを合成する加算器５５と、
上記入力装置５３で指定した範囲以外に超音波を送波す
るときの探触子１の駆動信号ｆ₁(t)を記憶しておくＲＯ
Ｍ５６と、ラッチ５７と、このラッチ５７からの信号と
図９又は図１０に示すラッチ２４，４４からの信号とを
切り換えるセレクタ５８とで構成されている。

【００４８】次に、このように構成された第二の発明の
第三の実施例の動作について説明する。操作者は、図１
３に示すように、被検体４７の体内の診断部位へバイオ
プシー針の先端部に取り付けられた受波用探触子３８又
は４８を挿入するために、該受波用探触子３８，４８の
先端位置に注意を払う。よって、上記受波用探触子３
８，４８の先端及びその周辺の超音波画像は高画質であ
ることが要求される。そこで、操作者は、入力装置５３
により供給すべき駆動信号ｆ₀(t)で送波する範囲を指定
する。次に、コントローラ１５は、上記入力装置５３で
指定された範囲をもとに画像表示回路５４を制御し、図
１３に示すように例えば矩形の指定範囲５９を表示する
ように制御する。その後、上記画像表示回路５４から出
力された指定範囲５９に相当する画像信号は、加算器５
５で超音波画像信号と合成され、表示器１４（図１４参
照）に送られて画像表示される。

【００４９】次に、コントローラ１５は、ＲＯＭ５６へ
指定範囲以外に超音波を送波するときの探触子１の駆動
信号ｆ₁(t)を読み出すための読出しアドレスを送る。こ
れにより上記ＲＯＭ５６から読み出されたｆ₁(t)は、ラ
ッチ５７を介してセレクタ５８へ送られる。そして、こ
のセレクタ５８は、超音波走査線が上記入力装置５３で
指定された指定範囲５９（図１３参照）内に入っている
ならば駆動信号ｆ₀(t)を、指定範囲５９外の領域ならば
駆動信号ｆ₁(t)を選択するように、コントローラ１５に
より制御される。このように、本実施例によれば、演算
により求めた探触子１に供給すべき駆動信号ｆ₀(t)で送
波する範囲を操作者が指定することができる。このこと
により、図１３に示す指定範囲５９内のようにｆ₀(t)で
送波する領域では得られる超音波画像の画質を向上させ
ることができ、それ以外の領域でｆ₁(t)で送波する領域
では通常の画質の画像が得られるという効果がある。

【００５０】なお、図１１及び図１３の説明では、受波
用探触子３８，４８としてバイオプシー針の先端部に振
動子を設けたものとしたが、本発明はこれに限らず、被
検体４７内に探触子を挿入するものならばどのようなも
のでもよく、例えばカテーテルや超音波内視鏡などを用
いてもよい。

【００５１】また、以上の第一の発明及び第二の発明に
おいて、任意波形発生回路２２内のＲＯＭ２３又は２
３′及びＲＡＭ４３は、超音波診断装置本体側ではなく
探触子１内に取り付ける構造としてもよい。さらに、上
記ＲＯＭ又はＲＡＭに代えて別の記憶手段、例えばフロ
ッピーディスクや光磁気ディスクとしてもよい。このよ
うに、探触子１内にｆ(t)，ｇ(t)，ｇ₀(t)などを記憶す
る記憶回路を取り付ける構造とした場合は、各探触子１
内のＲＯＭ等にそれぞれの探触子のデータを記憶させて
おくことにより、同じ種類の探触子１でも製造工程の誤
差等により生じる特性のバラツキをも考慮して該探触子
１に供給すべき駆動信号ｆ₀(t)を演算し設定することが
できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
第一の発明によれば、送波手段の内部に設けられた任意
波形発生回路により、探触子の振動子素子へ供給する駆
動信号の波形を任意の形状に設定することができる。こ
れにより、上記駆動信号の波形として、探触子から打ち
出される超音波パルスの波形の歪みが低減しうるような
形状のものを選択することで、該探触子から打ち出され
る超音波パルスの波形の歪みを低減することができる。
特に、上記任意波形発生回路の内部に設けられた記憶回
路により、上記探触子の振動子素子へ実験入力した駆動
信号により発生した超音波パルスに対する応答信号の波
形又は周波数特性を記憶しておき、演算回路で上記記憶
回路に記憶された応答信号を読み出して上記探触子の振
動子素子へ供給すべき駆動信号の波形を演算により求め
るようにしたものにおいては、該探触子から打ち出され
る超音波パルスの波形の歪みをさらによく低減すること
ができる。従って、最終的に得られる超音波画像の分解
能を向上することができ、特に、深度方向の分解能を向
上することができる。

【００５３】また、第二の発明によれば受波用探触子と
受波回路とを備えて成るインパルス応答計測手段によ
り、探触子から送波された超音波パルスに対する被検体
の応答信号の波形又は周波数特性を計測し、送波手段の
内部に設けられた任意波形発生回路の記憶回路で上記イ
ンパルス応答計測手段により計測した応答信号の波形又
は周波数特性を記憶しておき、演算回路で上記記憶回路
に記憶された応答信号を読み出して上記探触子の振動子
素子へ供給すべき駆動信号の波形を演算により求めるこ
とができ、該探触子から打ち出される超音波パルスの波
形の歪みを低減するのが外部の装置などを用いずに正確
かつ容易に実行できる。また、探触子で直接被検体の体
内に実験用の超音波パルスを送波し、このインパルスに
対する上記被検体の応答信号を被検体の内部へ挿入され
た受波用探触子で受波するので、上記応答信号を正確に
計測することができる。従って、演算によって求める任
意波形の駆動信号も正確に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の発明による超音波診断装置の実施例を示
すブロック図である。

【図２】探触子の振動子素子に供給する駆動信号の波形
と、そのとき得られる超音波パルスの波形とを示すグラ
フである。

【図３】第一の発明の第二の実施例を示す送波手段のブ
ロック図である。

【図４】実験用の駆動信号を入力させて超音波パルスを
送波し、それによる実験結果の応答信号を計測する外部
の実験装置を示すブロック図である。

【図５】第二の実施例において任意波形発生回路内の記
憶回路としてのＲＯＭの内部構成を示す説明図である。

【図６】第一の発明の第三の実施例を示す送波手段のブ
ロック図である。

【図７】第三の実施例において任意波形発生回路内の大
容量の記憶回路としてのＲＯＭの内部構成を示す説明図
である。

【図８】第一の発明の第四の実施例を示す送波手段のブ
ロック図である。

【図９】第二の発明による超音波診断装置の要部の実施
例を示すブロック図である。

【図１０】第二の発明の第二の実施例の要部を示すブロ
ック図である。

【図１１】第二の発明における送波用の探触子及び受波
用探触子の好適例を示す外観説明図である。

【図１２】第二の発明の第三の実施例を示すブロック図
である。

【図１３】上記第二の発明の第三の実施例における動作
を説明するための状態図である。

【図１４】従来及び本発明における超音波診断装置の全
体構成を示すブロック図である。

【図１５】従来例における送波手段の内部構成を示すブ
ロック図である。

【図１６】従来例において探触子に供給される振動子素
子の駆動信号の波形を示すグラフである。

【符号の説明】

１…探触子４…リミッタ５…プリアンプ６…Ａ／Ｄ変換器７…遅延回路８…後処理回路９…ＰＷ回路１０…ＣＦＭ回路１１…バッファメモリ１２…画像メモリ１３…画像表示回路１４…表示器１５，１５′…コントローラ１６…切換回路１８₁〜１８ｎ，１８₁′〜１８ｎ′…送波遅延回路２０…送波ドライバ２１…送波制御回路２２…任意波形発生回路２３，２３′…ＲＯＭ２５…メモリ２９₁〜２９ｎ…線型増幅回路３０…演算回路３７，３７′…インパルス応答計測手段３８，４８…受波用探触子４５，４６…切換スイッチ４７…被検体５２…超音波画像を得る範囲を指定する入力手段５９…指定範囲

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の振動子素子が配列され被検体内へ
超音波パルスを送受波する探触子と、この探触子を駆動
して被検体内へ超音波パルスを複数チャンネルで送波す
ると共にビームをフォーカスする送波手段と、上記被検
体内の診断部位からの反射波を受波すると共に増幅する
受波手段と、この受波手段で増幅された受波信号を入力
してビーム集束するフォーカス回路と、このフォーカス
回路からの受波信号について信号処理を行う画像処理部
と、この画像処理部からの出力信号を超音波画像の一画
像単位ずつ記憶する画像記憶手段と、この画像記憶手段
からの画像データを入力して超音波画像として表示する
画像表示手段と、上記各構成要素の動作を制御する制御
部とを有する超音波診断装置において、上記送波手段の
内部に、上記探触子の振動子素子へ供給する駆動信号の
波形を任意の形状に設定する任意波形発生回路を設けた
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】上記任意波形発生回路は、前記探触子の
振動子素子へ実験入力した駆動信号により発生した超音
波パルスに対する応答信号の波形又は周波数特性を記憶
した記憶回路と、この記憶回路に記憶された応答信号を
読み出して上記探触子の振動子素子へ供給すべき駆動信
号の波形を演算により求める演算回路とを有して成るこ
とを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】上記任意波形発生回路は、前記探触子の
振動子素子へ実験入力した駆動信号により発生した超音
波パルスに対する応答信号の波形又は周波数特性を用
い、上記探触子の振動子素子へ供給すべき駆動信号の任
意波形を予め演算して多数種類求め、この求めた多数種
類の駆動信号の任意波形を記憶しておく大容量の記憶回
路を有して成ることを特徴とする請求項１記載の超音波
診断装置。
【請求項４】上記任意波形発生回路において探触子の
振動子素子へ供給すべき駆動信号の任意波形の演算は、
デコンボリューション法を用いて求めるものであること
を特徴とする請求項２又は３記載の超音波診断装置。
【請求項５】複数の振動子素子が配列され被検体内へ
超音波パルスを送受波する探触子と、この探触子を駆動
して被検体内へ超音波パルスを複数チャンネルで送波す
ると共にビームをフォーカスする送波手段と、上記被検
体内の診断部位からの反射波を受波すると共に増幅する
受波手段と、この受波手段で増幅された受波信号を入力
してビーム集束するフォーカス回路と、このフォーカス
回路からの受波信号について信号処理を行う画像処理部
と、この画像処理部からの出力信号を超音波画像の一画
像単位ずつ記憶する画像記憶手段と、この画像記憶手段
からの画像データを入力して超音波画像として表示する
画像表示手段と、上記各構成要素の動作を制御する制御
部とを有する超音波診断装置において、上記探触子の振
動子素子へ実験入力した駆動信号により発生した超音波
パルスに対する被検体内の診断部位からの反射波を受波
する受波用探触子とこの受波信号を入力して増幅する受
波回路とを備えて成り上記超音波パルスに対する被検体
の応答信号の波形又は周波数特性を計測するインパルス
応答計測手段を設け、上記送波手段の内部には、上記イ
ンパルス応答計測手段で計測した応答信号の波形又は周
波数特性を記憶する記憶回路とこの応答信号を読み出し
て上記探触子の振動子素子へ供給すべき駆動信号の波形
を演算により求める演算回路とを備えて成り該探触子の
振動子素子へ供給する駆動信号の波形を任意の形状に設
定する任意波形発生回路を設けたことを特徴とする超音
波診断装置。
【請求項６】上記受波用探触子は、被検体の内部へ挿
入して使用する生体内用探触子であることを特徴とする
請求項５記載の超音波診断装置。
【請求項７】上記送波手段の内部に設けられた任意波
形発生回路には、該任意波形発生回路で設定された任意
波形の駆動信号を用いて超音波画像を得る範囲を指定す
る入力手段を接続したことを特徴とする請求項５又は６
記載の超音波診断装置。