JPH08266540A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小規模回路で短軸方向（スライス方向）の分解
能を深度方向で向上することができる超音波診断装置を
提供する。 【構成】２次元分割した配列振動子９の短軸方向の対称
振動子を信号接続し、対称接続された振動子を選択する
切換器２₁〜２_mと、長軸、及び短軸フォーカスを同時に
遅延加算する受波整相回路５と、短軸方向で開口合成す
る短軸開口合成回路１８を備えたものである。

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
体の診断部位における断層像を構成して表示する電子走
査型の超音波診断装置に関し、特に、長軸方向及び短軸
方向にそれぞれ複数に分割した配列振動子を有する探触
子を使用したものにおいて、短軸方向（スライス方向）
の分解能を深度方向で向上することができる超音波診断
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、図５
に示すように、長軸方向に所定ピッチで複数に分割する
と共に短軸方向にも複数に分割した配列振動子を有し超
音波を送受波する探触子１と、この探触子１の配列振動
子を送受切換手段２を介して駆動し、超音波の送波を制
御する送波手段３と、前記配列振動子で受信した受波信
号を増幅する受信増幅器４と、この受信増幅器４からの
出力信号について深度に応じて短軸方向にフォーカスを
かける短軸フォーカス手段及び長軸方向にフォーカスを
かける長軸フォーカス手段を有し、かつ短軸方向及び長
軸方向に整相加算する受波整相回路５と、この受波整相
回路５からの受波ビームを入力して画像信号を作成する
画像処理回路６と、この画像処理回路６からの画像信号
を取り込んで画像として表示する表示装置７とを備えて
成っている。前記送受切換手段２は、前記送波手段３か
らの信号と受信増幅器４へ入力される信号を分離するた
めのものであり、制御回路８は前記各構成要素の動作を
制御するものであり、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）
などからなる。

【０００３】ここで、前記探触子１の配列振動子９は、
図６に示すように、長軸方向にｍ分割、短軸方向にｎ分
割された２次元の配列振動子である。図６の例ではｎ＝
５分割の場合を示す。図６は、従来装置の受波整相回路
５までの構成を示す図である。短軸方向のフォーカスを
行うために、短軸方向の対称振動子をワイヤードオア接
続し、前記対称接続された振動子の信号線に対してそれ
ぞれ送受信切換器、２₁₁〜２_m3、可変受信増幅器４₁₁〜
４_m3、短軸フォーカス手段１１₁₁〜１１_m3が接続され、
加算器１２₁〜１２_mで短軸整相加算した後、長軸フォー
カス手段１３₁〜１３_m、及び加算手段１４で長軸整相加
算し、画像処理回路６へ出力している。ここで、３は送
波手段、８ａは可変ゲイン制御回路、８ｂは短軸フォー
カス制御回路、８ｃは長軸フォーカス制御回路である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【０００５】前記従来技術構成では、長軸及び短軸ダイ
ナミックフォーカスを行う場合、例えば、ｎ＝５分割の
場合でも切換器２、受信増幅器４、短軸フォーカス手段
１１がそれぞれ３×ｍ個必要となり、回路規模が大きく
なるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、小規模の構造で短軸方向
（スライス方向）の分解能を深度方向で向上することが
できる超音波診断装置を提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明ら
かになるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示された
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【０００９】２次元分割した配列振動子の短軸方向の対
称振動子を電気的に接続し、電気的に接続された対称振
動子を選択する切換手段と、長軸及び短軸フォーカスを
同時に遅延加算する受波整相手段と、短軸方向で開口合
成する短軸開口合成手段とを備えたものである。

【００１０】また、前記受波整相手段は、１回の送波で
同時に複数方向の受波ビームを形成する受波複数ビーム
整相手段を用いてもよく、その場合は、複数ビーム分の
短軸開口合成手段を備えればよい。

【００１１】

【作用】前述の手段によれば、短軸方向フォーカスを開
口合成で行うことにより、各振動子に対する受波増幅手
段、及び受波整相手段のフォーカス手段の回路規模が１
／３（ｎ＝５の場合）になる。従って、小規模構造で短
軸方向（スライス方向）の分解能を全深度にわたって向
上することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００１３】（実施例１）図１は、本発明による超音波
診断装置の実施例１の概略構成を示すブロック構成図で
あり、１は探触子、２’は送受切換手段、２₁〜２_mは送
受・短軸切換回路、３は送波手段、４は受信増幅器、４
₁〜４_mは可変増幅器、５は受波整相回路、６は画像処理
回路（画像処理手段）、８は制御手段、８ａは長軸及び
短軸口径の重み付け、及び深度方向の可変ゲインを制御
する可変ゲイン制御手段、８ｄはフォーカス遅延回路１
９₁〜１９_mの制御手段、９は配列振動子、１２，１６は
加算器、１５₁，１５₂はラインメモリ、１７は単ビーム
整相回路、１８は短軸開口合成回路、１９₁〜１９_mはフ
ォーカス遅延手段である。

【００１４】本実施例１の装置全体の構成は、例えば、
従来の図５に示すものと同様に、電子走査型となってお
り、探触子１、送受切換手段２’、送波手段３、受信増
幅器（受信増幅手段）４、受波整相回路（受波整相手
段）５、画像処理回路（画像処理手段）６、表示装置
（表示手段）７、及び制御手段８を備えて成る。

【００１５】前記探触子１は、図示していない被検体の
診断部位に向けて超音波を送信すると共にその反射エコ
ーを受信するものであり、図１に示すように、長軸方向
に所定ピッチで複数（ｍ個）に分割されると共に短軸方
向にも複数（ｎ個）に分割された配列振動子９を内蔵し
ている。

【００１６】前記送受切換手段２’は、送受・短軸切換
回路２₁〜２_mからなり、短軸方向に対称接続された振動
子９の駆動信号のうち、送波時には、例えば、図２（本
実施例１の超音波診断装置の動作を説明するための図２
の（ａ）の斜線部に示すような組合せを選択し、送波手
段３からの送波信号を振動子９に与える。受波時には、
例えば、開口合成を３分割として、３回の図２の（ａ）
の斜線部に示すような送波に対して、１回目の受波は図
２の（ｂ）の斜線部に示すように、２回目の受波は図２
の（ｃ）の斜線部に示すように、３回目の受波は図２の
（ｄ）の斜線部に示すようになる組合せを選択し、各受
波信号を可変増幅器４₁〜４_mに入力する。

【００１７】制御回路８は前記各構成要素の動作を制御
するものであり、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）など
からなり、前記可変ゲイン制御手段８ａ及び前記制御手
段８ｄなどを備えている。前記可変ゲイン制御手段８ａ
は、長軸及び短軸口径の重み付け、及び深度方向の可変
ゲインを制御する。前記制御手段８ｄは、フォーカス遅
延回路１９₁〜１９_mの動作を制御する。

【００１８】前記可変増幅器４₁〜４_mの出力は、単ビー
ム整相回路１７に入力され、フォーカス遅延回路１９₁
〜１９_mにより、１回目の送波では、図２の（ｂ）斜線
部に示す口径に対する長軸及び短軸フォーカスの遅延を
行い、加算器１２で加算し短軸開口合成回路１８に入力
される。同様に、２回目、３回目の送波に対しては、図
２の（ｃ），（ｄ）の斜線部の口径で受波した長軸及び
短軸フォーカスの遅延加算出力が、短軸開口合成回路１
８に入力される。

【００１９】前記図２の（ｂ）の口径の整相加算信号
は、ラインメモリ１５₁、１５₂で２回送波区間分遅延さ
れ、加算器１６に入力される。前記図２の（ｃ）の口径
の整相加算信号は、ラインメモリ１５₁で１回送波区間
分遅延され、加算器１６に入力される。前記図２の
（ｄ）の口径の整相加算信号は、直接加算器１６に入力
される。従って、図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）の口径の
整相加算信号は、送波３回に１回、ｍ×ｎの全体受波口
径としての長軸短軸フォーカスに対する整相加算を加算
器１６で行い、画像処理手段６へ出力する。画像処理手
段６で前記加算器１６の出力の受波ビームから画像信号
が作成される。この作成された画像信号を取り込んで画
像として表示装置７に表示する。

【００２０】以上の説明からわかるように、本実施例１
によれば、短軸方向フォーカスを開口合成で行うことに
より、各振動子９に対する可変受波増幅器４₁〜４_m（受
波増幅手段）及び受波整相手段５のフォーカス遅延回路
１９₁〜１９_m（フォーカス手段）の回路規模が１／３
（ｎ＝５の場合）になるので、小規模構造で短軸方向
（スライス方向）の分解能を全深度にわたって向上する
ことができる。

【００２１】なお、前記短軸開口合成回路１８として、
図３に示すようなＲＡＭと加算器で構成した回路を用い
ることもできる。

【００２２】（実施例２）図４は、本発明による超音波
診断装置の実施例２の概略構成を示すブロック構成図で
あり、前記実施例１の単ビーム整相回路の代わりに受波
複数ビーム整相回路２０を用いた場合の例である。

【００２３】前記受波複数ビーム整相回路２０は、１回
の送波で複数方向の受波ビームが形成できるものであ
り、その構成例としては、「特開昭５９−４９７５２号
公報」や「第６３回日本超音波医学会論文集Ｐ．６４３
−６４４，１９９３年１１月」に記載される公知のデジ
タル整相回路を用いる。

【００２４】図４の場合、受波複数ビーム整相回路２０
の各ビーム出力に対し、それぞれ短軸開口合成回路１８
₁〜１８_Kを備え、図１の実施例１で示したものと同様に
短軸開口合成することにより、同時にＫ本の長軸短軸フ
ォーカスビームが形成できる。例えば、ｎ＝５として、
３回送波で短軸開口合成する場合、図１の実施例１では
フレームレートが１／３倍に減少するが、図４の受波複
数ビーム整相回路２０を用いる場合、フレームレートを
Ｋ／３倍にすることができるため、高フレームレートで
短軸フォーカスを実現することができる。

【００２５】以上の説明からわかるように、本実施例２
によれば、前記受波整相手段は、１回の送波で同時に複
数方向の受波ビームを形成する受波複数ビーム整相回路
（手段）２０を用い、複数ビーム分の短軸開口合成回路
（手段）１８を用いるので、高フレームレートで短軸フ
ォーカスを実現することができる。

【００２６】前記本実施例１，２では、短軸分割ｎ＝５
の場合で説明したが、ｎは任意に設定可能である。ま
た、図２において、送波に対する受波口径の開口合成順
序は任意でよいことも明らかである。

【００２７】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００２９】小規模の構造で短軸方向（スライス方向）
の分解能を深度方向で向上することができる。このこと
から、良い画質の超音波診断装置を低価格で提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の実施例１の概略
構成を示すブロック構成図である。

【図２】本実施例１の超音波診断装置の動作を説明する
ための図である。

【図３】本実施例１の短軸開口合成回路の他の実施例を
示す図である。

【図４】本発明による超音波診断装置の実施例２の概略
構成を示すブロック構成図である。

【図５】従来例による超音波診断装置の全体概略構成を
示すブロック構成図である。

【図６】従来例による超音波診断装置の要部の構成を示
すブロック構成図である。

【符号の説明】

１ 探触子 ２，２’ 送受切換手段 ３ 送波手段 ４ 受信増幅器 ４₁〜４_m 可変増幅器 ５ 受波整相回路 ６ 画像処理回路 ７ 表示装置 ８ 制御回路 ９ 配列振動子 １２，１６ 加算器 １５₁，１５₂ ラインメモリ １７ 単ビーム整相回路 １８，１８₁〜１８_m 短軸開口合成回路 １９₁〜１９_m フォーカス遅延手段 ２０ 受波複数ビーム整相回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元分割した配列振動子からなる探触子
   と、前記２次元分割した配列振動子を駆動して超音波を
   被検体に送信する送信手段と、前記配列振動子で受波さ
   れた受波信号に所定の遅延時間を与えて整相し、該整相
   された受波信号を加算して出力する受波整相手段と、該
   受波整相手段からの受波ビームを入力して画像信号を作
   成する画像処理手段と、この画像処理手段からの画像信
   号を取り込んで画像として表示する表示手段と、前記各
   構成要素を制御する制御手段とを備えた超音波診断装置
   であって、前記２次元分割した配列振動子の短軸方向の
   対称振動子を電気的に接続し、電気的に接続された対称
   振動子の駆動を選択する切換手段と、前記受波整相手段
   の出力を短軸方向で開口合成する短軸開口合成手段を設
   けたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】前記受波整相手段は、受波ビームを同時に
   複数本形成する受波複数ビーム整相手段であり、複数ビ
   ームに対応して複数の短軸開口合成手段を設けたことを
   特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。