JPS582747A - 超音波探触子の駆動法 - Google Patents
超音波探触子の駆動法Info
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- JPS582747A JPS582747A JP56101997A JP10199781A JPS582747A JP S582747 A JPS582747 A JP S582747A JP 56101997 A JP56101997 A JP 56101997A JP 10199781 A JP10199781 A JP 10199781A JP S582747 A JPS582747 A JP S582747A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gain
- transducer
- frequency
- gain adjusting
- output
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、生体の診断などに用いられる超音波診断装置
の探触子の駆動法に関する。
の探触子の駆動法に関する。
生体内各ＩＩ！ａｌｌの形状、這烏状況の把握に超音波
診断装置が広く使用される傾向にある。この種の装置で
は超音波を送信し、反射波を受信し、とい９たことが基
本動作となる。ところで−１ｌＩＫ生体内に超音波音送
信すると、生体内では反射、款収替が生じ、その反射、
ｇＬＩｇＬの度合は周液数依存性を持つことが知られて
いる。この事実は積極的ＫｙＮ用することができ、例え
ばか−る周波数依存性の被検査媒体に周波数のｆｌ ｅ
ｔ、０２種の超音波を送信し、各々の反射波及び又は
透過波を解析して単周波では得られない有用な検査情報
を得ることができる。この場合周波数ｆ、 、 ｆ、
ｅ音場が同一に形成されることが重要で、さもな−と補
正など厄介な問題音生じる。
診断装置が広く使用される傾向にある。この種の装置で
は超音波を送信し、反射波を受信し、とい９たことが基
本動作となる。ところで−１ｌＩＫ生体内に超音波音送
信すると、生体内では反射、款収替が生じ、その反射、
ｇＬＩｇＬの度合は周液数依存性を持つことが知られて
いる。この事実は積極的ＫｙＮ用することができ、例え
ばか−る周波数依存性の被検査媒体に周波数のｆｌ ｅ
ｔ、０２種の超音波を送信し、各々の反射波及び又は
透過波を解析して単周波では得られない有用な検査情報
を得ることができる。この場合周波数ｆ、 、 ｆ、
ｅ音場が同一に形成されることが重要で、さもな−と補
正など厄介な問題音生じる。
同一音場を形成する手段−として湖ロ径！−制御する方
法があり、ｊｌｌｌｌｊｌｌはその一例を示す、この図
でｌｉｔ ％ ＩＳはトツｙスデ、−１つま）超音波探
触子Ｏ送受信エレメントで、これらは（荀■に示すよう
に円板とそれ管包囲するリング又扛（＠）図に示すよう
に並設され九３素子からなる。第２図は更に各エレメン
トが複数からなる例を示す、か＼ゐ探触子の中央素子Ｎ
ｔに高い周波数ｆ、の、壕九周辺素子Ｎ＊ ｔ Ｉｓに
それより低い周波数ｆ１の超音波を送信させると、周辺
素子の口径をＤｌ、中央素子の口径を）とした時、ある
点為より遠方の領域で両ビームの径が一致する波層を実
現できる。このようにする条件はＤｓ ａ ｆｔ ＝
Ｄｓ ｅ を諺である。
法があり、ｊｌｌｌｌｊｌｌはその一例を示す、この図
でｌｉｔ ％ ＩＳはトツｙスデ、−１つま）超音波探
触子Ｏ送受信エレメントで、これらは（荀■に示すよう
に円板とそれ管包囲するリング又扛（＠）図に示すよう
に並設され九３素子からなる。第２図は更に各エレメン
トが複数からなる例を示す、か＼ゐ探触子の中央素子Ｎ
ｔに高い周波数ｆ、の、壕九周辺素子Ｎ＊ ｔ Ｉｓに
それより低い周波数ｆ１の超音波を送信させると、周辺
素子の口径をＤｌ、中央素子の口径を）とした時、ある
点為より遠方の領域で両ビームの径が一致する波層を実
現できる。このようにする条件はＤｓ ａ ｆｔ ＝
Ｄｓ ｅ を諺である。
こうして同一音場管形成することが可能であるが、上記
方式では周辺素子は空洞部を持つことになるのでこの影
響が出て、＃Ｉ３図（ｋ、）に示すようにビーム径一致
区間為でメインロープＭＩＬに対して比較的大きなサイ
ドロープＳＢが生じる。これを抑圧するには中央素子に
も周辺素子と同じ周波数ｆ１の超音波を送信させる、つ
ｔｊ中央素子Ｅ１はｆｌとｔｓの、そして周辺素子１ｓ
、ｌｅｓは）ｉ８１と共Ｋｆ、の超音波を送信する各平
板状素子の如くすると菖５ａＩ（ｄ） Ｋ示すようにナ
イドロープＳＢが小になる。なお５１３１ｇ（ａ）、
＜＠＞１１、中央、ｍ辺各素子ｏｍ作ｍ波数を示し友も
のである。空洞、−のない、すなわち単一平面振動子と
同機度のサイドロープに抑圧するＫは中央素子は周波数
ｆ１およびｆｌの超音波を送信し、周辺素子はほぼ同じ
強さ又は近ガクス分布比等の周波数ｆｔの超音波を送信
することが望ましいが、周波数ｆ１とｆｓに対して同じ
感度を持つトランスデユーサは、特にこれらの周波数が
離れてくると、得がたいものとなる。落４図（ａ）はト
ランスデ、−すの臀性例を示し、−線Ｈａ （＃）で示
す如く周波数ｆｌＫ大きな利得Ｇｔ持つものは周波数ｆ
１では利得が小さく、逆に曲線Ｈ１（−）で示す如く周
波数ｆ、に大きな利得を持つものは周波数ｆ、での利得
は小さい。すなわちほぼ同一の利得で周波数ｆｌｙｆｓ
？カバーする広帯域素子に得がた匹。
方式では周辺素子は空洞部を持つことになるのでこの影
響が出て、＃Ｉ３図（ｋ、）に示すようにビーム径一致
区間為でメインロープＭＩＬに対して比較的大きなサイ
ドロープＳＢが生じる。これを抑圧するには中央素子に
も周辺素子と同じ周波数ｆ１の超音波を送信させる、つ
ｔｊ中央素子Ｅ１はｆｌとｔｓの、そして周辺素子１ｓ
、ｌｅｓは）ｉ８１と共Ｋｆ、の超音波を送信する各平
板状素子の如くすると菖５ａＩ（ｄ） Ｋ示すようにナ
イドロープＳＢが小になる。なお５１３１ｇ（ａ）、
＜＠＞１１、中央、ｍ辺各素子ｏｍ作ｍ波数を示し友も
のである。空洞、−のない、すなわち単一平面振動子と
同機度のサイドロープに抑圧するＫは中央素子は周波数
ｆ１およびｆｌの超音波を送信し、周辺素子はほぼ同じ
強さ又は近ガクス分布比等の周波数ｆｔの超音波を送信
することが望ましいが、周波数ｆ１とｆｓに対して同じ
感度を持つトランスデユーサは、特にこれらの周波数が
離れてくると、得がたいものとなる。落４図（ａ）はト
ランスデ、−すの臀性例を示し、−線Ｈａ （＃）で示
す如く周波数ｆｌＫ大きな利得Ｇｔ持つものは周波数ｆ
１では利得が小さく、逆に曲線Ｈ１（−）で示す如く周
波数ｆ、に大きな利得を持つものは周波数ｆ、での利得
は小さい。すなわちほぼ同一の利得で周波数ｆｌｙｆｓ
？カバーする広帯域素子に得がた匹。
本発明は分割されたトランスデユーサの各エレメントに
対し最適な周波数特性の所定の駆動波形を印加すること
により、嵐好なるビーム形状を得るものである。即ち中
央素子Ｅ１が第４図（１）の迅（−）の如き周波数利得
特性を持つなら、その駆−回路の周波数利得特性を第４
図（ｂ）のＴ雪（＠Ｉ） Ｏ如くして鋏素子により送信
される超音波の周波数強度特性、：゛ がｊ１４図（・）のＦｓ （ｓ）になるようにする、！
お特性 Ｔｓ （＃）は駆動回路の利得Ｗｊ４Ｊ１１
で図示の如く種々に変る（本例ではそのうちの５ｖａｔ
示す）から１それらのうちの適轟なものにして上記の如
くする。
対し最適な周波数特性の所定の駆動波形を印加すること
により、嵐好なるビーム形状を得るものである。即ち中
央素子Ｅ１が第４図（１）の迅（−）の如き周波数利得
特性を持つなら、その駆−回路の周波数利得特性を第４
図（ｂ）のＴ雪（＠Ｉ） Ｏ如くして鋏素子により送信
される超音波の周波数強度特性、：゛ がｊ１４図（・）のＦｓ （ｓ）になるようにする、！
お特性 Ｔｓ （＃）は駆動回路の利得Ｗｊ４Ｊ１１
で図示の如く種々に変る（本例ではそのうちの５ｖａｔ
示す）から１それらのうちの適轟なものにして上記の如
くする。
讐た周辺素子の特性がＨ目＃）とすれば、その駆動回路
の特性は？ｘ （＃）の如くにし”Ｃｒｔ （＃）の特
性の超−波を送信させるようにする。これらを式で示す
と、次の如くなる。
の特性は？ｘ （＃）の如くにし”Ｃｒｔ （＃）の特
性の超−波を送信させるようにする。これらを式で示す
と、次の如くなる。
Ｈ＊ （＃） Ｘ Ｔｔ （＃） ＝ Ｆｔ （＃）第
二一は）ｊｙｘデ・−す駆動回路例！示す・（ａ）はｇ
１図（ｅ）のようなプレイ素子に適用した例、（ｂ）は
−１図（ｂ）の環状素子に適用した例ｋｍ−ｊ。これら
の図でム１ｊａｐは各素子の駆動用の増幅器、 ＤＡＣ
は腋増−器′所望周波数およＹ波形の入力を与えるデジ
タルアナ謬グ変換器、ＲＯＭは読取り専用メモリでこの
ＲＯＭＫ前記特性Ｔｔ （＃） 、 Ｆｓ （４１）
ｔ’格納する。第５ｗ１（ａ）のＲＯＭでム〜Ｇはトッ
ンスデ、−サＩｓ ｅ Ｉｎ ｅ Ｂｓの各素子に対応
する駆動波形記憶領、域で、各々に周波数特性Ｔｓ（す
＊ Ｔｓ （”）の時間軸に逆変換し友駆動波形パター
ンム１．ム■−・・−・・Ａｎ等が格納される。同様に
して各ＲＯＭ １−ＧＫついてもそれぞれｎ種の駆動波
形パターンが格納されている。本図によれば各振動子に
前記の駆動波形パターンにより駆動されて得られる音場
は（ム＊ ｅ Ｂｌ −・−・Ｇｔ ） 〜（Ａｎ 、
Ｂｎ ＝＝ Ｇｎ）の３種である。すなわち所望の音
場を得るために各振動子に対応するＲＯＭム〜Ｇの共通
アドレス内にそれぞれムｘ、Ｂｘ〜Ｏｘなる駆動波形パ
ターンを格納して置けば良い噌なお駆動波形パターンは
原波形の周波数ｔｆ・として４ｆ・の周波数のクロック
で行なえば充分である。従ってｆ・＝ ５ ＭＨｚなら
サンプリング周波数は２０ＭＨｚと、な９、この１１度
なら充分ＲＯＭは追従できる。１０はアドレスカウンタ
であり、そのクロ、り（図示しない）針数値がデドレス
信号となってＲＯＭをアクセスし、ム１．ム３・・・・
・・・・・ムｎｔ−読出さ゛れた駆動波形パタニンはＤ
ＡＣでアナログ信号となり、これが増幅器ムＮｐの入力
信号となる。
二一は）ｊｙｘデ・−す駆動回路例！示す・（ａ）はｇ
１図（ｅ）のようなプレイ素子に適用した例、（ｂ）は
−１図（ｂ）の環状素子に適用した例ｋｍ−ｊ。これら
の図でム１ｊａｐは各素子の駆動用の増幅器、 ＤＡＣ
は腋増−器′所望周波数およＹ波形の入力を与えるデジ
タルアナ謬グ変換器、ＲＯＭは読取り専用メモリでこの
ＲＯＭＫ前記特性Ｔｔ （＃） 、 Ｆｓ （４１）
ｔ’格納する。第５ｗ１（ａ）のＲＯＭでム〜Ｇはトッ
ンスデ、−サＩｓ ｅ Ｉｎ ｅ Ｂｓの各素子に対応
する駆動波形記憶領、域で、各々に周波数特性Ｔｓ（す
＊ Ｔｓ （”）の時間軸に逆変換し友駆動波形パター
ンム１．ム■−・・−・・Ａｎ等が格納される。同様に
して各ＲＯＭ １−ＧＫついてもそれぞれｎ種の駆動波
形パターンが格納されている。本図によれば各振動子に
前記の駆動波形パターンにより駆動されて得られる音場
は（ム＊ ｅ Ｂｌ −・−・Ｇｔ ） 〜（Ａｎ 、
Ｂｎ ＝＝ Ｇｎ）の３種である。すなわち所望の音
場を得るために各振動子に対応するＲＯＭム〜Ｇの共通
アドレス内にそれぞれムｘ、Ｂｘ〜Ｏｘなる駆動波形パ
ターンを格納して置けば良い噌なお駆動波形パターンは
原波形の周波数ｔｆ・として４ｆ・の周波数のクロック
で行なえば充分である。従ってｆ・＝ ５ ＭＨｚなら
サンプリング周波数は２０ＭＨｚと、な９、この１１度
なら充分ＲＯＭは追従できる。１０はアドレスカウンタ
であり、そのクロ、り（図示しない）針数値がデドレス
信号となってＲＯＭをアクセスし、ム１．ム３・・・・
・・・・・ムｎｔ−読出さ゛れた駆動波形パタニンはＤ
ＡＣでアナログ信号となり、これが増幅器ムＮｐの入力
信号となる。
第６図は本発明の更に他の実施例のプ四ツク図である。
図中、Ｄはドライブ信号発生部で６９、厳い周波数帯域
に一様に出力を持つドライブ信号例えばインパルス信号
を発生するもの、ＦＬｌ。
に一様に出力を持つドライブ信号例えばインパルス信号
を発生するもの、ＦＬｌ。
ＦＬ２はフィルタであり、各々第４図に示す周波数ｆｌ
ｅ ｆｓの信号成分を抽出するもの、Ｇｌ ｅ Ｇｌ
＊ Ｇｌ’はゲイン調整器であって出力ゲインを調整
するもの、人りは加算回路、Ｂ１．１ｍは各々トランス
デ。
ｅ ｆｓの信号成分を抽出するもの、Ｇｌ ｅ Ｇｌ
＊ Ｇｌ’はゲイン調整器であって出力ゲインを調整
するもの、人りは加算回路、Ｂ１．１ｍは各々トランス
デ。
−サである。
同＃ｇＪは、２分割の円ｍ形トランスデ、−すの駆動例
である、動作を説明すると１、ドライブ信号発生部りよ
ジ発生された信号はフィルタＦＬ１゜ＰＬ２において一
渡され、ゲインｌｌ整器Ｇｌ、Ｇ寓。
である、動作を説明すると１、ドライブ信号発生部りよ
ジ発生された信号はフィルタＦＬ１゜ＰＬ２において一
渡され、ゲインｌｌ整器Ｇｌ、Ｇ寓。
Ｇｌ’に供給される。アンプムｒａｐ １ ｔ−介し、
外周のトランスデ、−ｔ＆に接続されるゲイン調整器Ｇ
ｌはゲイン調整器ＱＩｌにもその出力を供給する。ゲイ
ン調整器Ｇｌ’は、周波数ｆｌ付近のゲインをより高め
る動作をする。このゲイン調整器ＱＩＪとゲイン調整！
ｉＩ−との出力信号は加算回路ムＤにて加算される。こ
れにより、加算回路ムＤからアンプムｑ２に介して内側
のトツンスジ、−サｌｃ１に与えられる信号は、ゲイン
調整器Ｑ、Ｊの出力ゲイン分だけ外側トランスデ、−ｔ
＆より高いゲインでドライブされる。
外周のトランスデ、−ｔ＆に接続されるゲイン調整器Ｇ
ｌはゲイン調整器ＱＩｌにもその出力を供給する。ゲイ
ン調整器Ｇｌ’は、周波数ｆｌ付近のゲインをより高め
る動作をする。このゲイン調整器ＱＩＪとゲイン調整！
ｉＩ−との出力信号は加算回路ムＤにて加算される。こ
れにより、加算回路ムＤからアンプムｑ２に介して内側
のトツンスジ、−サｌｃ１に与えられる信号は、ゲイン
調整器Ｑ、Ｊの出力ゲイン分だけ外側トランスデ、−ｔ
＆より高いゲインでドライブされる。
本発明によれば複数の分割素子を有するトランスデ、−
すで複数の周波数帯域に対して各々の素子を選択し開口
を可変とし各々の周波数に対してビーム形成するように
構成された超音波探触子に於いて、各素子が共通して利
用される各々の周波数帯域に対して各素子の周波数帯域
に対する音響出力を補正し所望の特性としかつ各エレメ
ント単位、あるいは群単位に前記補正した周波数特性信
号を所望の駆動勢力分布で供給することにより、目的に
応じ友ビーム形状、よりｊＬ好なビーム形状を提供する
ことができる。
すで複数の周波数帯域に対して各々の素子を選択し開口
を可変とし各々の周波数に対してビーム形成するように
構成された超音波探触子に於いて、各素子が共通して利
用される各々の周波数帯域に対して各素子の周波数帯域
に対する音響出力を補正し所望の特性としかつ各エレメ
ント単位、あるいは群単位に前記補正した周波数特性信
号を所望の駆動勢力分布で供給することにより、目的に
応じ友ビーム形状、よりｊＬ好なビーム形状を提供する
ことができる。
第１図は２周波超音波の送受信を行なう探触子Ｏ構成る
示す断面図および端面図、第２図は第１図の探触子で発
生される超音波ビームの説明図、第３図は該探触子で生
じる問題の説明図、第４図は本発明の詳細な説明するグ
ラフ、５１５図および第６図は本発明の実施例を示すブ
ロック図である０図面で、Ｍｌは第１のトランスデ、−
す、１ｍ ｅ Ｅｌは第２のトランスジユーサ、Ｄｉｅ
Ｄｓは開口、ｆｌ。 ｆ３は超音波の周波数である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔第１図 ヒ２ 第２図
示す断面図および端面図、第２図は第１図の探触子で発
生される超音波ビームの説明図、第３図は該探触子で生
じる問題の説明図、第４図は本発明の詳細な説明するグ
ラフ、５１５図および第６図は本発明の実施例を示すブ
ロック図である０図面で、Ｍｌは第１のトランスデ、−
す、１ｍ ｅ Ｅｌは第２のトランスジユーサ、Ｄｉｅ
Ｄｓは開口、ｆｌ。 ｆ３は超音波の周波数である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔第１図 ヒ２ 第２図
Claims (1)
- 低周波数１１と高肩波歇ｆ３を含む周液数帯域で送受信
を行なう露１のトランスデ、−すと、低周波数ｆｘｅ含
む周液数帯域で送受信を行なう１１２のトランスデ、−
す會備え、該第１．纂２１１Ｄ）ランスデ、−１の開口
をよび送信超音波の周波数はトランスデユーサ前方の所
定の音場域で超音波ビーム形状が一致するように選定さ
れた超音波探触子の駆１に法において、該第１．第２の
トランスデ、−ｔの音響出力をはシー款あるいは所定の
比にするように該トランスデ、−すの駆動パワーｔＷ１
１１ｉｆることｔｑ＃黴とする超音波探触子の駆動法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101997A JPS582747A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 超音波探触子の駆動法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101997A JPS582747A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 超音波探触子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS582747A true JPS582747A (ja) | 1983-01-08 |
| JPH0142373B2 JPH0142373B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=14315456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56101997A Granted JPS582747A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 超音波探触子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582747A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5869537A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | 三栄測器株式会社 | 超音波撮像装置 |
| JPS5869534A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | 三栄測器株式会社 | 超音波送信装置 |
| JPS61228846A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | アロカ株式会社 | 超音波探触子 |
| JPH02305557A (ja) * | 1989-05-18 | 1990-12-19 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波探触子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310792A (ja) * | 1986-03-10 | 1988-01-18 | Takeda Chem Ind Ltd | 新規セフエム化合物 |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP56101997A patent/JPS582747A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310792A (ja) * | 1986-03-10 | 1988-01-18 | Takeda Chem Ind Ltd | 新規セフエム化合物 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5869537A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | 三栄測器株式会社 | 超音波撮像装置 |
| JPS5869534A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | 三栄測器株式会社 | 超音波送信装置 |
| JPS61228846A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | アロカ株式会社 | 超音波探触子 |
| JPH02305557A (ja) * | 1989-05-18 | 1990-12-19 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波探触子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0142373B2 (ja) | 1989-09-12 |
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