JPS6249836A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS6249836A JPS6249836A JP18971885A JP18971885A JPS6249836A JP S6249836 A JPS6249836 A JP S6249836A JP 18971885 A JP18971885 A JP 18971885A JP 18971885 A JP18971885 A JP 18971885A JP S6249836 A JPS6249836 A JP S6249836A
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- JP
- Japan
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- echo
- circuit
- grating lobe
- angle
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- Pending
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は電子走査方式の超音波診断装置に関する。
一般に、電子走査方式の超音波診断装置において、受信
ビームの指向性パターンには第１３図及び第１４図に示
すようにメインローブＭの両側１に大きなグレーティン
グローブＧを生ずる。このグレーティングローブＧは（
１１式に示す角度に発生する。
ビームの指向性パターンには第１３図及び第１４図に示
すようにメインローブＭの両側１に大きなグレーティン
グローブＧを生ずる。このグレーティングローブＧは（
１１式に示す角度に発生する。
但し、θや、θ−はグレーティングローブＧの発生する
角度、θ。は受信ビームの偏向角（すなわちメインロー
ブＭの発生角度）、λは超音波の波長、ｄは振動子間隔
である。尚、第１４図において便宜上ビーム中心軸から
図面に向って左側の平面の角度を＋、右側の平面の角度
を−とする。
角度、θ。は受信ビームの偏向角（すなわちメインロー
ブＭの発生角度）、λは超音波の波長、ｄは振動子間隔
である。尚、第１４図において便宜上ビーム中心軸から
図面に向って左側の平面の角度を＋、右側の平面の角度
を−とする。
超音波ビームの有効視野内において、グレーティングロ
ーブＧを発生させないためには、（１）式より ｌ ｓｉｎ θ 。 ± λ ／ｄ ｌ ＞
１ ・ｆ２１なる関係が成立すれば良い。
ーブＧを発生させないためには、（１）式より ｌ ｓｉｎ θ 。 ± λ ／ｄ ｌ ＞
１ ・ｆ２１なる関係が成立すれば良い。
（２）式が成立するためには、一般的にｄ−小とすれば
良い。例えば、超音波周波数１ ＝ ３．７５ＭＩＩｚ
。
良い。例えば、超音波周波数１ ＝ ３．７５ＭＩＩｚ
。
音速Ｖ ＝ １５３０ ｍ／ｓｅｃ、有効視野を±４５
°とすると、有効視野内にグレーティングローブＧを発
生させないためにはｄ ＜ ０．２５ ｍｍとする必要
がある。
°とすると、有効視野内にグレーティングローブＧを発
生させないためにはｄ ＜ ０．２５ ｍｍとする必要
がある。
しかしながら、超音波ビームの方位分解能の向上、ある
いは超音波受信（送信）パワー等の点から、同時受信（
送信）振動子列の口径はある値以上必要であるため、振
動子間隔ｄを小さくすることは、一般に同時駆動振動子
数の増加を招き、超音波診断装置の送受信系の回路が複
雑となる問題がある。また、このグレーティングローブ
の発生角の方向に強い反射源があると、超音波診断装置
はその方向のエコーを受信し、虚像を生ずることになる
。
いは超音波受信（送信）パワー等の点から、同時受信（
送信）振動子列の口径はある値以上必要であるため、振
動子間隔ｄを小さくすることは、一般に同時駆動振動子
数の増加を招き、超音波診断装置の送受信系の回路が複
雑となる問題がある。また、このグレーティングローブ
の発生角の方向に強い反射源があると、超音波診断装置
はその方向のエコーを受信し、虚像を生ずることになる
。
本発明は上記事情に基づいて成されたものであり、受信
時のグレーティングローブを抑圧することにより、超音
波画像のグレーティングローブによる虚像を減少させて
画質の向上を図る超音波診断装置を提供することを目的
とするものである。
時のグレーティングローブを抑圧することにより、超音
波画像のグレーティングローブによる虚像を減少させて
画質の向上を図る超音波診断装置を提供することを目的
とするものである。
上記目的を達成するための本発明の概要は複数の超音波
振動子をアレイ状に配列した振動子列からの超音波ビー
ムを受信して偏向及び集束する受信遅延回路と、この受
信遅延回路と並列に接続されて前記超音波ビームに含ま
れるグレーティングローブの発生する方向に指向特性を
もつ受信偏向回路と、この受信偏向回路の出力信号に基
づいて前記グレーティングローブからの虚像エコーと同
一タイミングで検波信号を出力する検波器と、前記受信
遅延回路の出力信号を前記検波信号により抑圧する可変
減衰回路とを備えたことを特徴とするものである。
振動子をアレイ状に配列した振動子列からの超音波ビー
ムを受信して偏向及び集束する受信遅延回路と、この受
信遅延回路と並列に接続されて前記超音波ビームに含ま
れるグレーティングローブの発生する方向に指向特性を
もつ受信偏向回路と、この受信偏向回路の出力信号に基
づいて前記グレーティングローブからの虚像エコーと同
一タイミングで検波信号を出力する検波器と、前記受信
遅延回路の出力信号を前記検波信号により抑圧する可変
減衰回路とを備えたことを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、ｎ
個の振動子を並べた同時受信振動子列ｌから発せられる
超音波エコーは受信遅延回路２で通常の受信エコーの偏
向、集束及び加算が行なわれる。
個の振動子を並べた同時受信振動子列ｌから発せられる
超音波エコーは受信遅延回路２で通常の受信エコーの偏
向、集束及び加算が行なわれる。
３はグレーティングローブの発生する角度θ。
に指向性をもつ受信偏向回路、４は角度θ−に指向性を
もつ受信偏向回路である。これらの受信偏向回路３．４
は例えば第２図に示すように遅延素子を使用して構成さ
れている。すなわち、各振動子からの超音波エコーはコ
ンデンサＣ及びトランジスタＴを介して各アナログスイ
ッチ５で遅延線６のタップを適宜選択する。これにより
、メインビームの指向角の変化に伴うグレーティングロ
ーブの発生角の変化に対応して指向特性を変化させ、受
信偏向回路３．４はグレーティングローブからの虚像エ
コーと同一タイミングで現われる信号を出力する。７は
アナログスイッチ５のタップコントロール回路である。
もつ受信偏向回路である。これらの受信偏向回路３．４
は例えば第２図に示すように遅延素子を使用して構成さ
れている。すなわち、各振動子からの超音波エコーはコ
ンデンサＣ及びトランジスタＴを介して各アナログスイ
ッチ５で遅延線６のタップを適宜選択する。これにより
、メインビームの指向角の変化に伴うグレーティングロ
ーブの発生角の変化に対応して指向特性を変化させ、受
信偏向回路３．４はグレーティングローブからの虚像エ
コーと同一タイミングで現われる信号を出力する。７は
アナログスイッチ５のタップコントロール回路である。
８．９は各々受信遅延回路３．４に接続して、これらの
回路の受信エコーを適当に減衰させる減衰器である。こ
の減衰された受信エコーは加算器１０で加算された後、
検波器１１へ送られる。検波器１１はこの受信エコーか
らグレーティングローブによる虚像信号が現われようと
する時間軸上の位置に対応した検波信号を出力する。こ
れらの減衰器８，９．加算器１０及び検波器１１の具体
的な実施例を第３図に示す。すなわち、減衰器８゜９は
各々抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列接続して分圧するものから構
成され、加算器ＩＯはトランジスタＴ、と抵抗Ｒ３から
構成され、検波器１１はトランジスタＴｚ、ダイオード
Ｄ、ＣＲ回路、トランジスタＴ３及び抵抗Ｒ２から構成
されている。
回路の受信エコーを適当に減衰させる減衰器である。こ
の減衰された受信エコーは加算器１０で加算された後、
検波器１１へ送られる。検波器１１はこの受信エコーか
らグレーティングローブによる虚像信号が現われようと
する時間軸上の位置に対応した検波信号を出力する。こ
れらの減衰器８，９．加算器１０及び検波器１１の具体
的な実施例を第３図に示す。すなわち、減衰器８゜９は
各々抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列接続して分圧するものから構
成され、加算器ＩＯはトランジスタＴ、と抵抗Ｒ３から
構成され、検波器１１はトランジスタＴｚ、ダイオード
Ｄ、ＣＲ回路、トランジスタＴ３及び抵抗Ｒ２から構成
されている。
１２は可変減衰回路であり、検波器１１がらの検波信号
により受信遅延回路２の受信エコーに含まれる虚像エコ
ーを抑圧するものである。この可変減衰回路１２は第４
図に示すように、検波信号により抵抗値が制御されるＦ
ＥＴ１３． この抵抗値の変動により受信遅延回路２か
らの受信エコーを減衰させる増幅器１４から構成され、
増幅率はＲＡ／Ｒ１１となる。（但し、ＲＡ ：抵抗Ｒ
６の抵抗値、Ｒ，：ＦＥＴの抵抗値）。
により受信遅延回路２の受信エコーに含まれる虚像エコ
ーを抑圧するものである。この可変減衰回路１２は第４
図に示すように、検波信号により抵抗値が制御されるＦ
ＥＴ１３． この抵抗値の変動により受信遅延回路２か
らの受信エコーを減衰させる増幅器１４から構成され、
増幅率はＲＡ／Ｒ１１となる。（但し、ＲＡ ：抵抗Ｒ
６の抵抗値、Ｒ，：ＦＥＴの抵抗値）。
以上のように構成される本発明装置は、超音波エコーを
受信する受信遅延回路２とは別にこれに並列に角度θ。
受信する受信遅延回路２とは別にこれに並列に角度θ。
とθ−に指向性をもつ受信偏向回路３，４を設け、この
受信偏向回路３．４の出力をグレーティングローブによ
る虚像信号とみなし、その出力振幅によって受信虚像エ
コー信号を抑圧するものである。ここで、受信偏向回路
３．４自体も第５図、第６図に示すようにグレーティン
グローブＧを有し、前記（１１式かられかるように、そ
の発生角の１つは受信遅延回路２のメインローブＭの角
度と一致する。次に、便宜上第７図に示すように、振動
子列の中心０から半径ｒの円周上に理想ビンポールター
ゲットを移動させた状態について考える。受信指向性が
第１３図のような状態であった時、第７図のＡ点以外の
Ｂ点及び０点でも受信信号が現われ、これらがグレーテ
ィングローブによる虚像となる。第８図は時間軸表示の
エコー波形を示し、（ａ）はＡ点による真のエコー。
受信偏向回路３．４の出力をグレーティングローブによ
る虚像信号とみなし、その出力振幅によって受信虚像エ
コー信号を抑圧するものである。ここで、受信偏向回路
３．４自体も第５図、第６図に示すようにグレーティン
グローブＧを有し、前記（１１式かられかるように、そ
の発生角の１つは受信遅延回路２のメインローブＭの角
度と一致する。次に、便宜上第７図に示すように、振動
子列の中心０から半径ｒの円周上に理想ビンポールター
ゲットを移動させた状態について考える。受信指向性が
第１３図のような状態であった時、第７図のＡ点以外の
Ｂ点及び０点でも受信信号が現われ、これらがグレーテ
ィングローブによる虚像となる。第８図は時間軸表示の
エコー波形を示し、（ａ）はＡ点による真のエコー。
（ｂ）はＢ点及び０点によるグレーティングローブの虚
像エコーである。
像エコーである。
次に、角度θ、に指向性をもつ受信偏向回路３の受信指
向性が第５図のような状態の時、Ｂ点が真のエコー源と
なる。第９図はこの時の時間軸表示のエコー波形を示し
、（ａ）はＢ点からのエコーであり、このエコーを減衰
器８で適当に減衰させ、これが発生するタイミングを検
波器１１で検波する。。（ｂ）はＢ点の減衰、検波され
たエコーを示し、（ｃ）はＡ点における虚像エコーを、
（ｄ、）はこの虚像エコーを同様に減衰したものを示し
ている。検波器１１で検出される検波信号は受信遅延回
路２のグレーティングローブの虚像エコーと同一のタイ
ミングで現われるから、その出力信号を利用して可変減
衰回路１２は受信遅延回路２の受信エコーに含まれる虚
像エコーを抑圧する。尚、角度θ−に指向性をもつ受信
偏向回路４も同様な操作により、そのエコーを減衰器９
で減衰させ、加算器１０で減衰器８の出力と加算され、
検波器１１が検波信号を出力する。この場合、受信偏向
回路３．４の出力電圧すなわち、検波器１１の出力電圧
が大きい程、可変減衰回路１２の抑圧（減衰）量は大と
なるようにする。
向性が第５図のような状態の時、Ｂ点が真のエコー源と
なる。第９図はこの時の時間軸表示のエコー波形を示し
、（ａ）はＢ点からのエコーであり、このエコーを減衰
器８で適当に減衰させ、これが発生するタイミングを検
波器１１で検波する。。（ｂ）はＢ点の減衰、検波され
たエコーを示し、（ｃ）はＡ点における虚像エコーを、
（ｄ、）はこの虚像エコーを同様に減衰したものを示し
ている。検波器１１で検出される検波信号は受信遅延回
路２のグレーティングローブの虚像エコーと同一のタイ
ミングで現われるから、その出力信号を利用して可変減
衰回路１２は受信遅延回路２の受信エコーに含まれる虚
像エコーを抑圧する。尚、角度θ−に指向性をもつ受信
偏向回路４も同様な操作により、そのエコーを減衰器９
で減衰させ、加算器１０で減衰器８の出力と加算され、
検波器１１が検波信号を出力する。この場合、受信偏向
回路３．４の出力電圧すなわち、検波器１１の出力電圧
が大きい程、可変減衰回路１２の抑圧（減衰）量は大と
なるようにする。
従って、メインローブがＡ点を向いている時、もしグレ
ーティングローブ発生方向に強い反射源があると、それ
は第８図に示すようにｔ ＝ ｒ ／ ｖ（■：超音波
の音速）の時間軸上の位置に大きなグレーティングロー
ブによる虚像信号が現われようとするが、同時に検波器
１１にはｔ ＝ ｒ ／ ｖに対応した検波信号が現わ
れ、結果的に虚像信号が抑圧されることになる。但し、
抑圧効果が極端に大きすぎると、ｔ ＝ ｒ ／ ｖの
位置のエコーが無くなり、不自然となるため、減衰量は
実用上適宜な値に設定する。また、ｔ ＝ ｒ ／ ｖ
の位置にはグレーティングローブによる虚像エコー以外
の真のエコーも存在している場合もあり得るが、虚像エ
コーが大きい場合は虚像エコーに真のエコーが埋没して
いるため、真のエコーは識別不可能となる。
ーティングローブ発生方向に強い反射源があると、それ
は第８図に示すようにｔ ＝ ｒ ／ ｖ（■：超音波
の音速）の時間軸上の位置に大きなグレーティングロー
ブによる虚像信号が現われようとするが、同時に検波器
１１にはｔ ＝ ｒ ／ ｖに対応した検波信号が現わ
れ、結果的に虚像信号が抑圧されることになる。但し、
抑圧効果が極端に大きすぎると、ｔ ＝ ｒ ／ ｖの
位置のエコーが無くなり、不自然となるため、減衰量は
実用上適宜な値に設定する。また、ｔ ＝ ｒ ／ ｖ
の位置にはグレーティングローブによる虚像エコー以外
の真のエコーも存在している場合もあり得るが、虚像エ
コーが大きい場合は虚像エコーに真のエコーが埋没して
いるため、真のエコーは識別不可能となる。
従って、本発明は大きな虚像エコーから真のエコーを取
り出す方法ではなく、大きな虚像エコー（それに埋没さ
れている真のエコーも共にではあるが）を抑圧させよう
とするものである。これによってグレーティングローブ
の発生角に現れる大きな虚像エコーを抑圧し、真のエコ
ー像に近づけることができ、画質の向上が図れる。尚、
本発明を実現させるためには、第５図及び第６図におけ
るメインローブＭの大きさはグレーティングローブＧよ
りも大きいことが必要である。つまり、第７図において
、指向性をＢ点に向けた時、Ａ点にグレーティングロー
ブが現われるが、Ａ点には本来の真のエコーが存在して
いるから、Ａ点の抑圧量がＢ点の抑圧量よりも大きくな
ることは都合が悪いからである。
り出す方法ではなく、大きな虚像エコー（それに埋没さ
れている真のエコーも共にではあるが）を抑圧させよう
とするものである。これによってグレーティングローブ
の発生角に現れる大きな虚像エコーを抑圧し、真のエコ
ー像に近づけることができ、画質の向上が図れる。尚、
本発明を実現させるためには、第５図及び第６図におけ
るメインローブＭの大きさはグレーティングローブＧよ
りも大きいことが必要である。つまり、第７図において
、指向性をＢ点に向けた時、Ａ点にグレーティングロー
ブが現われるが、Ａ点には本来の真のエコーが存在して
いるから、Ａ点の抑圧量がＢ点の抑圧量よりも大きくな
ることは都合が悪いからである。
第１０図及び第１１図に指向性特性の計算機シミュレー
ションによる具体例が示されている。これらは同時受信
振動子数を３２個、振動子間ピッチを０．３７ ｍｍと
し、受信エコーが第１２図のようなｆ＝３．５ＭＨｚの
場合の計算結果である。偏向角θ。＝＋４０°とし、電
子集束焦点を５ｃ＋ｎ、深度を５ｃｍの指向特性は第１
０図のようになり、グレーティングローブは一３２°の
方向に発生し、その大きさはメインローブに対して一２
３ｄＢとなる。
ションによる具体例が示されている。これらは同時受信
振動子数を３２個、振動子間ピッチを０．３７ ｍｍと
し、受信エコーが第１２図のようなｆ＝３．５ＭＨｚの
場合の計算結果である。偏向角θ。＝＋４０°とし、電
子集束焦点を５ｃ＋ｎ、深度を５ｃｍの指向特性は第１
０図のようになり、グレーティングローブは一３２°の
方向に発生し、その大きさはメインローブに対して一２
３ｄＢとなる。
また、偏向角を一３２°にして、非集束、深度５ｃｍの
指向特性は、第１１図のようになり、グレーティングロ
ーブは＋４０°の方向に発生し、その大きさはメインロ
ーブに対して一１８ｄＢとなる。
指向特性は、第１１図のようになり、グレーティングロ
ーブは＋４０°の方向に発生し、その大きさはメインロ
ーブに対して一１８ｄＢとなる。
以上詳述したように本発明によればグレーティングロー
ブの発生方向に強い反射源が存在しても、グレーティン
グローブにより発生する強い虚像エコーを抑圧すること
ができるため、超音波画像のグレーティングローブによ
る虚像を減少させて画質の向上を図る超音波診断装置を
提供することができる。
ブの発生方向に強い反射源が存在しても、グレーティン
グローブにより発生する強い虚像エコーを抑圧すること
ができるため、超音波画像のグレーティングローブによ
る虚像を減少させて画質の向上を図る超音波診断装置を
提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
受信偏向回路の一実施例を示す回路図、第３図は減衰器
、加算器、検波器の一実施例を示す回路図、第４図は可
変増幅回路の一実施例を示す回路図、第５図は角度θ。 に指向特性をもつ受信エコーの説明図、第６図は角度θ
−に指向特性をもつ受信エコーの説明図、第７図は受信
エコーを説明する説明図、第８図は角度θ。に指向特性
をもつ時間軸表示のエコー波形図、第９図は角度θ、に
指向特性をもつ時間軸表示のエコー波形図、第１０図〜
第１２図は計算機シミュレーションによる指向特性図、
第１３図及び第１４図は角度θ。に指向特性をもつ受信
エコーの説明図である。 ｌ・・・、同時受信振動子列、２・・・受信遅延回路、
３．４・・・受信偏向回路、８，９・・・減衰器、１１
・・・検波器、１２・・・可変減衰回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 大胡典夫
受信偏向回路の一実施例を示す回路図、第３図は減衰器
、加算器、検波器の一実施例を示す回路図、第４図は可
変増幅回路の一実施例を示す回路図、第５図は角度θ。 に指向特性をもつ受信エコーの説明図、第６図は角度θ
−に指向特性をもつ受信エコーの説明図、第７図は受信
エコーを説明する説明図、第８図は角度θ。に指向特性
をもつ時間軸表示のエコー波形図、第９図は角度θ、に
指向特性をもつ時間軸表示のエコー波形図、第１０図〜
第１２図は計算機シミュレーションによる指向特性図、
第１３図及び第１４図は角度θ。に指向特性をもつ受信
エコーの説明図である。 ｌ・・・、同時受信振動子列、２・・・受信遅延回路、
３．４・・・受信偏向回路、８，９・・・減衰器、１１
・・・検波器、１２・・・可変減衰回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 大胡典夫
Claims (1)
- 複数の超音波振動子をアレイ状に配列した振動子列から
の超音波ビームを受信して偏向及び集束する受信遅延回
路と、この受信遅延回路と並列に接続されて前記超音波
ビームに含まれるグレーティングローブの発生する方向
に指向特性をもつ受信偏向回路と、この受信偏向回路の
出力信号に基づいて前記グレーティングローブからの虚
像エコーと同一タイミングで検波信号を出力する検波器
と、前記受信遅延回路の出力信号を前記検波信号により
抑圧する可変減衰回路とを備えたことを特徴とする超音
波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18971885A JPS6249836A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18971885A JPS6249836A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249836A true JPS6249836A (ja) | 1987-03-04 |
Family
ID=16246026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18971885A Pending JPS6249836A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6249836A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009095446A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP18971885A patent/JPS6249836A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009095446A (ja) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
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