JP2000152930A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP2000152930A JP2000152930A JP10330801A JP33080198A JP2000152930A JP 2000152930 A JP2000152930 A JP 2000152930A JP 10330801 A JP10330801 A JP 10330801A JP 33080198 A JP33080198 A JP 33080198A JP 2000152930 A JP2000152930 A JP 2000152930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高調波成分の少ない送信ができ、ハーモニック
イメージングにおいて造影剤の抽出能に優れた画像を提
示する超音波診断装置を提供すること。 【解決手段】送信系から振動子に送信信号を印加するこ
とにより被検体に超音波を送信し、被検体からのエコー
を受信系で受信し該受信信号を処理することにより超音
波情報を取得する超音波診断装置において、前記送信系
１１は、入力波形に従って所定の増幅度で増幅された任
意の波形を送信する任意波形送信手段２１を具備する。
イメージングにおいて造影剤の抽出能に優れた画像を提
示する超音波診断装置を提供すること。 【解決手段】送信系から振動子に送信信号を印加するこ
とにより被検体に超音波を送信し、被検体からのエコー
を受信系で受信し該受信信号を処理することにより超音
波情報を取得する超音波診断装置において、前記送信系
１１は、入力波形に従って所定の増幅度で増幅された任
意の波形を送信する任意波形送信手段２１を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体に超音波を送
信して得られる受信信号により生体の断層像等を映像化
する超音波診断装置に関し、特に、超音波を送信するた
めの送信系に関する。
信して得られる受信信号により生体の断層像等を映像化
する超音波診断装置に関し、特に、超音波を送信するた
めの送信系に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波を医学的に応用した装置としては
種々のものがあるが、その主流は超音波パルス反射法を
用いて生体軟部組織の断層像を表示する超音波診断装置
である。この超音波診断装置は、無侵襲で組織の断層像
を表示するものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、
ＭＲＩ、および核医学診断装置などと比べて、リアルタ
イム表示が可能、装置が小型で安価、Ｘ線被爆が無く安
全性が高く、さらに超音波ドプラ法により血流イメージ
ングが可能であるなど、独自の特徴を有している。
種々のものがあるが、その主流は超音波パルス反射法を
用いて生体軟部組織の断層像を表示する超音波診断装置
である。この超音波診断装置は、無侵襲で組織の断層像
を表示するものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、
ＭＲＩ、および核医学診断装置などと比べて、リアルタ
イム表示が可能、装置が小型で安価、Ｘ線被爆が無く安
全性が高く、さらに超音波ドプラ法により血流イメージ
ングが可能であるなど、独自の特徴を有している。
【０００３】このため、心臓、腹部、乳腺、泌尿器、産
婦人科など、その活用分野は広い。特に、超音波プロー
ブを体表から当てるだけの簡便な操作で、心臓の拍動や
血流の流れが観測でき、安全性も高いため、繰り返し使
用が可能なほか、ベッドサイドに移動して検査ができる
など可搬性にも優れている。
婦人科など、その活用分野は広い。特に、超音波プロー
ブを体表から当てるだけの簡便な操作で、心臓の拍動や
血流の流れが観測でき、安全性も高いため、繰り返し使
用が可能なほか、ベッドサイドに移動して検査ができる
など可搬性にも優れている。
【０００４】このように様々な優位性のある超音波診断
装置であるが、近年ではさらに微少気泡を主成分とする
超音波造影剤が開発され、その一部はすでに実用されて
おり、この造影剤により主に循環器系の診断に著しい効
果を発揮している。
装置であるが、近年ではさらに微少気泡を主成分とする
超音波造影剤が開発され、その一部はすでに実用されて
おり、この造影剤により主に循環器系の診断に著しい効
果を発揮している。
【０００５】この造影剤での反射の動きには、非線形現
象を伴う、つまり、超音波がこの造影剤で反射されると
基本周波数の整数倍に相当する高周波成分（ハーモニッ
ク成分）が生じることが知られている。
象を伴う、つまり、超音波がこの造影剤で反射されると
基本周波数の整数倍に相当する高周波成分（ハーモニッ
ク成分）が生じることが知られている。
【０００６】そこで、このハーモニック成分だけを抽出
して画像化すれば（この画像法はハーモニックイメージ
ングと呼ばれる）、主に造影剤を高コントラストで観測
することがでやきるが、ここに幾つかの問題点が存在す
る。
して画像化すれば（この画像法はハーモニックイメージ
ングと呼ばれる）、主に造影剤を高コントラストで観測
することがでやきるが、ここに幾つかの問題点が存在す
る。
【０００７】図１０に従来のハーモニックイメージング
が可能な超音波診断装置の送受信系の主要な構成を示
す。また、図１１に同じく従来のハーモニックイメージ
ングが可能な超音波診断装置の送信パルサのスイッチン
グ部の基本構成を示す。
が可能な超音波診断装置の送受信系の主要な構成を示
す。また、図１１に同じく従来のハーモニックイメージ
ングが可能な超音波診断装置の送信パルサのスイッチン
グ部の基本構成を示す。
【０００８】図１０において、送信系１１は、一定の繰
り返しでトリガ信号が発生するトリガコントローラ１を
有する。このトリガコントローラ１からのトリガ信号で
送信パルサ２のスイッチ素子が微少期間だけオンすると
電源電圧が矩形のパルス波として振動子３に印加され
て、振動子３から超音波パルスが発生する。
り返しでトリガ信号が発生するトリガコントローラ１を
有する。このトリガコントローラ１からのトリガ信号で
送信パルサ２のスイッチ素子が微少期間だけオンすると
電源電圧が矩形のパルス波として振動子３に印加され
て、振動子３から超音波パルスが発生する。
【０００９】一方、受信系１２にあって、振動子３から
発生された超音波パルスは図示しない被検体に送信さ
れ、被検体からのエコーを振動子３が受信し、そのエコ
ー信号は高電圧リミッタ４を経て増幅器（AMP）５によ
り増幅され、該増幅された信号は、ローパスフィルタ
（LPF）６を経てアナログ・デジタル変換器（ADC）７に
よりデジタル信号に変換された後、信号処理系８にて断
層像等の診断情報が生成され、モニタ９にて表示され
る。送信系１１、受信系１２及び信号処理系８に対する
必要な指令は、システムコントローラ１０から与えら
る。
発生された超音波パルスは図示しない被検体に送信さ
れ、被検体からのエコーを振動子３が受信し、そのエコ
ー信号は高電圧リミッタ４を経て増幅器（AMP）５によ
り増幅され、該増幅された信号は、ローパスフィルタ
（LPF）６を経てアナログ・デジタル変換器（ADC）７に
よりデジタル信号に変換された後、信号処理系８にて断
層像等の診断情報が生成され、モニタ９にて表示され
る。送信系１１、受信系１２及び信号処理系８に対する
必要な指令は、システムコントローラ１０から与えら
る。
【００１０】また、図１１に示すように、送信パルサの
スイッチング部にあっては、トリガコントローラ１から
の図１１に示すトリガ信号Ｔrig１，Ｔrig２によりオン
・オフするMOSFET２a，２bにより電源電圧Ｖp，Ｖnをス
イッチングする。該スイッチングされた出力を、トリガ
コントローラ１からのトリガ信号Ｔrig３により動作す
るMOSFET２cによりオンオフすることにより、図１２に
示す出力が得られ、振動子３に与えられる。
スイッチング部にあっては、トリガコントローラ１から
の図１１に示すトリガ信号Ｔrig１，Ｔrig２によりオン
・オフするMOSFET２a，２bにより電源電圧Ｖp，Ｖnをス
イッチングする。該スイッチングされた出力を、トリガ
コントローラ１からのトリガ信号Ｔrig３により動作す
るMOSFET２cによりオンオフすることにより、図１２に
示す出力が得られ、振動子３に与えられる。
【００１１】ここで、上述した振動子３から発生される
超音波パルスについて検討する。すなわち、振動子３か
ら発生されるパルス波は、種々のアプリケーションに対
応して感度を高くする場合には、波数を複数のパルス列
にするバースト波として送信するなど変更して用いられ
ている。図１３は、送信波がウェイティング関数をかけ
た正弦波と矩形のバースト波の場合におけるスペクトラ
ムの相違を示す図である。
超音波パルスについて検討する。すなわち、振動子３か
ら発生されるパルス波は、種々のアプリケーションに対
応して感度を高くする場合には、波数を複数のパルス列
にするバースト波として送信するなど変更して用いられ
ている。図１３は、送信波がウェイティング関数をかけ
た正弦波と矩形のバースト波の場合におけるスペクトラ
ムの相違を示す図である。
【００１２】このような矩形波には基本波成分のほか、
その整数倍の成分を持つ高調波成分も多く含まれてい
る。ハーモニックイメージングを行う場合、反射波から
抽出した成分には造影剤による非線形のハーモニック成
分の他、送信波形にもともと含まれている高周波成分も
混在することになり、造影剤の抽出能が低下してしまう
という問題がある。
その整数倍の成分を持つ高調波成分も多く含まれてい
る。ハーモニックイメージングを行う場合、反射波から
抽出した成分には造影剤による非線形のハーモニック成
分の他、送信波形にもともと含まれている高周波成分も
混在することになり、造影剤の抽出能が低下してしまう
という問題がある。
【００１３】また、超音波を発生させる超音波振動子３
は、適応部位によって、周波数、形状が異なるプローブ
として複数切り替えて接続される。
は、適応部位によって、周波数、形状が異なるプローブ
として複数切り替えて接続される。
【００１４】超音波振動子３は電気的等価回路で示すと
主な容量成分のほか、Ｒ，Ｌ，Ｃが複数接続されたよう
な共振回路になっている。つまり、送信回路の負荷であ
る振動子は周波数により異なるインピーダンス特性を示
し、広帯域な送信スペクトラムで送信しても、振動子３
の特性に依存して超音波の反射スペクトラムが変形して
しまう。これは振動子３の共振点を外れた帯域の成分を
使って映像化する場合に、反射信号レベルが小さいため
にノイズの影響を受けやすいという問題がある。
主な容量成分のほか、Ｒ，Ｌ，Ｃが複数接続されたよう
な共振回路になっている。つまり、送信回路の負荷であ
る振動子は周波数により異なるインピーダンス特性を示
し、広帯域な送信スペクトラムで送信しても、振動子３
の特性に依存して超音波の反射スペクトラムが変形して
しまう。これは振動子３の共振点を外れた帯域の成分を
使って映像化する場合に、反射信号レベルが小さいため
にノイズの影響を受けやすいという問題がある。
【００１５】また、プローブ及びケーブルにおける伝送
系の寄生インピーダンスによっても、同様にスペクトラ
ムが変形され、目的とする超音波の反射スペクトラムが
得られないという問題がある。
系の寄生インピーダンスによっても、同様にスペクトラ
ムが変形され、目的とする超音波の反射スペクトラムが
得られないという問題がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ハー
モニックイメージングの際の送信波のハーモニック成分
を減らすことができる超音波診断装置を提供することに
ある。
モニックイメージングの際の送信波のハーモニック成分
を減らすことができる超音波診断装置を提供することに
ある。
【００１７】また、本発明の他の目的は、超音波振動子
の種類によらず、広帯域に超音波の反射スペクトラムが
得られる超音波診断装置を提供することにある。
の種類によらず、広帯域に超音波の反射スペクトラムが
得られる超音波診断装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次のような手段を講ずる。すなわち、送信系か
ら振動子に送信信号を印加することにより被検体に超音
波を送信し、被検体からのエコーを受信系で受信し該受
信信号を処理することにより超音波情報を取得する超音
波診断装置において、前記送信系は、入力波形に従って
所定の増幅度で増幅された任意の波形を送信する任意波
形送信手段を具備することを特徴とする。
するため次のような手段を講ずる。すなわち、送信系か
ら振動子に送信信号を印加することにより被検体に超音
波を送信し、被検体からのエコーを受信系で受信し該受
信信号を処理することにより超音波情報を取得する超音
波診断装置において、前記送信系は、入力波形に従って
所定の増幅度で増幅された任意の波形を送信する任意波
形送信手段を具備することを特徴とする。
【００１９】このような手段を講じたことにより、任意
波形送信手段にて高周波成分の小さな波形で送信した
り、振動子や伝送系のインピーダンスを考慮して入力に
補正を加えるようにし、送信波のハーモニック成分の低
減を図り、また超音波振動子の種類によらずに広帯域に
超音波の反射スペクトラムが得られるようなる。
波形送信手段にて高周波成分の小さな波形で送信した
り、振動子や伝送系のインピーダンスを考慮して入力に
補正を加えるようにし、送信波のハーモニック成分の低
減を図り、また超音波振動子の種類によらずに広帯域に
超音波の反射スペクトラムが得られるようなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【００２１】図１は、本発明の第１の実施形態の回路図
であり、任意波形送信手段を構成する、送信パルサにお
けるリニアドライバ出力部を示す回路図である。
であり、任意波形送信手段を構成する、送信パルサにお
けるリニアドライバ出力部を示す回路図である。
【００２２】図１に示すように、本実施形態のリニアド
ライバ出力部は、カスコード接続されたバイポーラトラ
ンジスタ１３，１４を有して入力信号を受ける増幅段
と、この増幅段の出力を電流増幅する、バイポーラトラ
ンジスタ１５ａ，１５bからなる出力バッファ段１５
と、前記増幅段及び出力バッファ段１５に接続される抵
抗１６，１７，１８と、ＤＣカット用キャパシタンス１
９と、バイアス電圧ＶＢを与える電源２０とで構成され
る。
ライバ出力部は、カスコード接続されたバイポーラトラ
ンジスタ１３，１４を有して入力信号を受ける増幅段
と、この増幅段の出力を電流増幅する、バイポーラトラ
ンジスタ１５ａ，１５bからなる出力バッファ段１５
と、前記増幅段及び出力バッファ段１５に接続される抵
抗１６，１７，１８と、ＤＣカット用キャパシタンス１
９と、バイアス電圧ＶＢを与える電源２０とで構成され
る。
【００２３】ここで、入力信号Ｖinの電圧波形は、カス
コード接続されたトランジスタ１３，１４からなる増幅
段により、抵抗１６と抵抗１７との値ＲＥ，ＲＣで決定
される増幅度（ＲＣ／ＲＥ）で増幅される。この増幅出
力は、出力バッファ段１５で電流増幅され、ＤＣカット
用キャパシタンス１９を経て振動子３へ供給される。
コード接続されたトランジスタ１３，１４からなる増幅
段により、抵抗１６と抵抗１７との値ＲＥ，ＲＣで決定
される増幅度（ＲＣ／ＲＥ）で増幅される。この増幅出
力は、出力バッファ段１５で電流増幅され、ＤＣカット
用キャパシタンス１９を経て振動子３へ供給される。
【００２４】抵抗１６と抵抗１７との値ＲＥ，ＲＣおよ
びバイアス電圧ＶＢで決定されるバイアス電流ｉbが、
トランジスタ１５ａ，１５bからなるトランジスタ増幅
段に流れ、このバイアス電流ｉbが、負荷である振動子
３へ供給される電力を除いた定常的な回路の消費電流を
ほぼ決定する。尚、本実施形態のリニアドライバを高速
に動作させるには、このバイアス電流ｉbを大きくする
必要がある。
びバイアス電圧ＶＢで決定されるバイアス電流ｉbが、
トランジスタ１５ａ，１５bからなるトランジスタ増幅
段に流れ、このバイアス電流ｉbが、負荷である振動子
３へ供給される電力を除いた定常的な回路の消費電流を
ほぼ決定する。尚、本実施形態のリニアドライバを高速
に動作させるには、このバイアス電流ｉbを大きくする
必要がある。
【００２５】本実施形態によれば、リニアドライバによ
れば任意の波形の送信出力を発生することができる。従
って、高周波成分の小さな波形で送信したり、振動子や
伝送系のインピーダンスを考慮して入力に補正を加える
ことができるので、送信波のハーモニック成分の低減を
図ることができ、また超音波振動子の種類によらずに広
帯域に超音波の反射スペクトラムが得られるようなる。
れば任意の波形の送信出力を発生することができる。従
って、高周波成分の小さな波形で送信したり、振動子や
伝送系のインピーダンスを考慮して入力に補正を加える
ことができるので、送信波のハーモニック成分の低減を
図ることができ、また超音波振動子の種類によらずに広
帯域に超音波の反射スペクトラムが得られるようなる。
【００２６】次に図２を参照して本発明に係るリニアド
ライバの他の実施形態を説明する。本実施形態のリニア
ドライバを構成する回路は、MOSFETで構成され、１段の
増幅器になっている。本回路は反転動作をし、入力電圧
Ｖinが入力されると入力段MOSFET Ｍ１，Ｍ２から正負
の信号がそれぞれ伝達され、バイアス制御MOSFET Ｍ
３，Ｍ４を経て増幅段のMOSFET Ｍ７，Ｍ８で増幅され
る。増幅信号はバッファ段のMOSFET Ｍ９，Ｍ１０で電
流増幅され、振動子３へ供給される。
ライバの他の実施形態を説明する。本実施形態のリニア
ドライバを構成する回路は、MOSFETで構成され、１段の
増幅器になっている。本回路は反転動作をし、入力電圧
Ｖinが入力されると入力段MOSFET Ｍ１，Ｍ２から正負
の信号がそれぞれ伝達され、バイアス制御MOSFET Ｍ
３，Ｍ４を経て増幅段のMOSFET Ｍ７，Ｍ８で増幅され
る。増幅信号はバッファ段のMOSFET Ｍ９，Ｍ１０で電
流増幅され、振動子３へ供給される。
【００２７】本実施形態によるMOSFETで構成されたリニ
アドライバによれば、任意の波形の送信出力を発生する
ことができる。従って、先の実施形態と同様に高周波成
分の小さな波形で送信したり、振動子や伝送系のインピ
ーダンスを考慮して入力に補正を加えることができるの
で、送信波のハーモニック成分の低減を図ることがで
き、また超音波振動子の種類によらずに広帯域に超音波
の反射スペクトラムが得られるようなる。
アドライバによれば、任意の波形の送信出力を発生する
ことができる。従って、先の実施形態と同様に高周波成
分の小さな波形で送信したり、振動子や伝送系のインピ
ーダンスを考慮して入力に補正を加えることができるの
で、送信波のハーモニック成分の低減を図ることがで
き、また超音波振動子の種類によらずに広帯域に超音波
の反射スペクトラムが得られるようなる。
【００２８】なお、本実施形態の回路は、バイアス電圧
ＶＡ，ＶＢで決定されるバイアス電流を増幅段、および
入力段に流している。ここに、本回路を高速で動作させ
るにはこのバイアス電流を大きくする必要がある。
ＶＡ，ＶＢで決定されるバイアス電流を増幅段、および
入力段に流している。ここに、本回路を高速で動作させ
るにはこのバイアス電流を大きくする必要がある。
【００２９】上述した第１，第２の実施形態にあって、
リニアドライバは高速化のためにバイアス電流を多く流
す必要があるが、超音波診断装置では、振動子チャンネ
ル数や、装置のグレードにより６４ＣＨや１２８ＣＨ，
２５６ＣＨといった送信回路のチャンネル数を必要とす
る。
リニアドライバは高速化のためにバイアス電流を多く流
す必要があるが、超音波診断装置では、振動子チャンネ
ル数や、装置のグレードにより６４ＣＨや１２８ＣＨ，
２５６ＣＨといった送信回路のチャンネル数を必要とす
る。
【００３０】従って、高速化のためにリニアドライバの
バイアス電流を多く流すと、装置全体の消費電力が増加
してしまうという欠点がある。また、消費電力が増える
と、発熱量も増え、装置の冷却が大規模になってくる。
バイアス電流を多く流すと、装置全体の消費電力が増加
してしまうという欠点がある。また、消費電力が増える
と、発熱量も増え、装置の冷却が大規模になってくる。
【００３１】次に、本発明の他の実施形態として、図３
を参照して、上述した消費電力を減らすことが可能なリ
ニアドライバを説明する。
を参照して、上述した消費電力を減らすことが可能なリ
ニアドライバを説明する。
【００３２】図３の回路においては、図１のリニアドラ
イバにバイアス電流を制御する構成を設けたものであ
る。図３と図１とにおいて増幅部分は同一であるが、入
力トランジスタ１４のベースにバイアス制御電源（Ｖco
nt）２０が接続され、抵抗２１及びキャパシタンス２２
が設けられている。また、出力ラインには、ローパスフ
ィルタ（LPF）１９´が設けられている。
イバにバイアス電流を制御する構成を設けたものであ
る。図３と図１とにおいて増幅部分は同一であるが、入
力トランジスタ１４のベースにバイアス制御電源（Ｖco
nt）２０が接続され、抵抗２１及びキャパシタンス２２
が設けられている。また、出力ラインには、ローパスフ
ィルタ（LPF）１９´が設けられている。
【００３３】図４は、本実施形態の回路の各部の波形図
であり、バイアス制御電源（Ｖcont）と、入力信号と、
バイアス電流と、増幅段の出力電流ＶＩと、本回路の出
力との波形図を示しいる。
であり、バイアス制御電源（Ｖcont）と、入力信号と、
バイアス電流と、増幅段の出力電流ＶＩと、本回路の出
力との波形図を示しいる。
【００３４】本実施形態の回路において、リニアドライ
バは、送信信号を出力しないときに停止状態で良いた
め、バイアス制御電源（Ｖcont）２０をＬｏｗレベルに
しておくと、バイアス電流はＯＦＦとなり回路はほとん
ど電力を消費しない。
バは、送信信号を出力しないときに停止状態で良いた
め、バイアス制御電源（Ｖcont）２０をＬｏｗレベルに
しておくと、バイアス電流はＯＦＦとなり回路はほとん
ど電力を消費しない。
【００３５】一方、送信信号を出力するときには、バイ
アス制御電源（Ｖcont）２０をＨｉｇｈレベルにする。
この状態では、バイアス電流及び増幅段の出力電流ＶＩ
は図４に示すようになり、前述のリニアドライバと同じ
動作をする。
アス制御電源（Ｖcont）２０をＨｉｇｈレベルにする。
この状態では、バイアス電流及び増幅段の出力電流ＶＩ
は図４に示すようになり、前述のリニアドライバと同じ
動作をする。
【００３６】従って、送信信号を出力するとき、停止時
にバイアス制御電源（Ｖcont）２０の電圧をＨｉｇｈレ
ベルとＬｏｗレベルとに切り替えることで、平均的な回
路の消費電力を抑えることができる。
にバイアス制御電源（Ｖcont）２０の電圧をＨｉｇｈレ
ベルとＬｏｗレベルとに切り替えることで、平均的な回
路の消費電力を抑えることができる。
【００３７】例えば、送信の繰り返し周波数を５ｋＨｚ
（２００ｕＳ）とし、送信波形の前後にバイアス切り替
えの余裕をみて、バイアス電流を加える期間を２０uＳ
とすると、２００uＳの間に２０uＳの期間だけバイアス
電流を流せば良いことになり、常時バイアス電流を流す
場合と比べて、およそ１／１０に平均の消費電力を減ら
すことができる。
（２００ｕＳ）とし、送信波形の前後にバイアス切り替
えの余裕をみて、バイアス電流を加える期間を２０uＳ
とすると、２００uＳの間に２０uＳの期間だけバイアス
電流を流せば良いことになり、常時バイアス電流を流す
場合と比べて、およそ１／１０に平均の消費電力を減ら
すことができる。
【００３８】図５は上記と同様に消費電力を減らすこと
が可能なリニアドライバを示しており、図２に示すリニ
アドライバに、バイアス電流を制御する手段を設けたも
のである。この回路はＶＰ，ＶＮの２電源で動作するた
め、バイアス制御電源も２種類必要である。バイアス制
御MOSFET Ｍ３，Ｍ４のゲートにそれぞれ電圧ＶＧ１，
ＶＧ２を発生する制御電源ＣＳ１，ＣＳ２を接続してい
る。
が可能なリニアドライバを示しており、図２に示すリニ
アドライバに、バイアス電流を制御する手段を設けたも
のである。この回路はＶＰ，ＶＮの２電源で動作するた
め、バイアス制御電源も２種類必要である。バイアス制
御MOSFET Ｍ３，Ｍ４のゲートにそれぞれ電圧ＶＧ１，
ＶＧ２を発生する制御電源ＣＳ１，ＣＳ２を接続してい
る。
【００３９】図６は、本実施形態の回路の各部の波形図
であり、制御電源ＣＳ１，ＣＳ２の発生電圧波形、バイ
アス電流と、入力信号、出力（Ｖｏｕｔ）との波形図を
示しいる。
であり、制御電源ＣＳ１，ＣＳ２の発生電圧波形、バイ
アス電流と、入力信号、出力（Ｖｏｕｔ）との波形図を
示しいる。
【００４０】本実施形態の回路では、図６に示すよう
に、送信信号を出力する時にのみバイアス電流を流すよ
うに、制御電源ＣＳ１，ＣＳ２の電圧ＶＧ１，ＶＧ２
を、ＨｉｇｈとＬｏｗとに切り替えることで、送信信号
を出力しないときには電流を流さないようにし、もって
平均電流を減らすことができる。
に、送信信号を出力する時にのみバイアス電流を流すよ
うに、制御電源ＣＳ１，ＣＳ２の電圧ＶＧ１，ＶＧ２
を、ＨｉｇｈとＬｏｗとに切り替えることで、送信信号
を出力しないときには電流を流さないようにし、もって
平均電流を減らすことができる。
【００４１】図７は、送信超音波としてパルス波ＰＷと
連続波ＣＷとを切り替える機能を持つ超音波診断装置の
送信系の構成を示すブロック図である。超音波診断装置
は循環器系の血流量計測のために、連続波ＣＷで送受信
する機能を持つものがある。この連続波ＣＷでは発熱
や、音響パワー規制のため、およそ１０数Ｖppから２０
Ｖppの波高値で送信がなされる。波高値をみるとパルス
送信時の約１／１０の電圧で良い。
連続波ＣＷとを切り替える機能を持つ超音波診断装置の
送信系の構成を示すブロック図である。超音波診断装置
は循環器系の血流量計測のために、連続波ＣＷで送受信
する機能を持つものがある。この連続波ＣＷでは発熱
や、音響パワー規制のため、およそ１０数Ｖppから２０
Ｖppの波高値で送信がなされる。波高値をみるとパルス
送信時の約１／１０の電圧で良い。
【００４２】上述した各実施形態のリニアドライバ２１
に、プラス電圧ＶPH，ＶPLを与えるプラス側電源２２，
２３と、マイナス電圧ＶNH，ＶNLを与えるマイナス側電
源２４，２５を、スイッチ２６で切り替え可能に接続さ
れている。このスイッチ２６は、切替指令により切替動
作する。また、低電圧ＶPL，ＶNLを発生する電源２３，
２５は可変電源になっている。
に、プラス電圧ＶPH，ＶPLを与えるプラス側電源２２，
２３と、マイナス電圧ＶNH，ＶNLを与えるマイナス側電
源２４，２５を、スイッチ２６で切り替え可能に接続さ
れている。このスイッチ２６は、切替指令により切替動
作する。また、低電圧ＶPL，ＶNLを発生する電源２３，
２５は可変電源になっている。
【００４３】スイッチ２６をモードセレクタの切り替え
信号によりパルス波ＰＷによる駆動の時には、リニアド
ライバ２１のプラス側がＶPH、マイナス側がＶNHに接続
され、入力信号Ｖｉnに従ってゲイン倍された出力信号
を振動子３に供給するようになっている。
信号によりパルス波ＰＷによる駆動の時には、リニアド
ライバ２１のプラス側がＶPH、マイナス側がＶNHに接続
され、入力信号Ｖｉnに従ってゲイン倍された出力信号
を振動子３に供給するようになっている。
【００４４】一方、連続波ＣＷの駆動の時には、モード
セレクタ信号によりスイッチ２６により、リニアドライ
バ２１のプラス側ＶPL、マイナス側ＶNLに切り替わる。
セレクタ信号によりスイッチ２６により、リニアドライ
バ２１のプラス側ＶPL、マイナス側ＶNLに切り替わる。
【００４５】ここで、入力信号を矩形波にし、出力が飽
和する値で入力するとリニアドライバ２１は、矩形のス
イッチングドライバとして動作する。電源電圧ＶPL，Ｖ
NLを可変することで矩形の振幅を変更可能になる。
和する値で入力するとリニアドライバ２１は、矩形のス
イッチングドライバとして動作する。電源電圧ＶPL，Ｖ
NLを可変することで矩形の振幅を変更可能になる。
【００４６】図８は、パルス波ＰＷと連続波ＣＷとを切
り替える機能を持つ送信回路の別の構成を示すブロック
図である。リニアドライバ２１には、抵抗２８，２９，
３０が設けられ、スイッチ３０の切替え動作により、ゲ
イン切り替えが可能となっている。尚、低圧電源２３，
２５は、固定電圧ＶPL，ＶNLである。
り替える機能を持つ送信回路の別の構成を示すブロック
図である。リニアドライバ２１には、抵抗２８，２９，
３０が設けられ、スイッチ３０の切替え動作により、ゲ
イン切り替えが可能となっている。尚、低圧電源２３，
２５は、固定電圧ＶPL，ＶNLである。
【００４７】本実施形態の回路においては、ゲンイ切り
替えをモードセレクタ２７で電源スイッチ２６の切り替
えと同じ時に実施することで、パルス波ＰＷの駆動と連
続波ＣＷの駆動のそれぞれでゲインが切り替えられる。
替えをモードセレクタ２７で電源スイッチ２６の切り替
えと同じ時に実施することで、パルス波ＰＷの駆動と連
続波ＣＷの駆動のそれぞれでゲインが切り替えられる。
【００４８】図７，図８では、２系統の電源をリニアド
ライバーに供給する構成であったが、図８の回路におい
て、１系統の電源をリニアドライバーに供給するように
構成してもよい。これを図９を参照して説明する。
ライバーに供給する構成であったが、図８の回路におい
て、１系統の電源をリニアドライバーに供給するように
構成してもよい。これを図９を参照して説明する。
【００４９】図９に示すように、リニアドライバー２１
にはスイッチ２６を介して高電圧ＶH、低電圧ＶLを発生
する電源３２，３３を接続しており、また図８と同様に
リニアドライバー２１に抵抗２８，２９，３０が設けら
れ、スイッチ３０の切替え動作により、ゲイン切り替え
が可能となっている。
にはスイッチ２６を介して高電圧ＶH、低電圧ＶLを発生
する電源３２，３３を接続しており、また図８と同様に
リニアドライバー２１に抵抗２８，２９，３０が設けら
れ、スイッチ３０の切替え動作により、ゲイン切り替え
が可能となっている。
【００５０】本実施形態の回路においては、一系統の電
源電圧の下で、ゲンイ切り替えをモードセレクタ２７で
電源スイッチ２６の切り替えと同じ時に実施すること
で、パルス波ＰＷの駆動と連続波ＣＷの駆動のそれぞれ
でゲインが切り替えられる。
源電圧の下で、ゲンイ切り替えをモードセレクタ２７で
電源スイッチ２６の切り替えと同じ時に実施すること
で、パルス波ＰＷの駆動と連続波ＣＷの駆動のそれぞれ
でゲインが切り替えられる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、高調波成分の少ない送
信ができ、ハーモニックイメージングにおいて造影剤の
抽出能にすぐれた画像が提供できる。
信ができ、ハーモニックイメージングにおいて造影剤の
抽出能にすぐれた画像が提供できる。
【００５２】また、送信のスペクトラムを補正すること
で超音波振動子の種類によらず広帯域に超音波の反射ス
ペクトラムが得られるため、共振点以外の帯域において
も高感度で超音波信号が受信でき、Ｓ／Ｎのよい画像化
が可能となる。
で超音波振動子の種類によらず広帯域に超音波の反射ス
ペクトラムが得られるため、共振点以外の帯域において
も高感度で超音波信号が受信でき、Ｓ／Ｎのよい画像化
が可能となる。
【図１】本発明による超音波診断装置の一実施の形態の
スイッチング部の回路図。
スイッチング部の回路図。
【図２】本発明による超音波診断装置の他の実施の形態
のスイッチング部の回路図。
のスイッチング部の回路図。
【図３】図１の回路の変形例を示す回路図。
【図４】図３に示す回路における各部の波形図。
【図５】図２の回路の変形例を示す回路図。
【図６】図５に示す回路における各部の波形図。
【図７】パルス波ＰＷと連続波ＣＷとを切り替える手段
を備えた送信回路を示すブロック図。
を備えた送信回路を示すブロック図。
【図８】図７の変形例を示すブロック図。
【図９】パルス波ＰＷと連続波ＣＷとを切り替える手段
を備えた送信回路の別の例を示すブロック図。
を備えた送信回路の別の例を示すブロック図。
【図１０】超音波診断装置のブロック図。
【図１１】従来のスイッチング部の回路図。
【図１２】図１１の回路における波形図。
【図１３】送信波形によるスペクトラムの違いを説明す
る特性図。
る特性図。
１ … トリガコントローラ ２ … 送信パルサ ３ … 超音波振動子 ４ … 高圧リミッタ ５ … 増幅器 ６ … ローパスフィルタ（LPF） ７ … アナログ・デジタル変換器（ADC） ８ … 信号処理系 ９ … モニタ １０ … システムコントローラ １１ … 送信系 １２ … 受信系 １３，１４ … パイポーラトランジスタ １５ … バッファ出力段 １６〜１８，２８，２９ …抵抗 １９ … キャパシタンス ２１ … リニアドライバ ２２〜２５，３２、３３ … 電源 ２６，３０ … スイッチ ２７ … モードセレクタ Ｍ１〜Ｍ１０ … MOSFET
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平間 信 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 Ｆターム(参考） 4C301 AA02 DD06 DD30 EE07 HH02 HH60
Claims (6)
- 【請求項１】送信系から振動子に送信信号を印加するこ
とにより被検体に超音波を送信し、被検体からのエコー
を受信系で受信し該受信信号を処理することにより超音
波情報を取得する超音波診断装置において、前記送信系
は、入力波形に従って所定の増幅度で増幅された任意の
波形を送信する任意波形送信手段を具備することを特徴
とする超音波診断装置。 - 【請求項２】前記送信系は、前記任意波形送信手段に供
給されるバイアス電流を制御する制御手段を具備するこ
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】前記制御手段は、送信波形を送信する期間
にバイアス電流を流す手段を具備することを特徴とする
請求項２記載の超音波診断装置。 - 【請求項４】前記任意波形送信手段は、パルス波と連続
波とを切り替える切替手段を具備す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５】前記切替手段は、前記任意波形送信手段に
供給する電源電圧を切り替える手段を具備することを特
徴とする請求項４記載の超音波診断装置。 - 【請求項６】前記切替手段は、前記任意波形送信手段に
供給する電源電圧および前記任意波形送信手段の増幅度
を切り替える手段を具備することを特徴とする請求項４
記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10330801A JP2000152930A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10330801A JP2000152930A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152930A true JP2000152930A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18236713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10330801A Pending JP2000152930A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000152930A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002248100A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-03 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波トランスデューサとこれを用いた超音波トランスデューサシステム |
| JP2005000663A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | マルチレベル超音波パルスを生成するための方法及び装置 |
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| US12085643B2 (en) | 2020-03-24 | 2024-09-10 | Canon Medical Systems Corporation | Transmission circuit and ultrasound diagnosis apparatus |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP10330801A patent/JP2000152930A/ja active Pending
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