JP2001238882A - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP2001238882A
JP2001238882A JP2000051852A JP2000051852A JP2001238882A JP 2001238882 A JP2001238882 A JP 2001238882A JP 2000051852 A JP2000051852 A JP 2000051852A JP 2000051852 A JP2000051852 A JP 2000051852A JP 2001238882 A JP2001238882 A JP 2001238882A
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晋一郎 梅村
Hiroshi Kanda
浩 神田
実 ▲吉▼田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrasound diagnostic equipment which can produce images by using probes with a large element pitch while simultaneceously satisfying in terms of high resolution, super sensitivity, and low grating lobe. SOLUTION: When transmitting beams or receiving beams are formed by making multiple bundles of subdiced elements 3 at a part 4 for binding elements, patterns for binding subdiced elements must be altered by receiving beams to differentiate from patterns for binding transmitting beams so that the positions of grating lobe for transmitting beams can meet the positions where the strength of the receiving beams are small, and the positions of grating lobe for receiving beams can meet the positions where the strength of the transmitting beams are small.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大きい素子ピッチ
の探触子を用いて、グレーティングローブの小さい超音
波ビームを形成する超音波診断装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for forming an ultrasonic beam having a small grating lobe using a probe having a large element pitch.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波診断に用いる超音波は、探触子に
設けられた素子の厚み振動から発生させる。従って、素
子が厚み振動のみをするのが理想であるが、実際には図
2(a)に示すように、厚み振動以外の不要振動が発生
する。そこで、図2(b)に略示するように、素子をさ
らに細かく切断し、厚み振動はそのままで不要振動を抑
制する。この素子の細かい切断をサブダイスと呼ぶ。従
来の超音波診断装置には、厚み振動以外の不要振動を抑
制するために各素子をサブダイスした探触子が用いられ
ている(日本電子機械工業会編「医用超音波機器ハンド
ブック」コロナ社(1985年)188〜189ページ
参照)。
2. Description of the Related Art Ultrasound used for ultrasonic diagnosis is generated from thickness vibration of an element provided on a probe. Therefore, although it is ideal that the element performs only the thickness vibration, unnecessary vibrations other than the thickness vibration actually occur as shown in FIG. Therefore, as schematically shown in FIG. 2B, the element is cut more finely, and unnecessary vibration is suppressed while maintaining thickness vibration. This fine cutting of the element is called a sub die. A conventional ultrasonic diagnostic apparatus uses a probe in which each element is sub-diced in order to suppress unnecessary vibrations other than thickness vibrations. (1985) pages 188-189).

【0003】また従来の超音波診断装置に用いられる探
触子においては、独立に駆動回路、遅延回路に接続され
る最小単位は各素子であり、サブダイス後の各サブダイ
ス素子には共通の電極が取り付けられている(前記「医
用超音波機器ハンドブック」187ページ参照)。
In a probe used in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, a minimum unit independently connected to a drive circuit and a delay circuit is each element, and a common electrode is provided for each sub-die element after a sub-die. It is attached (see the above-mentioned “Medical Ultrasound Equipment Handbook”, page 187).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】超音波診断装置におい
ては、グレーティングローブと呼ばれる好ましくない虚
像が、素子ピッチに応じて断層像に出現する。これを図
3で説明する。図中、1は探触子、D1は超音波主ビー
ムの形成方向、D2はグレーティングローブの出現方
向、θは2つの方向D1,D2間の角度である。ここで
超音波の波長をλ、探触子の素子ピッチをdとおくと、
θ,λ,dの間には次の(1)式で示す関係がある。
In an ultrasonic diagnostic apparatus, an undesired virtual image called a grating lobe appears on a tomographic image according to the element pitch. This will be described with reference to FIG. In the drawing, reference numeral 1 denotes a probe, D1 denotes a direction in which an ultrasonic main beam is formed, D2 denotes a direction in which a grating lobe appears, and θ denotes an angle between the two directions D1 and D2. If the wavelength of the ultrasonic wave is λ and the element pitch of the probe is d,
θ, λ, and d have a relationship represented by the following equation (1).

【0005】sinθ=λ/d (1)[0005] sin θ = λ / d (1)

【0006】つまり波長λが短いほど(周波数が高いほ
ど)、また素子ピッチdが大きいほど角度θが小さくな
り、D1の近くに、グレーティングローブが出現する。
よって超音波診断装置では、グレーティングローブを極
力超音波主ビームから遠ざけるために、素子ピッチを小
さくしなければならない。素子ピッチを決める基準式の
例が前記「医用超音波機器ハンドブック」191ページ
に開示されている。
That is, as the wavelength λ becomes shorter (as the frequency becomes higher) and as the element pitch d becomes larger, the angle θ becomes smaller, and a grating lobe appears near D1.
Therefore, in the ultrasonic diagnostic apparatus, the element pitch must be reduced in order to keep the grating lobe as far away from the ultrasonic main beam as possible. An example of the reference formula for determining the element pitch is disclosed in the aforementioned “Medical Ultrasound Equipment Handbook”, page 191.

【0007】一方、超音波診断装置はビーム形成のため
に、送信時には各素子に対し独立に駆動パルスを与え、
受信時には各素子の受信信号に対し独立に遅延を与え
る。独立に制御できる素子数をNとおくと、1回の超音
波送受信に使用される探触子の口径長DはD=N・dと
なる。ここで装置の方位分解能は口径長Dに逆比例し、
送受信感度は口径長Dに比例する。よって、Nやdが大
きいほど装置の分解能は向上し、送受信感度は高くな
る。しかし回路規模の点から、Nを無制限に大きくする
ことはできず、現在はN=64あるいはN=128とす
る装置が多い。そのため装置の分解能、感度を維持する
には、素子ピッチdを大きくする必要がある。
On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus gives a drive pulse to each element independently at the time of transmission for beam forming.
At the time of reception, a delay is given independently to the reception signal of each element. Assuming that the number of elements that can be controlled independently is N, the diameter D of the probe used for one ultrasonic transmission / reception is D = N · d. Here, the azimuth resolution of the device is inversely proportional to the aperture length D,
The transmission / reception sensitivity is proportional to the aperture length D. Therefore, the larger the value of N or d, the higher the resolution of the device and the higher the transmission / reception sensitivity. However, from the viewpoint of the circuit scale, N cannot be increased without limit, and many devices currently set N = 64 or N = 128. Therefore, in order to maintain the resolution and sensitivity of the device, it is necessary to increase the element pitch d.

【0008】つまり従来の超音波診断装置においては、
Nが一定の時、分解能や感度を優先し素子ピッチdを大
きくすると、グレーティングローブの出現位置が超音波
主ビームに近接する問題が生じ、グレーティングローブ
除去を優先し素子ピッチdを小さくすると、分解能や感
度の劣化が問題となる。本発明の目的は上記課題を解決
し、大きい素子ピッチの探触子を用いて、高分解能、高
感度、低グレーティングローブを同時に満足する撮像を
行うことのできる超音波診断装置を提供することにあ
る。
That is, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus,
When the element pitch d is increased while giving priority to the resolution and sensitivity when N is constant, a problem arises in that the appearance position of the grating lobe is close to the ultrasonic main beam. And degradation of sensitivity. An object of the present invention is to solve the above problems and provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of performing imaging simultaneously satisfying high resolution, high sensitivity, and low grating lobe using a probe having a large element pitch. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の超音波診断装置は、厚み振動以外の不要振動を
抑えるためにサブダイスされたサブダイス素子を備え被
検体に対して超音波を送受する探触子と、素子束ね制御
部と、素子束ね制御部からの制御信号に基づいてサブダ
イス素子を複数の群に束ねる素子束ね部と、素子束ね部
によって同一の群に束ねられたサブダイス素子に対し同
一の送波パルスを与える駆動部と、素子束ね部によって
同一の群に束ねられたサブダイス素子からの受信信号に
対して超音波ビーム形成に必要な同一の遅延時間を与え
る遅延部と、遅延部の出力を加算する加算部と、加算部
の出力を断層像として表示する表示部と、素子束ね部の
装置側信号線を駆動部又は遅延部に切り換えて接続する
送受分離部とを備え、素子束ね制御部は超音波の送信時
と受信時とでサブダイス素子の束ねパターンを独立に決
定し、送信時の束ねパターンにより発生する送信ビーム
のグレーティングローブ位置と受信時の束ねパターンに
より発生する受信ビームのグレーティングローブ位置と
を独立に制御することを特徴とする。
To achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a sub-diced element sub-diced to suppress unnecessary vibration other than thickness vibration, and transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject. Probe, an element bundling control section, an element bundling section that bundles sub-die elements into a plurality of groups based on a control signal from the element bundling control section, and a sub-die element that is bundled into the same group by the element bundling section. On the other hand, a drive unit for giving the same transmission pulse, a delay unit for giving the same delay time required for ultrasonic beam formation to the received signals from the sub-die elements bundled in the same group by the element bundling unit, and a delay unit An adder for adding the outputs of the adder, a display for displaying the output of the adder as a tomographic image, and a transmission / reception separator for switching the device-side signal line of the element bundling unit to a drive or a delay for connection. The element bundling control unit determines the bundling pattern of the sub dice elements independently at the time of transmission and reception of the ultrasonic wave, and is generated by the grating lobe position of the transmission beam generated by the bundling pattern at the time of transmission and the bundling pattern at the time of reception. It is characterized in that the grating lobe position of the receiving beam is controlled independently.

【0010】超音波の送信時と受信時とでサブダイス素
子の束ねパターンを独立に決定したことによって得られ
る送受信ビームのグレーティングローブ強度は、受信時
に送信時と同じサブダイス素子の束ねパターンを用いた
ときの送受信ビームのグレーティングローブ強度、及び
送信時に受信時と同じサブダイス素子の束ねパターンを
用いたときの送受信ビームのグレーティングローブ強度
より低減されている。サブダイス素子の束ねパターン
は、送信ビームのグレーティングローブ位置が受信ビー
ム強度の小さい位置に一致し、受信ビームのグレーティ
ングローブ位置が送信ビーム強度の小さい位置に一致す
るように決定するとよい。
[0010] The grating lobe intensity of the transmitted / received beam obtained by independently determining the bundle pattern of the sub dice elements at the time of transmission and reception of the ultrasonic wave is the same when the same bundle pattern of the sub dice elements as at the time of transmission is used at the time of reception. And the grating lobe intensity of the transmission / reception beam when the same bundle pattern of the sub dice elements is used during transmission as during reception. The bundle pattern of the sub dice elements may be determined such that the grating lobe position of the transmission beam matches the position where the reception beam intensity is low, and the grating lobe position of the reception beam matches the position where the transmission beam intensity is low.

【0011】素子束ね制御部は、超音波ビームの偏向角
が所定の角度より小さいとき送信時のサブダイス素子束
ねパターンと受信時のサブダイス素子束ねパターンを同
じにし、超音波ビームの偏向角が前記所定の角度より大
きいとき送信時のサブダイス素子束ねパターンと受信時
のサブダイス素子束ねパターンを異ならせるようにする
ことができる。前記所定の角度は送信ビームの第1グレ
ーティングローブ出現角度の絶対値θtと、受信ビーム
の第1グレーティングローブ出現角度の絶対値θrのう
ち小さい方の角度と略等しいものとすることができる。
本発明によると、大きい素子ピッチの探触子を用いて、
高分解能、高感度、低グレーティングローブを同時に満
足する撮像を行う、超音波診断装置を実現できる。
When the ultrasonic beam deflection angle is smaller than a predetermined angle, the element bundling control unit sets the sub dice element bundling pattern at the time of transmission and the sub dice element bundling pattern at the time of reception to be the same, and the ultrasonic beam deflection angle becomes the predetermined angle. When the angle is larger than the above angle, the sub-die element bundling pattern at the time of transmission and the sub-die element bundling pattern at the time of reception can be made different. The predetermined angle may be substantially equal to the smaller one of the absolute value θt of the first grating lobe appearance angle of the transmission beam and the absolute value θr of the first grating lobe appearance angle of the reception beam.
According to the present invention, using a probe having a large element pitch,
It is possible to realize an ultrasonic diagnostic apparatus that performs imaging that simultaneously satisfies high resolution, high sensitivity, and low grating lobe.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明による超音波診断
装置の一例を示す概略説明図である。図中1は探触子、
2は素子、3はサブダイス素子、4は素子束ね部、5は
素子束ね制御部、6は送受分離部、7は駆動部、8は遅
延部、9は加算部、10は表示部、20統括制御部であ
る。探触子1は、図4に示すように、サブダイスされた
素子(微小圧電材)2の集合である。すなわち、物理的
に最も細かく切断された圧電材がサブダイス素子3であ
り、超音波送信時あるいは受信時に独立に信号処理され
るサブダイス素子の組が素子2である。探触子1の一部
の素子、あるいは全ての素子が選択され、超音波ビーム
の送受信に用いられる。選択された探触子の部分を口径
と呼ぶ。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a probe,
2 is an element, 3 is a sub die element, 4 is an element bundling section, 5 is an element bundling control section, 6 is a transmission / reception separation section, 7 is a driving section, 8 is a delay section, 9 is an addition section, 10 is a display section, and 20 controls. It is a control unit. The probe 1 is a set of sub-diced elements (micro piezoelectric materials) 2 as shown in FIG. That is, the piezoelectric material that is physically cut to the finest is the sub-die element 3, and the set of sub-die elements that are subjected to signal processing independently when transmitting or receiving ultrasonic waves is the element 2. Some or all of the elements of the probe 1 are selected and used for transmitting and receiving an ultrasonic beam. The portion of the selected probe is called the caliber.

【0013】送受分離部6、駆動部7、遅延部8、加算
部9はビーム形成部を構成する。超音波ビーム送信時、
ビーム形成部の駆動部7は探触子1の口径内に位置する
各素子の駆動タイミングを制御し、送信フォーカス点に
送信ビームを収束させる。また、超音波ビーム受信時、
ビーム形成部の遅延部8及び加算部9は探触子1の口径
内に位置する各素子の受信信号の遅延加算処理(整相加
算処理)を行い、受信フォーカス点からの受信信号を増
幅する。1回の超音波送受信で、受信フォーカス点を順
次変えながら受信信号を受信することで断層像上の1ラ
スタが形成される。送受信ビームを移動し、各ビーム位
置でラスタを形成し、超音波断層像を構成する。断層像
は表示部10に表示される。統括制御部20は、ビーム
形成部及び素子制御部を包括的に制御するもので、ディ
ジタル超音波診断装置では、装置全体を制御するCPU
が兼用することが可能である。
The transmission / reception separating unit 6, the driving unit 7, the delay unit 8, and the adding unit 9 constitute a beam forming unit. When transmitting the ultrasonic beam,
The drive unit 7 of the beam forming unit controls the drive timing of each element located within the aperture of the probe 1 so that the transmission beam converges to the transmission focus point. Also, when receiving the ultrasonic beam,
The delay unit 8 and the addition unit 9 of the beam forming unit perform delay addition processing (phasing addition processing) of the reception signals of the respective elements located within the aperture of the probe 1, and amplify the reception signal from the reception focus point. . One raster on a tomographic image is formed by receiving a reception signal while sequentially changing the reception focus point in one ultrasonic transmission / reception. The transmitting and receiving beams are moved, a raster is formed at each beam position, and an ultrasonic tomographic image is formed. The tomographic image is displayed on the display unit 10. The general control section 20 comprehensively controls the beam forming section and the element control section. In the digital ultrasonic diagnostic apparatus, the CPU controls the entire apparatus.
Can be shared.

【0014】送受信ビームの移動方法には2通りある。
すなわち、図5(a)に略示するように、ビームごとに
探触子中の口径位置を移動させ、ラスタを探触子に沿っ
て形成するリニア走査と、図5(b)に略示するよう
に、全ビームで探触子中の口径位置を固定し、ビームご
とに送信時の駆動タイミングと受信時の遅延処理を変化
させ、固定口径から扇状にラスタを形成するセクタ走査
である。いずれの送受信ビームの移動方法の場合であっ
ても本発明を適用することができる。
There are two methods for moving the transmitting and receiving beams.
In other words, as schematically shown in FIG. 5A, the aperture position in the probe is moved for each beam to form a raster along the probe, and linear scanning is schematically shown in FIG. 5B. Thus, sector scanning is performed in which the aperture position in the probe is fixed for all beams, the drive timing for transmission and the delay processing for reception are changed for each beam, and a raster is formed in a fan shape from the fixed aperture. The present invention can be applied to any of the transmission and reception beam moving methods.

【0015】以下では説明の便宜上、探触子の素子数を
4とし、各素子2が3つのサブダイス素子3に分割され
ているとし、また駆動部7、遅延部8が独立に制御でき
る素子数(チャネル数)を4として説明する。ただし、
これはあくまでも説明を簡単にし理解を容易にするため
の便宜的なものであり、本発明の適用がこのような特定
の探触子に限定されることを意味するものではない。
In the following, for convenience of explanation, it is assumed that the number of elements of the probe is 4, each element 2 is divided into three sub-die elements 3, and the number of elements that can be controlled independently by the drive unit 7 and the delay unit 8 The following description is based on the assumption that (the number of channels) is 4. However,
This is for the sake of convenience for the sake of simplicity and ease of understanding, and does not mean that the application of the present invention is limited to such a specific probe.

【0016】まず、図1に示した素子束ね制御部5が送
信時のサブダイス素子束ねパターンを決める。この例を
図6に示す。送信時は、素子束ね部4が素子束ね制御部
5からの制御信号に従い、3つのサブダイス素子3を束
ね、1つの独立素子(チャネル)として扱う。ここでサ
ブダイス素子3の口径方向の幅をδとおくと、探触子1
の見かけの素子ピッチは3δとなり、これは本来の素子
ピッチに一致する。各チャネルは送受分離部6を通して
駆動部7からの印加電圧で駆動され、結果として探触子
1が被検体に対し超音波パルスを照射する。
First, the element bundling control unit 5 shown in FIG. 1 determines a sub dice element bundling pattern at the time of transmission. This example is shown in FIG. At the time of transmission, the element bundling unit 4 bundles the three sub dice elements 3 according to the control signal from the element bundling control unit 5 and treats them as one independent element (channel). If the width of the sub-die element 3 in the diameter direction is set to δ, the probe 1
Has an element pitch of 3δ, which matches the original element pitch. Each channel is driven by the applied voltage from the drive unit 7 through the transmission / reception separation unit 6, and as a result, the probe 1 irradiates the subject with ultrasonic pulses.

【0017】照射された超音波パルスは被検体内で反射
し、反射パルスが探触子1で受信される。装置の送信処
理終了後、素子束ね部4は素子束ね制御部5からの制御
信号に従い、サブダイス素子3の束ねパターンを変化さ
せる。ここで、素子束ね部4がサブダイス素子3の束ね
方を送信パターンから受信パターンに切り換えるのに要
する時間をτとし、被検体内の音速をcとすると、画像
化できない被検体の深さhは次の(2)式で与えられ
る。
The irradiated ultrasonic pulse is reflected in the subject, and the reflected pulse is received by the probe 1. After the transmission processing of the device is completed, the element bundling unit 4 changes the bundling pattern of the sub dice elements 3 according to a control signal from the element bundling control unit 5. Here, if the time required for the element bundling unit 4 to switch the bundling of the sub dice elements 3 from the transmission pattern to the reception pattern is τ, and the sound velocity in the subject is c, the depth h of the subject that cannot be imaged is It is given by the following equation (2).

【0018】h=τc/2 (2)H = τc / 2 (2)

【0019】実際の生体イメージングでは、体表から1
mm以内の深さ範囲を画像化する必要はないので、この
場合、τを1.3μs以下とする高速のスイッチングを
行えば、実用上問題は生じない。受信時のサブダイス素
子束ねパターンの例を図7に示す。受信時は、2つのサ
ブダイス素子3を束ね、それを1つの独立素子(チャネ
ル)として扱う。ここでサブダイス素子3の幅をδとお
くと、探触子1の見かけの素子ピッチは2δとなり、こ
れは本来の素子ピッチの2/3である。各チャネルは送
受分離部6を通して遅延部8に接続される。送信時及び
受信時のサブダイス素子束ねパターンの組み合わせ条件
は、探触子ごとに固有のものとすることができる。その
場合、束ねパターンの組み合わせ条件は、例えば工場出
荷時に装置メモリにセットされ、装置使用時、探触子1
が接続された時点で、素子束ね制御部5がメモリから読
み出すようにすればよい。なお、図6及び図7の素子束
ね部4は、サブダイス素子3と送受分離部6の結線方法
を決定する。遅延部8は各チャネル信号に受信フォーカ
シング用の遅延を与え、全信号の位相をそろえる。位相
のそろった信号は加算部9で加算され、目的方向(フォ
ーカス点)からの信号のみが増幅され、表示部10に輝
度変調されて表示される。
In actual living body imaging, 1
Since it is not necessary to image a depth range within mm, high-speed switching in which τ is 1.3 μs or less does not cause any practical problem. FIG. 7 shows an example of a sub-die element bundling pattern at the time of reception. At the time of reception, the two sub-die elements 3 are bundled and treated as one independent element (channel). If the width of the sub die element 3 is set to δ, the apparent element pitch of the probe 1 is 2δ, which is 2 of the original element pitch. Each channel is connected to the delay unit 8 through the transmission / reception separation unit 6. The combination conditions of the sub-die element bundling patterns at the time of transmission and at the time of reception can be unique for each probe. In this case, the combination conditions of the binding pattern are set in the device memory at the time of shipment from the factory, for example, and the probe 1
It is sufficient that the element bundling control unit 5 reads out from the memory at the time when is connected. Note that the element bundling unit 4 in FIGS. 6 and 7 determines a method of connecting the sub die element 3 and the transmission / reception separation unit 6. The delay unit 8 gives a delay for reception focusing to each channel signal and aligns the phases of all the signals. The signals having the same phase are added by the adder 9, and only the signal from the target direction (focus point) is amplified and displayed on the display 10 after being subjected to luminance modulation.

【0020】本発明では送信時と受信時で、素子束ね部
4がサブダイス素子3の束ねパターンを変え、大きい素
子ピッチの探触子においてグレーティングローブを減少
させる。これは超音波の送受信ビームが、送信ビームと
受信ビームの積で表されることを利用している。送受信
で束ねパターンが共通であると、グレーティングローブ
の出現位置も送信ビーム、受信ビームで共通である。よ
って送信ビームと受信ビームの積である送受信ビームに
おいても、送信ビーム、受信ビームと同様の位置にグレ
ーティングローブが出現する。ここで、送信ビームは、
駆動部7により独立に電圧を印加された素子から発生し
た超音波が、被検体内に作り出す超音波の強度分布であ
る。受信ビームは、遅延部8、加算部9での整相加算によ
る受信信号の増幅処理により、被検体内のどの部分から
の受信信号が強く受信されるかを示す感度分布である。
受信ビームでは、被検体各部から一様に受信信号が返る
と仮定する。また、送受信ビームは、送信ビームを照射
された被検体からの強度分布を有する受信信号に対し、
整相加算処理を行った場合の、被検体内のどの部分から
の受信信号が強く受信されるかを示す感度分布である。
In the present invention, at the time of transmission and at the time of reception, the element bundling section 4 changes the bundling pattern of the sub dice elements 3 to reduce the grating lobe in a probe having a large element pitch. This utilizes that an ultrasonic transmission / reception beam is represented by a product of a transmission beam and a reception beam. If the bundle pattern is common for transmission and reception, the appearance position of the grating lobe is also common for the transmission beam and the reception beam. Therefore, also in the transmission / reception beam which is the product of the transmission beam and the reception beam, the grating lobe appears at the same position as the transmission beam and the reception beam. Where the transmit beam is
The ultrasonic waves generated from the elements to which the voltage is independently applied by the drive unit 7 are the intensity distribution of the ultrasonic waves generated in the subject. The reception beam has a sensitivity distribution that indicates from which part of the subject the reception signal is strongly received by the amplification processing of the reception signal by the phasing addition in the delay unit 8 and the addition unit 9.
In the reception beam, it is assumed that a reception signal is uniformly returned from each part of the subject. In addition, the transmission and reception beams, for a received signal having an intensity distribution from the subject irradiated with the transmission beam,
This is a sensitivity distribution indicating from which part of the subject the received signal is strongly received when the phasing addition processing is performed.

【0021】一方、送受信で束ねパターンを変化させる
と、束ねパターンの組み合わせを工夫することにより、
送信ビームのグレーティングローブ位置を受信ビーム強
度の小さい位置(理想的にはゼロ点)に一致させ、受信
ビームのグレーティングローブ位置を送信ビーム強度の
小さい位置(理想的にはゼロ点)に一致させることが可
能である。これにより積である送受信ビームにおいて、
グレーティングローブ強度を低減させることができる。
つまり送信ビーム、受信ビームのそれぞれにおいてはグ
レーティングローブが出現するが、送信ビームと受信ビ
ームの積である送受信ビームにおいてはグレーティング
ローブ強度が小さくなる。さらに本発明では各素子のサ
ブダイス素子に着目し、サブダイス素子の束ね方を変化
させることにより、見かけの素子ピッチを変化させる。
On the other hand, when the binding pattern is changed in transmission and reception, by devising a combination of the binding patterns,
Matching the grating lobe position of the transmit beam to a position where the receive beam intensity is low (ideally zero), and matching the grating lobe position of the receive beam to a position where the transmit beam intensity is low (ideally zero) Is possible. This gives the product transmit and receive beam:
The grating lobe intensity can be reduced.
That is, grating lobes appear in each of the transmission beam and the reception beam, but the intensity of the grating lobe decreases in the transmission / reception beam which is the product of the transmission beam and the reception beam. Further, in the present invention, the apparent element pitch is changed by focusing on the sub dice elements of each element and changing the way of bundling the sub dice elements.

【0022】図8は、送信ビームのグレーティングロー
ブ位置を受信ビーム強度の小さい位置に一致させ、受信
ビームのグレーティングローブ位置を送信ビーム強度の
小さい位置に一致させたことによる効果を示す説明図で
ある。図8(a)は送信ビームを、図8(b)は受信ビ
ームを、図8(c)は送受信ビームを表す。各図におい
て、横軸は方位方向sin(γ)、縦軸はビーム強度(d
B)である。また、MBは超音波主ビームを表し、GL
はグレーティンブローブを表す。図8(a),(b)に
示すように、送信ビームのグレーティングローブ位置を
受信ビームの強度の小さい位置に一致させ、受信ビーム
のグレーティングローブ位置を送信ビームの強度の小さ
い位置に一致させた場合、図8(c)に示されるよう
に、送受信ビームのグレーティングローブ強度が大きく
低減する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the effect of matching the grating lobe position of the transmission beam with the position where the reception beam intensity is low and matching the grating lobe position of the reception beam with the position where the transmission beam intensity is low. . 8A shows a transmission beam, FIG. 8B shows a reception beam, and FIG. 8C shows a transmission and reception beam. In each figure, the horizontal axis is the azimuth direction sin (γ), and the vertical axis is the beam intensity (d
B). MB represents an ultrasonic main beam, and GL
Represents a grating probe. As shown in FIGS. 8A and 8B, the grating lobe position of the transmission beam was matched with the position where the intensity of the reception beam was small, and the grating lobe position of the reception beam was matched with the position where the intensity of the transmission beam was small. In this case, as shown in FIG. 8C, the grating lobe intensity of the transmission / reception beam is greatly reduced.

【0023】以上に述べた装置動作の有効性を、計算機
シミュレーションで実証した。以下に計算機シミュレー
ション結果を説明する。計算機シミュレーションでは、
図1におけるサブダイス素子3の探触子口径方向の幅を
0.12mm、駆動部7、遅延部8が独立に制御できる
素子数(チャネル数)を64、送信する超音波パルスを
7.5MHzのsinパルス4波(包絡線はハニング形
状)、フォーカス点を送受信口径の中心前方50mmと
した。ここで、ハニング形状の包絡線を有するsinパル
ス4波とは、図9に示すように、cos1山の包絡線中にs
inキャリアが4つ入っているパルス波である。
The effectiveness of the device operation described above was verified by computer simulation. The results of the computer simulation will be described below. In computer simulation,
The width of the sub-die element 3 in FIG. 1 in the probe diameter direction is 0.12 mm, the number of elements (the number of channels) that can be independently controlled by the drive unit 7 and the delay unit 8 is 64, and the transmitted ultrasonic pulse is 7.5 MHz. Four sin pulses (the envelope is in a Hanning shape) and the focus point was 50 mm in front of the center of the transmission and reception aperture. Here, the four sin pulse waves having the Hanning-shaped envelope are, as shown in FIG.
It is a pulse wave with four in carriers.

【0024】図10(a)に送信束ねパターン、受信束
ねパターンの両者を図6としたときの送受信ビームを示
す。縦軸はビーム最大値を0dBに規格化したビーム強
度、横軸はビームの方位方向(mm単位)である。図
中、MBは超音波主ビーム、GLはグレーティングロー
ブである。なお、図6では総チャネル数を4と仮定した
が、上述のように実際の計算機シミュレーションでは総
チャネル数を64とした。図10(b)に送信束ねパタ
ーンを図7、受信束ねパターンを図6としたときの送受
信ビームを示す(送信束ねパターンを図6、受信束ねパ
ターンを図7としても同様の送受信ビームが得られ
る)。
FIG. 10A shows transmission / reception beams when both the transmission bundle pattern and the reception bundle pattern are shown in FIG. The vertical axis represents the beam intensity obtained by standardizing the maximum value of the beam to 0 dB, and the horizontal axis represents the azimuthal direction of the beam (in units of mm). In the figure, MB is an ultrasonic main beam, and GL is a grating lobe. Although the total number of channels is assumed to be 4 in FIG. 6, the total number of channels is set to 64 in the actual computer simulation as described above. FIG. 10B shows transmitted / received beams when the transmission bundle pattern is shown in FIG. 7 and the reception bundle pattern is shown in FIG. 6 (similar transmission / reception beams are obtained when the transmission bundle pattern is shown in FIG. 6 and the reception bundle pattern is shown in FIG. 7). ).

【0025】図10(a)は送受信で素子ピッチが共通
な従来の超音波ビームであり、図10(b)は送受信で
見かけの素子ピッチを変える本発明の超音波ビームであ
る。図10(b)の送受信ビームにおいては、グレーテ
ィングローブ強度が図10(a)の送受信ビームより約
20dB下がっており、本発明の有効性が実証できた。
ただし、図10(b)では受信口径が図10(a)の2
/3となるため、ビーム最大値を規格化前の振幅で比較
すると、図10(b)では最大振幅が図10(a)より
4dB低く、これは口径比(3.5dB減)にほぼ等し
い。
FIG. 10A shows a conventional ultrasonic beam having a common element pitch for transmission and reception, and FIG. 10B shows an ultrasonic beam of the present invention for changing an apparent element pitch for transmission and reception. In the transmission / reception beam of FIG. 10B, the grating lobe intensity is lower than the transmission / reception beam of FIG. 10A by about 20 dB, and the effectiveness of the present invention can be proved.
However, in FIG. 10B, the receiving aperture is 2 in FIG.
Therefore, when the maximum value of the beam is compared with the amplitude before the standardization, the maximum amplitude in FIG. 10B is lower than that in FIG. 10A by 4 dB, which is almost equal to the aperture ratio (decreased by 3.5 dB). .

【0026】ここで探触子の見かけの素子ピッチは図6
の束ねパターンでは0.36mm、図7の束ねパターン
では0.24mmであり、これは周波数7.5MHzに
おいてはそれぞれ1.75波長、1.17波長に相当す
る。グレーティングローブを完全に除去できる素子ピッ
チは、一般に1/2波長以下とされている。よって図1
0(b)に示したグレーティングローブ強度の低減は、
見かけの素子ピッチが波長に対し十分に小さくなったた
めではなく、送受信のグレーティングローブ打ち消し合
いで生じたものと考えられる。これを確認するために、
送信束ねパターン、受信束ねパターンの両者を図7とし
たときの送受信ビームを求めた。結果を図10(c)に
示す。なお、図10(c)の計算では図10(a)の場
合と感度をほぼ等しくするために、便宜上チャネル数を
96とした。
The apparent element pitch of the probe is shown in FIG.
7 is 0.26 mm, and the bundling pattern in FIG. 7 is 0.24 mm, which correspond to 1.75 wavelengths and 1.17 wavelengths at a frequency of 7.5 MHz, respectively. The element pitch at which the grating lobe can be completely removed is generally set to be equal to or less than a half wavelength. Therefore, FIG.
The reduction of the grating lobe intensity shown in FIG.
It is considered that this was not caused by the apparent element pitch becoming sufficiently small with respect to the wavelength, but caused by the cancellation of grating lobes in transmission and reception. To confirm this,
Transmission and reception beams were obtained when both the transmission bundle pattern and the reception bundle pattern were as shown in FIG. The results are shown in FIG. In the calculation of FIG. 10C, the number of channels is set to 96 for convenience in order to make the sensitivity almost equal to that of FIG.

【0027】図10(c)の送受信ビームにおいてもグ
レーティングローブは発生しており、素子ピッチ0.2
4mmはグレーティングローブを消すのに十分な細かさ
ではないことが確認された。さらに注目すべきは、図1
0(b)の送受信ビームは図10(c)の送受信ビーム
と比べても、グレーティングローブ強度が約10dB下
がっていることである。つまり図10(c)では、受信
時の見かけの素子ピッチが図10(b)より小さいにも
かかわらず、グレーティングローブ強度が大きい。この
結果は、回路規模の点からチャネル数を制限され、感
度、分解能を維持するために素子ピッチを十分に小さく
(1/2波長以下)できない場合、素子ピッチをある程
度小さくして送受信で素子ピッチをそろえるよりも、送
受信のどちらかは素子ピッチは大きいまま、送受信で素
子ピッチを変える方が高感度、高分解能、低グレーティ
ングローブ強度であることを示している。
A grating lobe also occurs in the transmission / reception beam of FIG.
It was confirmed that 4 mm was not fine enough to eliminate grating lobes. More notably, Figure 1
The transmission / reception beam of 0 (b) has a grating lobe intensity reduced by about 10 dB as compared with the transmission / reception beam of FIG. 10 (c). That is, in FIG. 10C, the grating lobe intensity is large even though the apparent element pitch at the time of reception is smaller than that in FIG. The result is that if the number of channels is limited in terms of the circuit scale and the element pitch cannot be made sufficiently small (1/2 wavelength or less) in order to maintain sensitivity and resolution, the element pitch is reduced to some extent by transmitting and receiving. It is shown that changing the element pitch in transmission / reception has higher sensitivity, higher resolution, and lower grating lobe strength than in the transmission / reception in which the element pitch remains large, rather than aligning.

【0028】図11に、素子の束ねパターンを図10
(a)〜(c)と同じにして連続波ビームで送受信ビー
ムを計算した結果を示す。各素子の指向性は無視した。
各図において、横軸は方位方向sin(γ)、縦軸はビー
ム強度(dB)である。また、MBは超音波主ビームを
表し、GLはグレーティンブローブを表す。図11
(a)は、送信束ねパターン及び受信束ねパターンの両
者を図6としたときの送受信ビーム、図11(b)は送
信束ねパターンを図7、受信束ねパターンを図6とした
ときの送受信ビーム、図11(c)は送信束ねパターン
と受信束ねパターンの両者を図7としたときの送受信ビ
ームを表す。図を比較すると明らかなように、図11
(a),(c)ではグレーティンブローブがメインビー
ムと同程度の強度を有するが、図11(b)ではグレー
ティンブローブが大幅に低減されている。このように、
パルスビームだけでなく連続波ビームにおいても、送信
ビームと受信ビームとで素子の束ねパターンを変化させ
ることでグレーティンブローブを大きく低減できること
が分かる。
FIG. 11 shows a bundling pattern of the elements shown in FIG.
(A) to (c) show the results of calculating transmission and reception beams with continuous wave beams in the same manner as in (a) to (c). The directivity of each element was ignored.
In each figure, the horizontal axis represents the azimuth direction sin (γ), and the vertical axis represents the beam intensity (dB). Further, MB represents an ultrasonic main beam, and GL represents grating probe. FIG.
(A) is a transmission / reception beam when both the transmission bundle pattern and the reception bundle pattern are shown in FIG. 6, and FIG. 11 (b) is a transmission / reception beam when the transmission bundle pattern is shown in FIG. 7 and the reception bundle pattern is FIG. FIG. 11C shows the transmission and reception beams when both the transmission bundle pattern and the reception bundle pattern are shown in FIG. As is clear from the comparison of the figures, FIG.
In FIGS. 11A and 11C, the grating probe has the same intensity as the main beam, but in FIG. 11B, the grating probe is significantly reduced. in this way,
It can be seen that grating lobes can be greatly reduced by changing the bundle pattern of elements between the transmission beam and the reception beam not only in the pulse beam but also in the continuous wave beam.

【0029】次に図10(a),(b),(c)と同条
件で、フォーカス点を送受信口径の中心前方から右に3
0゜傾けた場合の超音波ビームを、それぞれ図12
(a),(b),(c)に示す。
Next, under the same conditions as those shown in FIGS.
The ultrasonic beam tilted at 0 ° is shown in FIG.
(A), (b) and (c) show.

【0030】従来方式の超音波ビームである図12
(a)に比べ、本発明による超音波ビームである図12
(b)は、グレーティングローブ強度が約35dB下が
っている。また図12(b)の送受信ビームは図12
(c)の送受信ビームに比べても、グレーティングロー
ブ強度が約20dB下がっている。さらに図12(b)
では受信口径が図12(a)の2/3であるにもかかわ
らず、ビーム最大値を規格化前の振幅で比較すると最大
振幅が2.2dB高い。つまりビームを偏向した場合
は、グレーティングローブ強度、感度の両者において、
本発明は従来方式に優れている。一般にグレーティング
ローブは、超音波ビームの偏向角度が大きいほど、その
影響が大きいとされている。よってグレーティングロー
ブ低減に有効な本発明は、グレーティングローブの影響
が大きい、偏向角度の大きい超音波ビームに対して効果
がより顕著である。
FIG. 12 shows a conventional ultrasonic beam.
FIG. 12 shows an ultrasonic beam according to the present invention as compared with FIG.
In (b), the grating lobe intensity is reduced by about 35 dB. The transmission / reception beam of FIG.
The grating lobe intensity is reduced by about 20 dB as compared with the transmission / reception beam of (c). Further, FIG.
Although the receiving aperture is 2/3 of that in FIG. 12A, when the beam maximum value is compared with the amplitude before the standardization, the maximum amplitude is 2.2 dB higher. In other words, when the beam is deflected, both the grating lobe intensity and the sensitivity
The present invention is superior to the conventional method. Generally, it is considered that the influence of the grating lobe increases as the deflection angle of the ultrasonic beam increases. Therefore, the present invention, which is effective for reducing the grating lobe, has a more remarkable effect on an ultrasonic beam having a large deflection angle and a large influence of the grating lobe.

【0031】図12はパルスビームで計算したが、連続
波ビームでの計算結果を図13に示す。各素子の指向性
は無視した。各図において、横軸は方位方向sin
(γ)、縦軸はビーム強度(dB)である。また、MB
は超音波主ビームを表し、GLはグレーティンブローブ
を表す。図13(a)は図12(a)に、図13(b)
は図12(b)に、図13(c)は図12(c)にそれ
ぞれ対応する。この場合においても、送信ビームと受信
ビームとで素子の束ねパターンを変化させることでグレ
ーティンブローブを大きく低減できることが分かる。
FIG. 12 shows the calculation using the pulse beam. FIG. 13 shows the calculation result using the continuous wave beam. The directivity of each element was ignored. In each figure, the horizontal axis is the azimuth direction sin
(Γ), the vertical axis is the beam intensity (dB). Also, MB
Represents an ultrasonic main beam, and GL represents a grating probe. FIG. 13 (a) corresponds to FIG. 12 (a), and FIG.
FIG. 12B corresponds to FIG. 12B, and FIG. 13C corresponds to FIG. Also in this case, it can be seen that grating lobes can be greatly reduced by changing the bundle pattern of elements between the transmission beam and the reception beam.

【0032】図14は、本発明による超音波診断装置の
他の例の概略説明図である。この超音波診断装置は、図
1に示した装置にビーム偏向角出力部11を追加したも
のに相当する。図14において、図1と同じ機能部分に
は図1と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
FIG. 14 is a schematic explanatory view of another example of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus corresponds to the apparatus shown in FIG. 1 in which a beam deflection angle output unit 11 is added. In FIG. 14, the same functional portions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and duplicate description will be omitted.

【0033】図10、図12より、探触子の見かけの素
子ピッチを変化させグレーティングローブを減少させる
方法は、超音波ビームの偏向角度が大きいほど効果が顕
著である。図10では送受信で見かけの素子ピッチを変
えると、グレーティングローブ強度は低くなるが感度も
下がる。よって感度優先としたい場合は、フォーカス点
が中心前方(偏向角0゜)では、サブダイス素子3の束
ねパターンは送信、受信ともに図6とするのが望まし
い。一方偏向角が30゜では感度優先の場合も、サブダ
イス素子3の束ねパターンは送信で図7、受信で図6
(あるいは送信で図6、受信で図7)とするのが望まし
い。
From FIGS. 10 and 12, the effect of changing the apparent element pitch of the probe to reduce the grating lobe becomes more significant as the deflection angle of the ultrasonic beam increases. In FIG. 10, when the apparent element pitch is changed in transmission and reception, the grating lobe intensity decreases but the sensitivity also decreases. Therefore, when it is desired to give priority to sensitivity, it is desirable that the bundle pattern of the sub dice elements 3 be both the transmission pattern and the reception pattern shown in FIG. 6 when the focus point is located in front of the center (deflection angle 0 °). On the other hand, when the deflection angle is 30 ° and the sensitivity is prioritized, the bundle pattern of the sub dice elements 3 is as shown in FIG.
(Or FIG. 6 for transmission and FIG. 7 for reception).

【0034】そこで図14に示した超音波診断装置にお
いては、ビーム偏向角出力部11が超音波ビームの偏向
角を出力し、偏向角が所定値未満の場合は送信、受信で
サブダイス素子3の束ねパターンが共通になるように素
子束ね制御部5が素子束ね部4を制御し、偏向角が所定
値以上の場合は送信、受信でサブダイス素子3の束ねパ
ターンを変化させるように素子束ね制御部5が素子束ね
部4を制御する。例えば、送信ビームの第1グレーティ
ングローブ出現角度の絶対値をθt、受信ビームの第1
グレーティングローブ出現角度の絶対値をθrとし、θt
とθrのうち小さい方をθgとおく。このとき前記所定値
としてθgを用い、素子束ね制御部5は、ビーム偏向角
出力部11が出力する超音波ビームの偏向角の絶対値が
θg以上のとき送信、受信でサブダイス素子3の束ねパ
ターンが変化するように素子束ね部4を制御し、ビーム
偏向角出力部11が出力する超音波ビームの偏向角の絶
対値がθgより小さいとき送信、受信でサブダイス素子
3の束ねパターンが共通になるように素子束ね部4を制
御すればよい。
Therefore, in the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 14, the beam deflection angle output unit 11 outputs the deflection angle of the ultrasonic beam, and when the deflection angle is smaller than a predetermined value, the beam is transmitted and received by the sub dice element 3. An element bundling control unit 5 controls the element bundling unit 4 so that the bundling pattern is common, and when the deflection angle is equal to or more than a predetermined value, the element bundling control unit 5 changes the bundling pattern of the sub dice elements 3 in transmission and reception. 5 controls the element bundling unit 4. For example, the absolute value of the first grating lobe appearance angle of the transmission beam is θt,
The absolute value of the grating lobe appearance angle is θr, and θt
Θg is the smaller of θr and θr. At this time, θg is used as the predetermined value, and the element bundling control unit 5 transmits and receives the bundle pattern of the sub dice element 3 when the absolute value of the deflection angle of the ultrasonic beam output from the beam deflection angle output unit 11 is equal to or more than θg. Is controlled so that the absolute value of the deflection angle of the ultrasonic beam output from the beam deflection angle output unit 11 is smaller than θg. The bundle pattern of the sub dice elements 3 is common in transmission and reception. The element bundling unit 4 may be controlled as described above.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明した如く本発明によると、大き
い素子ピッチの探触子を用いて、高分解能、高感度、低
グレーティングローブを同時に満足する撮像を行う超音
波診断装置を実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic diagnostic apparatus for performing imaging simultaneously satisfying high resolution, high sensitivity, and low grating lobe using a probe having a large element pitch.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による超音波診断装置の一例を示す概略
説明図。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図2】素子の厚み振動とそれ以外の不要振動の説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a thickness vibration of an element and other unnecessary vibrations.

【図3】グレーティングローブの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a grating lobe.

【図4】探触子と、それを構成する素子、口径の関係を
示す略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship among a probe, elements constituting the probe, and an aperture.

【図5】送受信ビームの移動方法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a method of moving a transmission / reception beam.

【図6】送信時のサブダイス素子束ねパターンの例を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a sub-die element bundling pattern at the time of transmission.

【図7】受信時のサブダイス素子束ねパターンの例を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a sub-die element bundling pattern at the time of reception.

【図8】送信ビームのグレーティングローブ位置を受信
ビーム強度の小さい位置に一致させ、受信ビームのグレ
ーティングローブ位置を送信ビーム強度の小さい位置に
一致させたことによる効果を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the effect of matching the grating lobe position of the transmission beam with a position where the reception beam intensity is small and matching the grating lobe position of the reception beam with a position where the transmission beam intensity is small.

【図9】送信する超音波パルスの波形例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a waveform example of an ultrasonic pulse to be transmitted.

【図10】偏向角0゜の場合の、超音波ビームパターン
の例を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing an example of an ultrasonic beam pattern when the deflection angle is 0 °.

【図11】連続波ビームで送受信ビームを計算した結果
を示す図10に対応する図。
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10 and showing a result of calculating a transmission / reception beam using a continuous wave beam;

【図12】偏向角30゜の場合の、超音波ビームパター
ンの例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of an ultrasonic beam pattern when the deflection angle is 30 °.

【図13】連続波ビームで送受信ビームを計算した結果
を示す図12に対応する図。
FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12, showing a result of calculating a transmission / reception beam using a continuous wave beam;

【図14】本発明による超音波診断装置の他の例を示す
概略説明図。
FIG. 14 is a schematic explanatory view showing another example of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…探触子、2…素子、3…サブダイス素子、4…素子
束ね部、5…素子束ね制御部、6…送受分離部、7…駆
動部、8…遅延部、9…加算部、10…表示部、11…
偏向角出力部、20…統括制御部、D1…超音波主ビー
ムの形成方向、D2…グレーティングローブの出現方
向、ML…超音波主ビーム、GL…グレーティングロー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe, 2 ... Element, 3 ... Sub die element, 4 ... Element bundling part, 5 ... Element bundling control part, 6 ... Transmission / reception separation part, 7 ... Driving part, 8 ... Delay part, 9 ... Addition part, 10 ... Display unit, 11 ...
Deflection angle output unit, 20: general control unit, D1: ultrasonic main beam forming direction, D2: emergence direction of grating lobe, ML: ultrasonic main beam, GL: grating lobe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅村 晋一郎 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 神田 浩 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 ▲吉▼田 実 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 Fターム(参考) 2G047 CA01 EA07 GB02 GF17 4C301 AA02 EE02 EE07 GB04 HH13 HH37 HH38 JB50  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinichiro Umemura 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kanda 1-1-14 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi Medical Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Yoshi ▼ T. 1-114 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 2G047 CA01 EA07 GB02 GF17 4C301 AA02 EE02 EE07 GB04 HH13 HH37 HH38 JB50

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚み振動以外の不要振動を抑えるために
サブダイスされたサブダイス素子を備え被検体に対して
超音波を送受する探触子と、素子束ね制御部と、前記素
子束ね制御部からの制御信号に基づいて前記サブダイス
素子を複数の群に束ねる素子束ね部と、前記素子束ね部
によって同一の群に束ねられたサブダイス素子に対し同
一の送波パルスを与える駆動部と、前記素子束ね部によ
って同一の群に束ねられたサブダイス素子からの受信信
号に対して超音波ビーム形成に必要な同一の遅延時間を
与える遅延部と、前記遅延部の出力を加算する加算部
と、前記加算部の出力を断層像として表示する表示部
と、前記素子束ね部の装置側信号線を前記駆動部又は前
記遅延部に切り換えて接続する送受分離部とを備え、前
記素子束ね制御部は超音波の送信時と受信時とでサブダ
イス素子の束ねパターンを独立に決定し、送信時の束ね
パターンにより発生する送信ビームのグレーティングロ
ーブ位置と受信時の束ねパターンにより発生する受信ビ
ームのグレーティングローブ位置とを独立に制御するこ
とを特徴とする超音波診断装置。
A probe for transmitting and receiving an ultrasonic wave to and from a subject, comprising a sub-diced element sub-diced to suppress unnecessary vibration other than thickness vibration, an element bundling control unit, An element bundling unit that bundles the sub dice elements into a plurality of groups based on a control signal; a driving unit that supplies the same transmission pulse to the sub dice elements bundled into the same group by the element bundling unit; A delay unit that gives the same delay time required for ultrasonic beam formation to the reception signals from the sub-die elements bundled in the same group, an addition unit that adds the outputs of the delay units, A display unit that displays an output as a tomographic image; and a transmission / reception separation unit that switches and connects a device-side signal line of the element bundling unit to the driving unit or the delay unit. The bundle pattern of the sub dice element is determined independently at the time of wave transmission and at the time of reception, the grating lobe position of the transmission beam generated by the bundle pattern at the time of transmission and the grating lobe position of the receive beam generated by the bundle pattern at the time of reception An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by independently controlling the parameters.
【請求項2】 請求項1記載の超音波診断装置におい
て、超音波の送信時と受信時とでサブダイス素子の束ね
パターンを独立に決定したことによって得られる送受信
ビームのグレーティングローブ強度は、受信時に送信時
と同じサブダイス素子の束ねパターンを用いたときの送
受信ビームのグレーティングローブ強度、及び送信時に
受信時と同じサブダイス素子の束ねパターンを用いたと
きの送受信ビームのグレーティングローブ強度より低減
されていることを特徴とする超音波診断装置。
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the grating lobe intensity of the transmission / reception beam obtained by independently determining the bundling pattern of the sub dice elements at the time of transmission and reception of the ultrasonic wave is at the time of reception. Grating lobe intensity of the transmitted / received beam when using the same bundle pattern of sub dice elements as during transmission, and lower than the grating lobe intensity of the transmitted / received beam when using the same bundle pattern of sub dice elements as during reception during transmission. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 請求項1又は2記載の超音波診断装置に
おいて、前記素子束ね制御部は、超音波ビームの偏向角
が所定の角度より小さいとき送信時のサブダイス素子束
ねパターンと受信時のサブダイス素子束ねパターンを同
じにし、超音波ビームの偏向角が前記所定の角度より大
きいとき送信時のサブダイス素子束ねパターンと受信時
のサブダイス素子束ねパターンを異ならせることを特徴
とする超音波診断装置。
3. An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said element bundling control section includes a sub-dice element bundling pattern at the time of transmission and a sub-dice at the time of reception when a deflection angle of an ultrasonic beam is smaller than a predetermined angle. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the element bundling patterns are the same, and when the deflection angle of the ultrasonic beam is larger than the predetermined angle, the sub dice element bundling pattern during transmission and the sub dice element bundling pattern during reception are made different.
【請求項4】 請求項3記載の超音波診断装置におい
て、前記所定の角度は送信ビームの第1グレーティング
ローブ出現角度の絶対値θtと、受信ビームの第1グレ
ーティングローブ出現角度の絶対値θrのうち小さい方
の角度と略等しいことを特徴とする超音波診断装置。
4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein said predetermined angle is an absolute value θt of a first grating lobe appearance angle of a transmission beam and an absolute value θr of a first grating lobe appearance angle of a reception beam. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by being substantially equal to a smaller angle among them.
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