JP2003325509A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直線状、平面状、
または曲面状などに配列された複数の超音波振動子（以
下、「超音波振動子」を「振動子」と略す）を有する超
音波探触子により超音波の送受信を行なう超音波診断装
置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a linear shape, a flat shape,
Also, the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves by an ultrasonic probe having a plurality of ultrasonic transducers arranged in a curved shape (hereinafter, “ultrasonic transducer” is abbreviated as “transducer”). .
【０００２】[0002]
【従来の技術】前記のように配列された複数の振動子
（以下、配列振動子という）を同時に用い、送受信信号
の位相制御を行うことにより、送受信ビームの収束を行
うフォーカシング技術は現在では周知のものとなってい
る。2. Description of the Related Art Focusing technology for converging a transmission / reception beam by controlling the phase of a transmission / reception signal by simultaneously using a plurality of transducers arranged as described above (hereinafter referred to as array transducers) is well known. It has become.
【０００３】図１１はリニア走査を行う超音波診断装置
のブロック図である。この超音波診断装置は、１２８個
の振動子２-1〜２-128が配列された探触子１と、探触子
１において使用する開口を選択する高耐圧スイッチ３-1
〜３-64 と、送信パルスを発生する送信パルス発生部４
と、振動子２-1〜２-128で受信され、高耐圧スイッチ３
-1〜３-64 で選択された信号を指定されたレベルに増幅
するゲイン可変アンプ５-1〜５-64 と、ゲイン可変アン
プ５-1〜５-64 の出力信号アナログーディジタル変換す
るＡ／Ｄ変換器８-1〜８-64 と、ディジタル化されたデ
ータを遅延加算するビームフォーマ９と、遅延加算され
たエコー信号を表示信号に変換する画像処理部11と、前
記表示信号を表示する表示部14と、装置全体の制御を行
う制御部15と、操作者が操作するための操作部16とから
構成されている。FIG. 11 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus that performs linear scanning. This ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe 1 in which 128 transducers 2-1 to 2-128 are arranged, and a high withstand voltage switch 3-1 for selecting an opening used in the probe 1.
~ 3-64 and the transmission pulse generator 4 that generates the transmission pulse
And the high withstand voltage switch 3 received by the transducers 2-1 to 2-128.
-1 to 3-64, the variable gain amplifiers 5-1 to 5-64 that amplify the signal selected by 3-1 to 3-64 and the output signals of the variable gain amplifiers 5-1 to 5-64 A to A / D converters 8-1 to 8-64, a beam former 9 that delay-adds digitized data, an image processing unit 11 that converts the echo signal that has been delay-added into a display signal, and displays the display signal. The display unit 14 includes a display unit 14, a control unit 15 that controls the entire apparatus, and an operation unit 16 that is operated by an operator.
【０００４】以上のように構成された超音波診断装置に
おいて、制御部15の制御により送信パルス発生部４が発
生した送信パルスは高耐圧スイッチ３-1〜３-64 を経
て、振動子２-1〜２-128のうち、高耐圧スイッチ３-1〜
３-64 により選択された振動子を駆動し、超音波を発生
させる。ここで高耐圧スイッチ３-1〜３-64 のオン・オ
フ制御およびオンにした高耐圧スイッチ３-1〜３-64 の
それぞれに印加する送信パルスのタイミングの設定によ
り、送信される超音波ビームの方向とフォーカス点を設
定する。この超音波は生体内へ放射され、その反射波が
振動子２-1〜２-128で受信される。この受信信号のう
ち、高耐圧スイッチ３-1〜３-64 で選択された振動子で
受信された信号は高耐圧スイッチ３-1〜３-64 を通り、
ゲイン可変アンプ５-1〜５-64 でレベル調整を受け、Ａ
／Ｄ変換器８-1〜８-64 によりディジタル信号に変換さ
れ、ビームフォーマ９に入力される。ビームフォーマ９
は、各振動子２-1〜２-128の受信信号の遅延時間を設定
することにより、所望のフォーカス位置の受信ビームを
形成する。ビームフォーマ９で生成された所望の受信ビ
ームの信号は、画像処理部11により表示用信号に変換さ
れ、表示部14に表示される。In the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above, the transmission pulse generated by the transmission pulse generator 4 under the control of the controller 15 passes through the high voltage switches 3-1 to 3-64 and then the transducer 2- High-voltage switch 3-1 to 1-2 of 128
It drives the transducer selected by 3-64 to generate ultrasonic waves. Here, the ultrasonic beam to be transmitted is controlled by the on / off control of the high withstand voltage switches 3-1 to 3-64 and the timing of the transmission pulse applied to each of the turned on high withstand voltage switches 3-1 to 3-64. Set the direction and focus point of. This ultrasonic wave is radiated into the living body, and its reflected wave is received by the transducers 2-1 to 2-128. Among the received signals, the signal received by the transducer selected by the high breakdown voltage switches 3-1 to 3-64 passes through the high breakdown voltage switches 3-1 to 3-64,
The level is adjusted by the variable gain amplifiers 5-1 to 5-64.
The signals are converted into digital signals by the / D converters 8-1 to 8-64 and input to the beam former 9. Beam former 9
Forms a reception beam at a desired focus position by setting the delay time of the reception signal of each transducer 2-1 to 2-128. The signal of the desired reception beam generated by the beam former 9 is converted into a display signal by the image processing unit 11 and displayed on the display unit 14.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】配列振動子を用いた超
音波診断装置は、振動子の間隔（チャンネルピッチ）で
被検幅が決定される。チャンネルピッチが広ければ被検
幅が広くなるが、チャンネルピッチをある程度以上に広
くするとサイドローブレベルが上昇し、画質が劣化す
る。また、チャンネルピッチを細かくするとビーム形成
に用いる回路の規模が増大するという問題がある。In an ultrasonic diagnostic apparatus using array transducers, the width to be detected is determined by the spacing (channel pitch) between the transducers. The wider the channel pitch, the wider the test width, but if the channel pitch is wider than a certain level, the side lobe level rises and the image quality deteriorates. Further, if the channel pitch is made fine, there is a problem that the scale of the circuit used for beam formation increases.
【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、チャンネルピッチが広い場合にも回路
の規模を増大させることなく受信ビームの形状を向上さ
せることができる超音波診断装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made to solve such a problem, and provides an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the shape of a received beam without increasing the circuit scale even when the channel pitch is wide. The purpose is to provide.
【０００７】また、本発明は、チャンネルピッチが広い
場合にも回路の規模を増大させることなく送信ビームの
形状を向上させることができる超音波診断装置を提供す
ることを目的とする。Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the shape of a transmission beam without increasing the circuit scale even when the channel pitch is wide.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の超音
波診断装置は、複数の振動子と、前記複数の振動子を駆
動する送信駆動回路と、前記複数の振動子で受信された
信号を遅延加算するビームフォーマとを有する超音波診
断装置において、前記ビームフォーマにおける遅延時間
をフォーカス点と振動子の振動面との平均距離を用いて
算出することを特徴とする。この構成により、算出され
る遅延時間の精度を上げ、受信ビームの形状を向上させ
ることができる。A first ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a plurality of transducers, a transmission drive circuit for driving the plurality of transducers, and a plurality of transducers for receiving signals. In an ultrasonic diagnostic apparatus having a beamformer for delaying and adding signals, a delay time in the beamformer is calculated by using an average distance between a focus point and a vibrating surface of a vibrator. With this configuration, the accuracy of the calculated delay time can be increased and the shape of the reception beam can be improved.
【０００９】また、本発明に係る第２の超音波診断装置
は、複数の振動子と、前記複数の振動子を駆動する送信
駆動回路と、前記複数の振動子で受信された信号を遅延
加算するビームフォーマとを有する超音波診断装置にお
いて、前記ビームフォーマにおける遅延時間をフォーカ
ス点と振動子の振動面内の複数のフォーカス基準点との
距離を用いて複数算出し、前記複数算出された遅延時間
に対応して複数の受信ビームの形成を行なうことを特徴
とする。この構成により、フォーカス基準点を複数設け
ることで、受信ビームの形状を向上させることができ
る。The second ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a plurality of transducers, a transmission drive circuit for driving the plurality of transducers, and delay addition of signals received by the plurality of transducers. In the ultrasonic diagnostic apparatus having a beamformer that performs a plurality of delay times in the beamformer using a distance between a focus point and a plurality of focus reference points in a vibration plane of the transducer, the plurality of calculated delays It is characterized in that a plurality of reception beams are formed according to time. With this configuration, the shape of the received beam can be improved by providing a plurality of focus reference points.
【００１０】さらに、本発明に係る第３の超音波診断装
置は、前記本発明に係る第２の超音波診断装置におい
て、前記ビームフォーマは、前記複数の受信ビームを異
なるタイミングで形成することを特徴とする。この構成
により、複数のフォーカス基準点による複数の遅延加算
を時間的な合成により実現し、受信ビームの形状を向上
させることができる。Further, a third ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is the same as the second ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, wherein the beam former forms the plurality of reception beams at different timings. Characterize. With this configuration, a plurality of delay additions by a plurality of focus reference points can be realized by temporal synthesis, and the shape of the reception beam can be improved.
【００１１】そして、本発明に係る第４の超音波診断装
置は、前記本発明に係る第２の超音波診断装置におい
て、前記ビームフォーマは、１つの前記振動子あたり複
数の遅延加算器を用いることで、前記複数の受信ビーム
を同時に形成することを特徴とする。この構成により、
複数のフォーカス基準点による複数の遅延加算を同時に
実現し、受信ビーム形状を向上させることができる。A fourth ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is the same as the second ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, wherein the beamformer uses a plurality of delay adders per transducer. Thus, the plurality of reception beams are simultaneously formed. With this configuration,
It is possible to simultaneously realize a plurality of delay additions using a plurality of focus reference points and improve the reception beam shape.
【００１２】また、本発明に係る第５の超音波診断装置
は、複数の振動子と、前記複数の振動子を駆動する送信
駆動回路と、前記複数の振動子で受信された信号を遅延
加算するビームフォーマとを有する超音波診断装置にお
いて、フォーカス点から振動子の振動面内の最も近い点
と最も遠い点との距離差に応じて、前記複数の振動子で
受信された信号のゲイン補正を行うことを特徴とする。
この構成により、振動子の幅が広いことに起因するゲイ
ンの低下を補うことで、受信ビームの形状を向上させる
ことができる。A fifth ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a plurality of transducers, a transmission drive circuit for driving the plurality of transducers, and delay addition of signals received by the plurality of transducers. In the ultrasonic diagnostic apparatus having a beamformer for performing a gain correction of signals received by the plurality of transducers according to a distance difference between a closest point and a farthest point in a vibration plane of the transducer from a focus point. It is characterized by performing.
With this configuration, the shape of the reception beam can be improved by compensating for the decrease in gain due to the wide width of the vibrator.
【００１３】さらに、本発明に係る第６の超音波診断装
置は、複数の振動子と、前記複数の振動子を駆動する送
信駆動回路と、前記複数の振動子で受信された信号を遅
延加算するビームフォーマとを有する超音波診断装置に
おいて、前記送信駆動回路は、フォーカス点と振動子の
振動面内の複数のフォーカス基準点との距離に対応させ
て同一方向へ複数回の送信ビーム集束を行い、前記ビー
ムフォーマは、前記同一方向への複数回の送信ビームに
対応する受信信号の合成により受信ビームの形成を行う
ことを特徴とする。この構成により、広い幅の振動子に
複数のフォーカス基準点を設け、この複数のフォーカス
基準点による送信を時間的な合成により実現し、送信ビ
ームの形状を向上させることができる。Further, a sixth ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a plurality of transducers, a transmission drive circuit for driving the plurality of transducers, and a delay addition of signals received by the plurality of transducers. In the ultrasonic diagnostic apparatus having a beam former, the transmission drive circuit performs transmission beam focusing a plurality of times in the same direction corresponding to the distance between the focus point and a plurality of focus reference points in the vibration plane of the transducer. The beam former is configured to form a reception beam by combining reception signals corresponding to a plurality of transmission beams in the same direction. With this configuration, a plurality of focus reference points are provided on the transducer having a wide width, and the transmission using the plurality of focus reference points can be realized by temporal synthesis to improve the shape of the transmission beam.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図１０を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１５】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態における振動子とフォーカス点との位置関
係を説明するための図である。なお、本実施の形態の超
音波診断装置の構成は図１１に示した従来装置と同じで
あるため、図示と説明を省略する。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a positional relationship between a transducer and a focus point in the embodiment of FIG. The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is the same as that of the conventional apparatus shown in FIG. 11, so illustration and description thereof will be omitted.
【００１６】図１に示すように、振動子２には振動面
（超音波が送信および受信される面）の中点Ａ0 、一方
の端点Ａ1 、反対側の端点Ａ2 があり、振動面の前方に
フォーカス点Ｆがある。従来から知られている通常の遅
延時間計算では、中点Ａ0 とフォーカス点Ｆとの間の距
離を振動子２からフォーカス点Ｆまでの距離として、計
算を行う。つまり、振動面の中点Ａ0 をフォーカス基準
点としている。As shown in FIG. 1, the vibrator 2 has a midpoint A0 of a vibrating surface (a surface on which ultrasonic waves are transmitted and received), one end point A1 and an opposite end point A2. There is a focus point F at. In the conventional delay time calculation known from the past, the distance between the midpoint A0 and the focus point F is set as the distance from the transducer 2 to the focus point F. That is, the center point A0 of the vibration surface is used as the focus reference point.
【００１７】しかし、１２８個の振動子全体で見ると、
この距離計算法では誤差が生じている。図２にフォーカ
ス点から振動面の中心までの距離と、フォーカス点から
振動面までの距離の平均値との差を示す。図２において
横軸が探触子１の開口における位置で、図の左端が開口
の端部、右端が開口の反対側の端部である。ビームの偏
向は行っていない。この図に示すように、開口の中心で
は、フォーカス点から振動面の中心までの距離と、フォ
ーカス点から振動面までの平均距離との差が大きいこと
が分かるHowever, when viewed as a whole of 128 oscillators,
This distance calculation method has an error. FIG. 2 shows the difference between the distance from the focus point to the center of the vibration surface and the average value of the distance from the focus point to the vibration surface. In FIG. 2, the horizontal axis is the position at the opening of the probe 1, the left end of the drawing is the end of the opening, and the right end is the end on the opposite side of the opening. The beam is not deflected. As shown in this figure, it can be seen that at the center of the aperture, the difference between the distance from the focus point to the center of the vibrating surface and the average distance from the focus point to the vibrating surface is large.
【００１８】そこで、本実施の形態では、ビームフォー
マ９は、図３に示すような手順でビーム集束データを計
算する。図３において（ａ）が従来例、（ｂ）が本実施
の形態である。本実施の形態では、フォーカス点Ｆと振
動子２との距離を、フォーカス点Ｆと振動子２の振動面
全面の距離の平均として計算する。これにより、フォー
カス点から振動子の振動面までの平均距離との差をなく
し、算出される遅延時間の精度を高められるので、受信
ビームの収束性が向上し、良好な画質を得ることができ
る。Therefore, in this embodiment, the beam former 9 calculates the beam focusing data in the procedure as shown in FIG. In FIG. 3, (a) shows a conventional example, and (b) shows this embodiment. In the present embodiment, the distance between the focus point F and the vibrator 2 is calculated as the average of the distances between the focus point F and the entire vibration surface of the vibrator 2. As a result, the difference from the average distance from the focus point to the vibrating surface of the vibrator can be eliminated, and the accuracy of the calculated delay time can be improved, so that the convergence of the received beam is improved and good image quality can be obtained. .
【００１９】このように、本実施の形態の超音波診断装
置によれば、ビームフォーマ９における遅延時間をフォ
ーカス点Ｆと振動子２の振動面との平均距離を用いて算
出することにより、遅延時間を算出するとにき使用する
距離と、フォーカス点Ｆから振動子２の振動面までの平
均距離との差をなくし、受信ビームの形状を向上させる
ことができる。As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, the delay time in the beam former 9 is calculated by using the average distance between the focus point F and the vibrating surface of the vibrator 2 to delay the delay. The shape of the reception beam can be improved by eliminating the difference between the distance used when the time is calculated and the average distance from the focus point F to the vibration surface of the vibrator 2.
【００２０】（第２の実施の形態）図４は本発明の第２
の実施の形態における振動子とフォーカス点との位置関
係を説明するための図であり、図５は本発明の第２の実
施の形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図であ
る。図５において、図１１と同一または対応する構成要
素には、図１１で使用した符号を付した。(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the positional relationship between the transducer and the focus point in the embodiment of FIG. 5, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the second embodiment of the present invention. 5, constituent elements that are the same as or correspond to those in FIG. 11 have the same reference numerals used in FIG.
【００２１】第１の実施の形態において、フォーカス点
Ｆから振動子２の振動面の中点Ａ0までの距離と、フォ
ーカス点Ｆから振動面全体に対する平均距離とが異なる
ことを説明した。中点Ａ0 までの距離と平均距離の差が
あることも問題であるが、振動面上の位置によりフォー
カス点Ｆまでの距離に差があることも問題であり、特に
振動子の幅が広い場合に顕著となる。例えば、図１にお
いて、振動子２の一方の端点Ａ1 からフォーカス点Ｆま
での距離と他方の端点Ａ2 からフォーカス点Ｆまでの距
離では、前者の方が短い。この振動面上の位置によるフ
ォーカス点Ｆまでの距離の差は、開口の端部において大
きくなる。そこで、本実施の形態では、１つの幅の広い
振動子をあたかも分割された２つの振動子として扱うこ
とで、サイドローブの低減を図るものである。In the first embodiment, it has been explained that the distance from the focus point F to the midpoint A0 of the vibration surface of the vibrator 2 and the average distance from the focus point F to the entire vibration surface are different. There is a problem that there is a difference between the distance to the midpoint A0 and the average distance, but there is also a problem that there is a difference in the distance to the focus point F depending on the position on the vibrating surface, especially when the width of the vibrator is wide. Will be noticeable. For example, in FIG. 1, the distance between one end point A1 of the transducer 2 to the focus point F and the distance from the other end point A2 of the transducer 2 to the focus point F are shorter in the former case. The difference in the distance to the focus point F due to the position on the vibrating surface becomes large at the end of the opening. Therefore, in the present embodiment, one wide oscillator is treated as if it were two divided oscillators to reduce side lobes.
【００２２】本実施の形態では、図４に示すように、振
動子２において、振動面の中点Ａ0、一方の端部と中点
Ａ0 との中点Ａ3 、および他方の端部と中点Ａ0 との中
点Ａ4 を考える。そして、受信を２回に分けて行う。す
なわち、１回目の受信では振動子２のフォーカス基準点
をＡ3 としてビーム形状を決定し、遅延加算を行い、２
回目の受信では振動子２のフォーカス基準点をＡ4 とし
て受信ビームの形成を行う。そして、これら２回の遅延
加算信号を合成し、１つの受信ビームを形成する。In this embodiment, as shown in FIG. 4, in the vibrator 2, the midpoint A0 of the vibrating surface, the midpoint A3 between one end and the midpoint A0, and the other end and the midpoint. Consider the midpoint A4 with A0. Then, the reception is performed twice. That is, in the first reception, the beam shape is determined with the focus reference point of the transducer 2 set to A3, and delay addition is performed.
In the second reception, the reception beam is formed with the focus reference point of the transducer 2 set to A4. Then, these two delayed addition signals are combined to form one reception beam.
【００２３】図５に示すように、本実施の形態の超音波
診断装置は、図１１に示した従来装置におけるビームフ
ォーマ９の出力側と画像処理部11の入力側との間に、メ
モリ12と加算器13とを付加したものである。そして、ま
ず１回目の受信ではビームフォーマ９がフォーカス基準
点をＡ3 としてビーム形成を行ったデータをメモリ12に
蓄積する。次に２回目の受信ではビームフォーマ９がフ
ォーカス基準点をＡ4としてビーム形成を行ったデータ
と、メモリ12から読み出された１回目のデータとを加算
器13で加算し、１つの受信ビームを形成する。As shown in FIG. 5, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment has a memory 12 between the output side of the beam former 9 and the input side of the image processing section 11 in the conventional apparatus shown in FIG. And an adder 13 are added. Then, first, in the first reception, the beam former 9 accumulates in the memory 12 the data on which the beam has been formed with the focus reference point as A3. Next, in the second reception, the beam former 9 performs beam forming with the focus reference point as A4 and the first data read from the memory 12 is added by the adder 13 to obtain one reception beam. Form.
【００２４】このように、本実施の形態によれば、幅の
広い振動子を仮想的に２つに分割することで、ビーム形
状を向上させることができる。なお、以上の説明では、
分割数を２としたが、分割数を３以上にしても良い。As described above, according to the present embodiment, the beam shape can be improved by virtually dividing the wide vibrator into two. In the above explanation,
Although the number of divisions is two, the number of divisions may be three or more.
【００２５】（第３の実施の形態）図６は本発明の第３
の実施の形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図
である。この図において、図１１と同一または対応する
構成要素には、図１１で使用した符号を付した。(Third Embodiment) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of FIG. In this figure, constituent elements that are the same as or correspond to those in FIG. 11 are assigned the reference numerals used in FIG.
【００２６】本実施の形態の超音波診断装置は、図１１
に示した従来装置におけるゲイン可変アンプ５-1〜５-6
4 とＡ／Ｄ変換器８-1〜８-64 との間に、電圧−電圧変
換アンプ10-1〜10-64 、クロスポイントスイッチ６、お
よび電流−電圧変換アンプ７-1〜７-64 を付加したもの
である。The ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment is shown in FIG.
Variable gain amplifiers 5-1 to 5-6 in the conventional device shown in FIG.
4 and the A / D converters 8-1 to 8-64, the voltage-voltage conversion amplifiers 10-1 to 10-64, the crosspoint switch 6, and the current-voltage conversion amplifiers 7-1 to 7-64. Is added.
【００２７】以上のように構成された本実施の形態の超
音波診断装置では、高耐圧スイッチ３-1〜３-64 で選択
された開口の信号がクロスポイントスイッチ６により任
意に加算される。クロスポイントスイッチ６における加
算方法を図７に示す。この図に示すように、開口のう
ち、端部の１〜１６チャンネルおよび４９〜６４チャン
ネルは用いられず、中心部の１７〜４８チャンネルの信
号がそれぞれビームフォーマ９の２つの入力に接続され
ている。これにより、ビームフォーマ９は、１、３、５
…６３チャンネルからなる第１のビームフォーマ、およ
び２、４、６…６４チャンネルからなる第２のビームフ
ォーマの２つのビームフォーマとして動作する。第１の
ビームフォーマは図４の点Ａ3 を、第２のビームフォー
マは点Ａ4をフォーカス基準点としたビーム形成を行な
い、２つの遅延加算信号はビームフォーマ９内で加算さ
れ１つに合成される。In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment configured as described above, the cross point switch 6 arbitrarily adds the signals of the openings selected by the high breakdown voltage switches 3-1 to 3-64. FIG. 7 shows an addition method in the cross point switch 6. As shown in this figure, of the apertures, the channels 1 to 16 and 49 to 64 at the ends are not used, and the signals of channels 17 to 48 at the center are connected to the two inputs of the beam former 9, respectively. There is. As a result, the beam former 9 becomes 1, 3, 5
... operates as two beam formers, namely a first beam former having 63 channels and a second beam former having 2, 4, 6, ... 64 channels. The first beam former performs beam forming with the point A3 in FIG. 4 as the focus reference point and the second beam former uses point A4 as a focus reference point. It
【００２８】このように、本実施の形態は、第２の実施
の形態を時分割で行うことなく実施するものであり、幅
の広い振動子を仮想的に２つに分割することで、ビーム
形状を向上させることができる。As described above, the present embodiment is an implementation of the second embodiment without performing time division, and a beam having a wide width is virtually divided into two to obtain a beam. The shape can be improved.
【００２９】（第４の実施の形態）図８は本発明の第４
の実施の形態の超音波診断装置の動作原理を説明するた
めの図であり、図９は本実施の形態の超音波診断装置の
構成を示すブロック図である。図９において、図１１と
同一または対応する構成要素には、図１１で使用した符
号を付した。(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation principle of the ultrasonic diagnostic apparatus of the embodiment, and FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment. 9, constituent elements that are the same as or correspond to those in FIG. 11 have the same reference numerals used in FIG.
【００３０】図８において横軸は開口位置であり、図８
の左端が開口の一端、右端が他端である。縦軸は振動子
の振動面において、フォーカス点までの距離が最も短い
点と、フォーカス点までの距離が最も長い点の、フォー
カス点までの距離差を表したものである。図８から、開
口端部において距離差が大きいことが分かる。同一の振
動子において距離差が大きいということは、位相差が大
きいということになる。このため、位相が異なる信号が
加算されることになり、振動子から得られる信号の振幅
は小さくなる。本実施の形態では、振幅を補償すること
で、ビーム形状を向上させる。In FIG. 8, the horizontal axis represents the opening position.
The left end is one end of the opening, and the right end is the other end. The vertical axis represents the difference in distance to the focus point between the point having the shortest distance to the focus point and the point having the longest distance to the focus point on the vibration plane of the vibrator. From FIG. 8, it can be seen that the distance difference is large at the opening end. A large distance difference in the same oscillator means a large phase difference. Therefore, signals having different phases are added, and the amplitude of the signal obtained from the vibrator becomes small. In this embodiment, the beam shape is improved by compensating the amplitude.
【００３１】図９に示すように、本実施の形態の超音波
診断装置は、図１１に示した従来装置における制御部15
内にゲイン補正演算部15-1を設け、前述した位相差によ
る振幅の低下を補うような制御信号を発生する。これに
より、全ての振動子２-1〜２-128より得られた信号は同
一の振幅に補正され、ビーム形状を向上させることがで
きる。As shown in FIG. 9, the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment has a control unit 15 in the conventional apparatus shown in FIG.
A gain correction calculation unit 15-1 is provided therein to generate a control signal that compensates for the decrease in amplitude due to the phase difference described above. As a result, the signals obtained from all the transducers 2-1 to 2-128 are corrected to have the same amplitude, and the beam shape can be improved.
【００３２】このように、本実施の形態の超音波診断装
置によれば、フォーカス点から振動子の振動面内の最も
近い点と最も遠い点との距離差に応じて、複数の振動子
２-1〜２-128で受信される信号のゲイン補正を行うこと
により、全ての振動子２-1〜２-128より得られた信号は
同一の振幅に補正されるので、振動子の幅が広いことに
起因するゲインの低下を補い、受信ビームの形状を向上
させることができるAs described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, the plurality of transducers 2 are arranged according to the distance difference between the closest point and the farthest point in the vibration plane of the transducer from the focus point. -By correcting the gain of the signal received by -1 to 2-128, the signals obtained from all the vibrators 2-1 to 2-128 are corrected to the same amplitude, so the width of the vibrator is The shape of the receiving beam can be improved by compensating for the decrease in gain caused by the wideness.
【００３３】（第５の実施の形態）図１０は本発明の第
５の実施の形態における送信ビームの形成方法を説明す
るための図である。本実施の形態の超音波診断装置の構
成は図５に示した第２の実施の形態と同一であるため、
図示と説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 10 is a diagram for explaining a method of forming a transmission beam in a fifth embodiment of the present invention. Since the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 5,
Illustration and description are omitted.
【００３４】本実施の形態では、送信パルス発生部４は
同じ方向へ送信パルスを２回発生する。図１０において
（ａ）が１回目の送信、（ｂ）が２回目の送信である。
１回目の送信と２回目の送信とで、仮想的にフォーカス
基準点を移動させる。移動手法は図４に示した方法と同
一である。１回目の送信と２回目の送信のそれぞれの受
信信号は第２の実施の形態と同じ方法で合成される。こ
のようにすることで、幅の広い振動子２-1〜２-128の各
々を送信時にも仮想的に分割して使用することが可能で
あり、送信ビームの形状を向上させることができる。In the present embodiment, the transmission pulse generator 4 generates the transmission pulse twice in the same direction. In FIG. 10, (a) is the first transmission and (b) is the second transmission.
The focus reference point is virtually moved between the first transmission and the second transmission. The moving method is the same as the method shown in FIG. The respective reception signals of the first transmission and the second transmission are combined by the same method as in the second embodiment. By doing so, each of the wide transducers 2-1 to 2-128 can be virtually divided and used even during transmission, and the shape of the transmission beam can be improved.
【００３５】このように、本実施の形態の超音波診断装
置によれば、送信パルス発生部４は、フォーカス点Ｆと
振動子２の振動面内の複数のフォーカス基準点との距離
に対応させて同一方向へ２回の送信ビーム集束を行い、
ビームフォーマ９は、前記同一方向への複数回の送信ビ
ームに対応する受信信号の合成により受信ビームの形成
を行うことにより、幅の広い振動子２-1〜２-128の各々
を送信時にも仮想的に分割して使用することが可能とな
り、送信ビームの形状を向上させることができる。As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment, the transmission pulse generator 4 corresponds to the distance between the focus point F and a plurality of focus reference points in the vibration plane of the vibrator 2. Focus the transmission beam twice in the same direction,
The beamformer 9 forms a reception beam by combining reception signals corresponding to a plurality of transmission beams in the same direction, so that each of the wide transducers 2-1 to 2-128 is also transmitted. It becomes possible to virtually divide and use, and the shape of the transmission beam can be improved.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明
は、ビームフォーマにおける遅延時間をフォーカス点と
振動子の振動面との平均距離を用いて算出することによ
り、遅延加算の精度を上げることができ、チャンネルピ
ッチが広い場合にも回路の規模を増大させることなく受
信ビームの形状を向上させることができるという優れた
効果を有する超音波診断装置を提供することができる。As described above, according to the invention described in claim 1, the delay time in the beam former is calculated by using the average distance between the focus point and the vibrating surface of the vibrator, thereby improving the accuracy of delay addition. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus having an excellent effect that the shape of the reception beam can be improved without increasing the circuit scale even when the channel pitch is wide.
【００３７】また、請求項２に記載の発明は、ビームフ
ォーマにおける遅延時間をフォーカス点と振動子の振動
面内の複数のフォーカス基準点との距離を用いて複数算
出し、この複数算出された遅延時間に対応して複数の受
信ビームの形成を行なうことにより、チャンネルピッチ
が広い場合にも回路の規模を増大させることなく受信ビ
ームの形状を向上させることができるという優れた効果
を有する超音波診断装置を提供することができる。In the invention according to claim 2, a plurality of delay times in the beamformer are calculated by using distances between the focus point and a plurality of focus reference points in the vibration plane of the vibrator, and the plurality of delay times are calculated. By forming a plurality of reception beams corresponding to the delay time, the ultrasonic wave having an excellent effect that the shape of the reception beam can be improved without increasing the circuit scale even when the channel pitch is wide A diagnostic device can be provided.
【００３８】さらに、請求項５に記載の発明は、フォー
カス点から振動子の振動面内の最も近い点と最も遠い点
との距離差に応じて、複数の振動子で受信される信号の
ゲイン補正を行うことにより、チャンネルピッチが広い
場合にも回路の規模を増大させることなく受信ビームの
形状を向上させることができるという優れた効果を有す
る超音波診断装置を提供することができる。Further, according to the invention of claim 5, the gains of the signals received by the plurality of transducers are determined according to the difference in distance between the closest point and the farthest point in the vibration plane of the transducer from the focus point. By performing the correction, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus having an excellent effect that the shape of the reception beam can be improved without increasing the circuit scale even when the channel pitch is wide.
【００３９】そして、請求項６に記載の発明は、フォー
カス点と振動子面内の複数のフォーカス基準点との距離
に対応させて同一方向へ複数回の送信ビーム集束を行
い、その同一方向への複数回の送信ビームの受信信号の
合成により受信ビームの形成を行うことにより、チャン
ネルピッチが広い場合にも回路の規模を増大させること
なく送信ビームの形状を向上させることができるという
優れた効果を有する超音波診断装置を提供することがで
きる。According to the sixth aspect of the present invention, the transmission beam is focused a plurality of times in the same direction in correspondence with the distance between the focus point and a plurality of focus reference points in the transducer plane, and the transmission beam is focused in the same direction. By forming the reception beam by combining the reception signals of the transmission beams of a plurality of times, it is possible to improve the shape of the transmission beam without increasing the circuit scale even when the channel pitch is wide. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus having the following.
【図１】本発明の第１の実施の形態における振動子とフ
ォーカス点との位置関係を説明するための図、FIG. 1 is a diagram for explaining a positional relationship between a transducer and a focus point according to a first embodiment of the present invention,
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるフォーカス
点から振動面の中心までの距離と、フォーカス点から振
動面までの距離の平均値との差を示す図、FIG. 2 is a diagram showing the difference between the distance from the focus point to the center of the vibrating surface and the average value of the distance from the focus point to the vibrating surface according to the first embodiment of the present invention;
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるビーム集束
データを計算する方法を示すフローチャート、FIG. 3 is a flowchart showing a method of calculating beam focusing data according to the first embodiment of the present invention,
【図４】本発明の第２の実施の形態における振動子とフ
ォーカス点との位置関係を説明するための図、FIG. 4 is a diagram for explaining a positional relationship between a transducer and a focus point according to the second embodiment of the present invention,
【図５】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置の
構成を示すブロック図、FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention,
【図６】本発明の第３の実施の形態の超音波診断装置の
構成を示すブロック図、FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a third embodiment of the present invention,
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるクロスポイ
ントスイッチの動作を説明するための図、FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the cross point switch according to the third embodiment of the present invention;
【図８】本発明の第４の実施の形態における振動子内で
の遅延時間差を説明するための図、FIG. 8 is a diagram for explaining a delay time difference in the oscillator according to the fourth embodiment of the present invention,
【図９】本発明の第４の実施の形態の超音波診断装置の
構成を示すブロック図、FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fourth embodiment of the present invention,
【図１０】本発明の第５の実施の形態における送信ビー
ム形成方法を説明するための図、FIG. 10 is a diagram for explaining a transmission beam forming method according to a fifth embodiment of the present invention,
【図１１】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック
図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
１ 探触子 ２、２-1〜２-128 振動子 ３-1〜３-64 高耐圧スイッチ ４ 送信パルス発生部 ５-1〜５- ６４ ゲイン可変アンプ ６ クロスポイントスイッチ ７-1〜７-64 電流−電圧変換アンプ ８-1〜８-64 Ａ／Ｄ変換器 ９ ビームフォーマ 10-1〜10-64 電圧−電流変換アンプ 11 画像処理部 12 メモリ 13 加算器 14 表示部 15 制御部 16 操作部 1 probe 2, 2-1 to 2-128 oscillator 3-1 to 3-64 High voltage switch 4 Transmit pulse generator 5-1 to 5-64 Variable gain amplifier 6 cross point switch 7-1 to 7-64 Current-voltage conversion amplifier 8-1 to 8-64 A / D converter 9 beam former 10-1 to 10-64 Voltage-current conversion amplifier 11 Image processing section 12 memory 13 adder 14 Display 15 Control unit 16 Control section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 AA02 EE07 EE15 GB02 HH01 HH24 HH33 HH37 JB03 JB11 JB29 LL05 5D019 FF04 5D107 AA12 AA14 BB07 CC12 CC13 CD01 CD03 FF01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4C301 AA02 EE07 EE15 GB02 HH01 HH24 HH33 HH37 JB03 JB11 JB29 LL05 5D019 FF04 5D107 AA12 AA14 BB07 CC12 CC13 CD01 CD03 FF01
Claims (6)
動する送信駆動回路と、前記複数の振動子で受信された
信号を遅延加算するビームフォーマとを有する超音波診
断装置において、前記ビームフォーマにおける遅延時間
をフォーカス点と振動子の振動面との平均距離を用いて
算出することを特徴とする超音波診断装置。1. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a plurality of transducers; a transmission drive circuit that drives the plurality of transducers; and a beamformer that delays and adds signals received by the plurality of transducers. An ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that a delay time in a beam former is calculated using an average distance between a focus point and a vibrating surface of a vibrator.
動する送信駆動回路と、前記複数の振動子で受信された
信号を遅延加算するビームフォーマとを有する超音波診
断装置において、前記ビームフォーマにおける遅延時間
をフォーカス点と振動子の振動面内の複数のフォーカス
基準点との距離を用いて複数算出し、前記複数算出され
た遅延時間に対応して複数の受信ビームの形成を行なう
ことを特徴とする超音波診断装置。2. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a plurality of transducers; a transmission drive circuit that drives the plurality of transducers; and a beamformer that delays and adds signals received by the plurality of transducers. A plurality of delay times in the beamformer are calculated by using the distances between the focus point and a plurality of focus reference points in the vibration plane of the vibrator, and a plurality of reception beams are formed corresponding to the plurality of calculated delay times. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above.
ビームを異なるタイミングで形成することを特徴とする
請求項２に記載の超音波診断装置。3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the beam former forms the plurality of reception beams at different timings.
子あたり複数の遅延加算器を用いることで、前記複数の
受信ビームを同時に形成することを特徴とする請求項２
に記載の超音波診断装置。4. The beam former uses the plurality of delay adders per one transducer to form the plurality of reception beams at the same time.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to item 1.
動する送信駆動回路と、前記複数の振動子で受信された
信号を遅延加算するビームフォーマとを有する超音波診
断装置において、フォーカス点から振動子の振動面内の
最も近い点と最も遠い点との距離差に応じて、前記複数
の振動子で受信される信号のゲイン補正を行うことを特
徴とする超音波診断装置。5. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a plurality of transducers; a transmission drive circuit for driving the plurality of transducers; and a beamformer for delaying and adding signals received by the plurality of transducers. An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein gain correction of a signal received by the plurality of transducers is performed according to a distance difference between a point closest to a point and a point farthest from a point on a vibration plane of the transducer.
動する送信駆動回路と、前記複数の振動子で受信された
信号を遅延加算するビームフォーマとを有する超音波診
断装置において、前記送信駆動回路は、フォーカス点と
振動子の振動面内の複数のフォーカス基準点との距離に
対応させて同一方向へ複数回の送信ビーム集束を行い、
前記ビームフォーマは、前記同一方向への複数回の送信
ビームに対応する受信信号の合成により受信ビームの形
成を行うことを特徴とする超音波診断装置。6. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a plurality of transducers; a transmission drive circuit that drives the plurality of transducers; and a beamformer that delays and adds signals received by the plurality of transducers. The transmission drive circuit performs transmission beam focusing a plurality of times in the same direction corresponding to the distance between the focus point and a plurality of focus reference points in the vibration plane of the vibrator,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the beam former forms a reception beam by combining reception signals corresponding to a plurality of transmission beams in the same direction.
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