JP2005052342A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify production management and sales management by easily corresponding to the improvement in a frame rate and reducing the types of ultrasonic diagnostic apparatus. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a probe 10 formed by disposing a plurality of oscillators, a transmission part 14, a receiving part 22 and a display part 30 displaying an ultrasonic diagnostic image. The receiving part 22 is provided with a plurality of receiving circuits 20, the respective receiving circuits 20 divide oscillator groups 32-1 to 32-n constituting calibers into a plurality of sets of adjacent oscillators, respective sets are connected to each other via changeover switches 19-1 to 19-k, and preparatory terminals 25-1 to 25-k connectable to a receiving circuit with the same constitution to the receiving circuit 20 are provided in the oscillator side of the changeover switches 19-1 to 19-k. This constitution can easily correspond to the improvement in the frame rate and reduce the type of the ultrasonic diagnostic apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、受信回路の小規模化を図った超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus in which a receiving circuit is reduced in size.

超音波診断装置は、複数の振動子が配列された探触子を介し、被検体の診断部位に対し超音波を照射すると共に、被検体から発生する反射エコー信号を受信部により受信して増幅及び整相加算した後、その反射エコー信号から超音波診断画像(例えば、Bモード像、Mモード像、ドプラ像等)を再構成するものである。   The ultrasonic diagnostic apparatus irradiates ultrasonic waves to a diagnostic part of a subject through a probe in which a plurality of transducers are arranged, and receives and amplifies a reflected echo signal generated from the subject by a receiving unit. After the phasing addition, an ultrasound diagnostic image (for example, a B-mode image, an M-mode image, a Doppler image, etc.) is reconstructed from the reflected echo signal.

このような超音波診断装置においては、口径を大きくすることにより超音波ビームのビーム径を細くして超音波診断画像の分解能を向上させることができることから、その口径を構成する振動子の数を多くするのが一般的である。しかし、振動子の数を増やすと、送受信回路の規模が大きくなる。そこで、送受信回路を小規模化して電気・電子部品やケーブルなどの数を減らすため、複数の振動子のうち口径を構成する振動子群を高圧切替スイッチを切り替えて選択することにより、口径に対応した振動子の数の分だけ送受信回路を設けることが行われている。   In such an ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to improve the resolution of the ultrasonic diagnostic image by increasing the aperture to reduce the beam diameter of the ultrasonic beam, so the number of transducers constituting the aperture is reduced. It is common to increase it. However, increasing the number of transducers increases the size of the transmission / reception circuit. Therefore, to reduce the number of transmission / reception circuits and reduce the number of electrical / electronic components and cables, the high-voltage switch is used to select the transducer group that configures the aperture from multiple transducers. Transmission / reception circuits are provided in the number corresponding to the number of the vibrators.

さらに、受信回路の小規模化を図るために、口径を構成する振動子群を隣り合う振動子の組に分け、その組ごとに切替スイッチを介して1つの受信回路に接続するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Furthermore, in order to reduce the size of the receiving circuit, it has been proposed to divide the group of vibrators constituting the aperture into adjacent vibrator sets and connect each set to one receiving circuit via a changeover switch. (For example, refer to Patent Document 1).

特開平2001−292994号公報(第1図)JP 2001-292994 A (FIG. 1)

しかし、特許文献1に記載された超音波診断装置では、隣り合う振動子は切替スイッチにより交互に切り替えられるため、各振動子からの反射エコー信号を漏れなく受信するには、超音波の送受信操作を2回繰り返さなければならない。したがって、超音波診断画像のフレームレートが低下するため、比較的高いフレームレートが求められる心臓の診断の場合、心臓の動きに追従した適正な診断画像が得られないことがある。   However, in the ultrasonic diagnostic apparatus described in Patent Document 1, since adjacent transducers are alternately switched by a changeover switch, in order to receive reflected echo signals from each transducer without omission, an ultrasonic transmission / reception operation is performed. Must be repeated twice. Therefore, since the frame rate of the ultrasonic diagnostic image is reduced, in the case of a heart diagnosis that requires a relatively high frame rate, an appropriate diagnostic image that follows the movement of the heart may not be obtained.

しかしながら、一方では、腹部や母胎の胎児を撮像する場合、生体組織の動きが比較的遅いことから、フレームレートを心臓ほど高くする必要がない。そこで、従来は、高いフレームレート用と低いフレームレート用などのように、超音波診断装置の機能に分けて、複数種類の製品を設計・製造していた。その結果、多品種少量生産せざるを得ず生産管理や販売管理が煩雑になるという問題がある。   However, on the other hand, when imaging the abdomen or the fetus of the womb, the movement of the living tissue is relatively slow, so that it is not necessary to increase the frame rate as much as the heart. Therefore, conventionally, a plurality of types of products have been designed and manufactured according to the functions of the ultrasonic diagnostic apparatus, such as for high frame rate and low frame rate. As a result, there is a problem that production management and sales management become complicated because it is necessary to produce a variety of products in small quantities.

本発明の課題は、フレームレートの向上に容易に対応可能にして超音波診断装置の種類を減らすことにより、生産管理や販売管理を簡素化することにある。   An object of the present invention is to simplify production management and sales management by making it possible to easily cope with an increase in frame rate and reducing the types of ultrasonic diagnostic apparatuses.

本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する複数の振動子を配列してなる探触子と、その振動子を駆動する駆動信号を生成する送信部と、その探触子から出力される反射エコー信号を増幅及び整相加算する受信部と、この受信部からの反射エコー信号に基づいて再構成された超音波診断画像を表示する表示部とを備え、その受信部は、複数の受信回路を有し、各受信回路は、口径を構成する振動子群を隣り合う複数個の振動子の組に分け、その組ごとに切替スイッチを介して接続され、その切替スイッチの振動子側に前記受信回路と同一構成の受信回路を接続可能な予備端子を設けてなることを特徴とする。   An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes a probe in which a plurality of transducers that transmit and receive ultrasonic waves to and from a subject, a transmission unit that generates a drive signal that drives the transducers, A receiving unit for amplifying and phasing and adding a reflected echo signal output from the probe; and a display unit for displaying an ultrasound diagnostic image reconstructed based on the reflected echo signal from the receiving unit, The receiving unit has a plurality of receiving circuits, and each receiving circuit divides a group of transducers constituting the aperture into a plurality of adjacent transducers and is connected to each set via a changeover switch. A spare terminal to which a receiving circuit having the same configuration as the receiving circuit can be connected is provided on the transducer side of the changeover switch.

これによれば、比較的低いフレームレートを標準とし、比較的高いフレームレートが求められるときには、同一の受信回路を単に予備端子に接続することにより、2種類のフレームレートに簡単に対応させることができる。すなわち、フレームレートを必要に応じて簡単に向上させることができるため、比較的低いフレームレートの装置構成を標準仕様として同一品種多量生産してもよいことになる。したがって、要求されるフレームレートごとに複数種類の超音波診断装置を設計・製造する必要がなくなるから生産管理や販売管理が簡単になる。   According to this, when a relatively low frame rate is used as a standard, and a relatively high frame rate is required, the same receiving circuit is simply connected to the spare terminal, so that two types of frame rates can be easily handled. it can. That is, since the frame rate can be easily improved as necessary, a device configuration with a relatively low frame rate may be mass-produced as a standard specification. Accordingly, it is not necessary to design and manufacture a plurality of types of ultrasonic diagnostic apparatuses for each required frame rate, so that production management and sales management are simplified.

また、標準仕様の超音波診断装置のフレームレートを向上させる場合、標準搭載される受信回路と同一構成の受信回路を増設する。これにより、超音波診断装置ばかりでなく受信回路の標準化も図ることができる。   In addition, in order to improve the frame rate of the standard ultrasonic diagnostic apparatus, a reception circuit having the same configuration as that of the standard reception circuit is added. As a result, not only the ultrasonic diagnostic apparatus but also the standardization of the receiving circuit can be achieved.

この場合において、切替スイッチは、各組内の複数個の振動子、例えば2個の振動子Aと振動子Bのうち振動子Aを受信回路に電気的に接続するとともに、2回目の超音波送信操作が行われる際には、振動子Bを受信回路に電気的に接続するように切替制御されるものとする。   In this case, the change-over switch electrically connects the transducer A among the plurality of transducers in each set, for example, the two transducers A and B, to the receiving circuit, and the second ultrasonic wave When a transmission operation is performed, switching control is performed so that the transducer B is electrically connected to the reception circuit.

また、各組内の複数の振動子群が、切替スイッチにより順番に受信回路に接続される場合は、超音波診断画像の分解能を確保するために、切替ごとに超音波を送波し、各組内の振動子により取得される反射エコー信号を合成する。例えば、1回目の超音波の送信操作が行われると、各組の振動子Aにより受波された反射エコー信号は、各受信回路により受信処理された後、加算器により加算されて記憶手段に一時的に蓄積される。同様に、2回目の超音波の送信操作が行われると、各組の振動子Bにより受波された反射エコー信号が加算器により加算されて出力される。出力された反射エコー信号は、記憶手段から読み出される1回目の反射エコー信号とビーム合成器により合成される。これにより、合成された反射エコー信号は、口径を構成する全振動子により反射エコー信号を受波した場合と同等の分解能を有することになり、超音波診断画像の分解能を確保することができる。   In addition, when a plurality of transducer groups in each set are connected to the receiving circuit in order by the changeover switch, in order to ensure the resolution of the ultrasonic diagnostic image, an ultrasonic wave is transmitted for each changeover, The reflected echo signals acquired by the transducers in the set are synthesized. For example, when the first ultrasonic transmission operation is performed, the reflected echo signals received by each pair of transducers A are subjected to reception processing by each receiving circuit, and then added by an adder to be stored in the storage means. Accumulated temporarily. Similarly, when the second ultrasonic transmission operation is performed, the reflected echo signals received by each pair of transducers B are added by the adder and output. The output reflected echo signal is combined with the first reflected echo signal read from the storage means by the beam combiner. As a result, the synthesized reflected echo signal has the same resolution as when the reflected echo signal is received by all transducers constituting the aperture, and the resolution of the ultrasonic diagnostic image can be ensured.

また、上記受信回路は、切替スイッチから入力される反射エコー信号を増幅する増幅回路、この増幅回路から出力される反射エコー信号を遅延させる遅延回路などを有したものとする。   The receiving circuit includes an amplifier circuit that amplifies the reflected echo signal input from the changeover switch, a delay circuit that delays the reflected echo signal output from the amplifier circuit, and the like.

本発明によれば、フレームレートの向上に容易に対応可能にして超音波診断装置の種類を減らすことにより、生産管理や販売管理を簡素化できる。   According to the present invention, production management and sales management can be simplified by easily adapting to an increase in frame rate and reducing the types of ultrasonic diagnostic apparatuses.

本発明を適用してなる超音波診断装置の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、口径を構成する振動子群を隣り合う2個の振動子ごとの組に分け、その組ごとに切替スイッチを介して受信回路を設け、切替スイッチ側の振動子側に受信回路を増設可能な接続端子を設けることにより、超音波診断画像のフレームレートの向上に容易に対応可能にして超音波診断装置の種類の低減を図った一例である。図1は、本発明の一実施形態の超音波診断装置のブロック図、図2は、隣り合う2個の振動子ごとに設けられた受信回路の構成図、図3は、受信回路を増設したときの構成図、図4は、図3の場合における受信部の回路図を示している。   An embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a group of transducers constituting the aperture is divided into groups of two adjacent transducers, a reception circuit is provided for each of the groups via a changeover switch, and the reception circuit is provided on the transducer side of the changeover switch side. This is an example in which the number of types of ultrasonic diagnostic apparatuses can be reduced by providing a connection terminal that can be expanded to easily cope with an improvement in the frame rate of ultrasonic diagnostic images. FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a receiving circuit provided for every two adjacent transducers, and FIG. 3 is an additional receiving circuit. FIG. 4 shows a circuit diagram of the receiving unit in the case of FIG.

図1及び図2に示すように、超音波診断装置1は、探触子10、送波処理回路12と送信回路13を有する送信部14、送受分離スイッチ16−1〜16−nを有する送受分離部16、口径選択スイッチである高圧切替スイッチ18、切替スイッチ19−1〜19−kを有したチャネル選択スイッチ19などを備えている。また、受信回路20と加算回路21を有する受信部22、信号処理回路24、画像処理回路26、デジタルスキャンコンバータ28(以下、DSC)、表示部である表示モニタ30と、各部を制御する制御部31なども設けられて構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a probe 10, a transmission unit 14 having a transmission processing circuit 12 and a transmission circuit 13, and transmission / reception having transmission / reception separation switches 16-1 to 16-n. A separation unit 16, a high voltage changeover switch 18 that is a diameter selection switch, a channel selection switch 19 having changeover switches 19-1 to 19-k, and the like are provided. In addition, a receiving unit 22 having a receiving circuit 20 and an adding circuit 21, a signal processing circuit 24, an image processing circuit 26, a digital scan converter 28 (hereinafter referred to as DSC), a display monitor 30 as a display unit, and a control unit for controlling each unit 31 etc. are also provided and comprised.

探触子10には複数(例えば、150個)の振動子が短冊状に配列されている。複数の振動子のうち、高圧切替スイッチ18により口径を構成する複数(例えば、50個)の振動子32−1〜32−nが選択される。つまり、診断可能な範囲を確保するため、超音波ビームを束ねながら口径を走査させることにより、送受信位置が順番に変わるように制御されるようになっている。なお、nは口径を構成する振動子の数を示している。   A plurality of (eg, 150) transducers are arranged in a strip shape on the probe 10. Among the plurality of vibrators, a plurality of (for example, 50) vibrators 32-1 to 32-n having a diameter are selected by the high voltage changeover switch 18. That is, in order to ensure a diagnosable range, the transmission / reception position is controlled to be changed in order by scanning the aperture while bundling ultrasonic beams. Note that n represents the number of vibrators constituting the aperture.

振動子32−1〜32−nは、隣り合う2個の振動子の組に分けられている。分けられた組ごとに切替スイッチ19−1〜19−kを介して受信部22が電気的に接続されている。すなわち、受信チャネル数(k)は、振動子32−1〜32−nの数(n)の半分に相当するようになっている。   The vibrators 32-1 to 32-n are divided into sets of two adjacent vibrators. The receiving unit 22 is electrically connected via the changeover switches 19-1 to 19-k for each divided group. That is, the number of reception channels (k) corresponds to half of the number (n) of the transducers 32-1 to 32-n.

そして、切替スイッチ19−1〜19−kの振動子側に、予備端子である接続端子25−1〜25−kが設けられている。接続端子25−1〜25−kは、受信部22とハードウェア構成が同一の受信部が増設されたとき、その増設された受信部の入力側を接続するものであり、コネクタなどから構成されている。   Connection terminals 25-1 to 25-k, which are spare terminals, are provided on the transducer side of the changeover switches 19-1 to 19-k. The connection terminals 25-1 to 25-k are connected to the input side of the added receiving unit when a receiving unit having the same hardware configuration as that of the receiving unit 22 is added, and is composed of a connector or the like. ing.

受信部22は、複数の受信回路20−1〜20―kと1つの加算回路21などから構成されている。受信回路20−1〜20−kは、増幅回路23−1〜23−k、アナログ・ディジタル変換回路27−1〜27−k(以下、AD変換回路)、遅延回路29−1〜29−kなどをそれぞれ有している。加算回路21は、加算器34、記憶手段であるラインメモリ36、ビーム選択器37、ビーム合成器38などを有している。また、受信部22は、受信回路20−1〜20−k、加算回路21などが配線されたプリント基板である。接続端子25−1〜25−kは、受信部22を容易に脱着自在にするため、プリント基板の側辺を挿入可能なスロット型に形成されたものが好ましい。なお、受信部22の基板上にチャネル選択スイッチ19もプリント配線するようにしてもよい。   The receiving unit 22 includes a plurality of receiving circuits 20-1 to 20-k, one adding circuit 21, and the like. The reception circuits 20-1 to 20-k include amplification circuits 23-1 to 23-k, analog / digital conversion circuits 27-1 to 27-k (hereinafter referred to as AD conversion circuits), and delay circuits 29-1 to 29-k. And so on. The adder circuit 21 includes an adder 34, a line memory 36 as a storage means, a beam selector 37, a beam combiner 38, and the like. The receiving unit 22 is a printed circuit board on which receiving circuits 20-1 to 20-k, an adding circuit 21 and the like are wired. The connection terminals 25-1 to 25-k are preferably formed in a slot shape into which the side of the printed board can be inserted in order to make the receiving unit 22 easily detachable. Note that the channel selection switch 19 may also be printed on the substrate of the receiving unit 22.

このように構成される超音波診断装置1の詳細構成を動作と共に説明する。まず、被検体の体表に探触子10を接触させる。探触子10の振動子群のうち振動子32−1〜32−nが高圧切替スイッチ18により選択される。次いで、1回目の超音波送信を行うために、制御部31からの指令に基づいて送信部14から駆動パルスが、送受分離スイッチ16−1〜16−nを介して、振動子32−1〜32−nに供給される。そして、振動子32−1〜32−nから被検体に超音波が送波される。なお、送受分離スイッチ16−1〜16−nは、機械的スイッチあるいは半導体素子などの電子部品を用いた電子的スイッチであり、制御部31からの指令に基づいて切り替えられる。   The detailed configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 configured as described above will be described together with the operation. First, the probe 10 is brought into contact with the body surface of the subject. Among the transducer groups of the probe 10, the transducers 32-1 to 32-n are selected by the high voltage changeover switch 18. Next, in order to perform the first ultrasonic transmission, a driving pulse is transmitted from the transmission unit 14 based on a command from the control unit 31 via the transmission / reception separation switches 16-1 to 16-n. 32-n. Then, ultrasonic waves are transmitted from the transducers 32-1 to 32-n to the subject. The transmission / reception separation switches 16-1 to 16-n are electronic switches using electronic components such as mechanical switches or semiconductor elements, and are switched based on a command from the control unit 31.

被検体から発生した反射エコー信号は、送受分離スイッチ16−1〜16−nを介して、振動子32−1〜32−nにより受波される。受波された反射エコー信号のうち、奇数番目の振動子32−1、32−3、…、32−(2n−1)により受波された反射エコー信号が、切替スイッチ19−1〜19−kを介して受信部22に入力される。入力された反射エコー信号は、受信アンプ20−1〜20−kにより増幅された後、AD変換回路27−1〜27−kによりディジタル信号に変換される。ディジタル化された反射エコー信号は、各遅延回路29−1〜29−kにより予め決められた遅延データに基づいて遅延されて整相される。整相された各反射エコー信号は、加算器34により加算されてフォーカスされる。そして、ビーム選択器37がラインメモリ36側に切り替えられて記憶アドレスを選択することにより、加算された反射エコー信号がラインメモリ36に保存される。   The reflected echo signal generated from the subject is received by the transducers 32-1 to 32-n via the transmission / reception separation switches 16-1 to 16-n. Of the reflected echo signals received, the reflected echo signals received by the odd-numbered transducers 32-1, 32-3,..., 32- (2n−1) are changed over from the changeover switches 19-1 to 19−. k is input to the receiving unit 22. The input reflected echo signals are amplified by the receiving amplifiers 20-1 to 20-k, and then converted into digital signals by the AD conversion circuits 27-1 to 27-k. The digitized reflected echo signal is delayed and phased by the delay circuits 29-1 to 29-k based on predetermined delay data. The phased reflected echo signals are added by the adder 34 and focused. Then, the beam selector 37 is switched to the line memory 36 side to select a storage address, whereby the added reflected echo signal is stored in the line memory 36.

次に、制御部31の指令に基づいて、振動子32−1〜32−nから被検体に2回目の超音波送波及び受波が行われる。この場合、受波された反射エコー信号のうち、偶数番目の振動子32−2、32−4、…、32−(2n)からの反射エコー信号が、切替スイッチ19−1〜19−kを介して、1回目に受信された反射エコー信号と同様に遅延及び整相加算される。   Next, on the basis of a command from the control unit 31, the second ultrasonic transmission and reception are performed from the transducers 32-1 to 32-n to the subject. In this case, the reflected echo signals from the even-numbered transducers 32-2, 32-4,..., 32- (2n) among the received reflected echo signals are sent to the changeover switches 19-1 to 19-k. Thus, delay and phasing addition are performed in the same manner as the reflected echo signal received for the first time.

そして、ビーム選択器37がビーム合成器38側に切り替えられることにより、整相加算された反射エコー信号はビーム合成器38に出力される。このとき、1回目の送信操作により取得された反射エコー信号がラインメモリ36から読み出されてビーム合成器38に出力される。したがって、ビーム合成器38により、1回目の反射エコー信号と2回目の反射エコー信号が合成されて超音波ビームが形成される。これにより、受信チャネルの数(k)を口径を構成する振動子の数(n)の半分にしながらも、超音波ビームは、口径を構成する全振動子32−1〜32−nにより受信した場合と同等のビーム幅、すなわち同等に細いビーム幅で形成される。形成された超音波ビームは、信号処理回路24により検波などの処理が施された後、画像処理回路26により超音波診断画像(例えば、Bモード像)が再構成される。再構成された超音波診断画像が、DSC28により表示用の信号に変換されて表示モニタ30に表示される。   Then, when the beam selector 37 is switched to the beam combiner 38 side, the phased and added reflected echo signal is output to the beam combiner 38. At this time, the reflected echo signal acquired by the first transmission operation is read from the line memory 36 and output to the beam combiner 38. Accordingly, the beam combiner 38 combines the first reflected echo signal and the second reflected echo signal to form an ultrasonic beam. Thereby, the ultrasonic beam was received by all the transducers 32-1 to 32-n constituting the aperture while the number (k) of the reception channels was half of the number (n) of the transducers constituting the aperture. It is formed with a beam width equivalent to the case, that is, with an equivalently narrow beam width. The formed ultrasonic beam is subjected to processing such as detection by the signal processing circuit 24, and then an ultrasonic diagnostic image (for example, a B-mode image) is reconstructed by the image processing circuit 26. The reconstructed ultrasonic diagnostic image is converted into a display signal by the DSC 28 and displayed on the display monitor 30.

このような超音波診断装置1においては、隣り合う振動子、例えば振動子32−1と振動子32−2は、切替スイッチ19−1により超音波の送信操作ごとに交互に切り替えられるため、各振動子32−1、32−2により受波される反射エコー信号を漏れなく受信するには、超音波の送受信操作を2回繰り返さなければならない。したがって、フレームレートが低下するため、例えば心臓を診断する場合、心臓の動きに追従した適正な診断画像が得られないことがある。この点、本実施形態では、比較的高いフレームレートが求められる診断の場合には、受信部22に加えて受信部40をスロットに挿入し、受信部40の受信回路20−1〜20−kを接続端子に接続端子25−1〜25−kに接続することにより、フレームレートの向上に容易に対応可能にしている。   In such an ultrasonic diagnostic apparatus 1, the adjacent transducers, for example, the transducer 32-1 and the transducer 32-2 are alternately switched by the changeover switch 19-1 for each ultrasound transmission operation. In order to receive the reflected echo signals received by the transducers 32-1 and 32-2 without omission, the ultrasonic wave transmission / reception operation must be repeated twice. Therefore, since the frame rate decreases, for example, when diagnosing the heart, an appropriate diagnostic image that follows the movement of the heart may not be obtained. In this regard, in the present embodiment, in the case of a diagnosis that requires a relatively high frame rate, the receiving unit 40 is inserted into the slot in addition to the receiving unit 22, and the receiving circuits 20-1 to 20 -k of the receiving unit 40. Is connected to the connection terminals 25-1 to 25-k so that the frame rate can be easily improved.

ここで、受信部40を増設したときの構成と動作について説明する。図3及び図4に示すように、受信部40は、部品の共通化を図り生産管理・販売管理のコストを低減させるために、受信部22とハードウェアが同じになるように構成されている。受信部40の受信回路20―1〜20−kは、接続端子25−1〜25−kを介し、奇数番目の振動子32−1、32−3…32−(2n−1)に電気的に接続(接像)されている。これにより、口径を構成する振動子32−1〜32−nのうち、奇数番目の振動子32−1、32−3…32−(2n−1)からの反射エコー信号は、受信部40により増幅及び整相加算された後、ビーム切替器48がビーム合成器50側に切り替わることにより、ビーム合成器50を介して加算器42に入力される。なお、ビーム切替器48から出力される反射エコー信号を一時的にラインメモリ49に格納するようにしてもよい。   Here, the configuration and operation when the receiving unit 40 is added will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the receiving unit 40 is configured to have the same hardware as the receiving unit 22 in order to share parts and reduce the cost of production management / sales management. . The receiving circuits 20-1 to 20-k of the receiving unit 40 are electrically connected to the odd-numbered vibrators 32-1, 32-3, ... 32- (2n-1) via the connection terminals 25-1 to 25-k. Is connected (imaged). Thereby, the reflected echo signals from the odd-numbered vibrators 32-1, 32-3,..., 32- (2n-1) among the vibrators 32-1 to 32-n constituting the aperture are received by the receiving unit 40. After amplification and phasing addition, the beam switch 48 is switched to the beam combiner 50 side, and then input to the adder 42 via the beam combiner 50. The reflected echo signal output from the beam switch 48 may be temporarily stored in the line memory 49.

一方、受信部22の受信回路20−1〜20−kは、切替スイッチ19−1〜19−kを介し、偶数番目の振動子32−2〜32−(2n)に電気的に接続(接像)されている。これにより、偶数番目の振動子32−2〜32−(2n)から出力される反射エコー信号は、切替スイッチ19−1〜19−kを介して受信部22により増幅及び整相加算された後、ビーム切替器37がビーム合成器38側に切り替わることにより、ビーム合成器38を介して加算器42に入力される。   On the other hand, the receiving circuits 20-1 to 20-k of the receiving unit 22 are electrically connected (connected) to the even-numbered vibrators 32-2 to 32- (2n) via the changeover switches 19-1 to 19-k. Image). As a result, the reflected echo signals output from the even-numbered transducers 32-2 to 32- (2n) are amplified and phased and added by the receiver 22 via the changeover switches 19-1 to 19-k. When the beam switch 37 is switched to the beam combiner 38 side, the beam switch 37 is input to the adder 42 via the beam combiner 38.

そして、加算器42により、ビーム合成器50から出力される反射エコー信号と、ビーム合成器38から出力される反射エコー信号とが加算される。加算された反射エコー信号に基づいて超音波診断画像が再構成される。これにより、1回の超音波の送信を行えば、奇数番目の振動子32−1、32−3…32−(2n−1)と、偶数番目の振動子32−2〜32−(2n)により受波された反射エコー信号が同時に処理されることになる。したがって、超音波の送信操作を2回繰り返す場合に比べ、フレームレートを向上させることができる。なお、加算器34から出力される反射エコー信号が、ビーム合成器38を介してビーム合成器50に入力され、ビーム合成器50により加算器47からの反射エコー信号と加算されるようにしてもよい。これにより、加算器42が不要になるため回路規模の縮小を図ることができる。   Then, the adder 42 adds the reflected echo signal output from the beam combiner 50 and the reflected echo signal output from the beam combiner 38. An ultrasonic diagnostic image is reconstructed based on the added reflected echo signal. Accordingly, if ultrasonic waves are transmitted once, the odd-numbered transducers 32-1, 32-3,..., 32- (2n-1) and even-numbered transducers 32-2 to 32- (2n). The reflected echo signals received by the are processed simultaneously. Therefore, the frame rate can be improved as compared with the case where the ultrasonic transmission operation is repeated twice. The reflected echo signal output from the adder 34 is input to the beam combiner 50 via the beam combiner 38, and is added to the reflected echo signal from the adder 47 by the beam combiner 50. Good. As a result, the adder 42 becomes unnecessary, and the circuit scale can be reduced.

このような拡張性を備えた超音波診断装置によれば、比較的低いフレームレートを標準とし、比較的高いフレームレートが求められるときには、受信部40を増設して、受信部40の受信回路20−1〜20−kをそれぞれ接続端子19−1〜19−kに接続することにより、2種類のフレームレートに簡単に対応させることができる。すなわち、フレームレートを必要に応じて簡単に向上させることができるため、比較的低いフレームレートの装置構成を標準仕様として同一品種多量生産すればよいことになる。したがって、要求されるフレームレートごとに複数種類の超音波診断装置を設計・製造する必要がなくなることから、生産管理や販売管理を簡素化することができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus having such expandability, when a relatively low frame rate is standard and a relatively high frame rate is required, the receiving unit 40 is added and the receiving circuit 20 of the receiving unit 40 is added. By connecting -1 to 20-k to the connection terminals 19-1 to 19-k, respectively, it is possible to easily cope with two types of frame rates. In other words, since the frame rate can be easily improved as necessary, it is only necessary to mass-produce the same product with a relatively low frame rate device configuration as a standard specification. Therefore, it is not necessary to design and manufacture a plurality of types of ultrasonic diagnostic apparatuses for each required frame rate, so that production management and sales management can be simplified.

また、隣り合う2個の振動子、例えば振動子32−1と振動子32−2、あるいは振動子32−3と振動子32−4とを組に分けていることから、隣り合う2個の各振動子から観察部位までの各距離の差は微差になる。したがって、隣り合う振動子32−1、32−2により受信された反射エコー信号を遅延回路29−1により共通の遅延データに基づいて遅延させたとしても、超音波診断画像の画質が劣化することがない。   Further, since two adjacent vibrators, for example, the vibrator 32-1 and the vibrator 32-2, or the vibrator 32-3 and the vibrator 32-4 are divided into a pair, the two adjacent vibrators The difference in distance from each transducer to the observation site is a slight difference. Therefore, even if the reflected echo signals received by the adjacent transducers 32-1 and 32-2 are delayed based on the common delay data by the delay circuit 29-1, the image quality of the ultrasonic diagnostic image is deteriorated. There is no.

さらに、口径を移動させる場合、各反射エコー信号を遅延する遅延データなどの再計算及び書き換え処理などが発生することから制御機構が複雑になる場合がある。例えば、超音波ビームの左右対称性に着目し、ビーム形成時に左右対称の位置関係にある送受信回路を同時に駆動させるスイッチを用いた場合、口径の移動に伴ってスイッチの回転動作が必要となるから制御が煩雑になる。この点、本実施形態によれば、受信回路20−1〜20−kにより受信された反射エコー信号を遅延させる各遅延データは常に連続的、つまり各遅延データの相対的な遅延量が常に一定であることから、複雑な計算や制御が必要なく、簡単なオンーオフ制御だけで口径移動させることができる。   Further, when the aperture is moved, the control mechanism may be complicated because recalculation and rewriting processing of delay data for delaying each reflected echo signal and the like occur. For example, paying attention to the left-right symmetry of the ultrasonic beam and using a switch that simultaneously drives the transmitting and receiving circuits that have a symmetrical positional relationship when forming the beam, it is necessary to rotate the switch as the aperture moves. Control becomes complicated. In this regard, according to the present embodiment, each delay data for delaying the reflected echo signals received by the receiving circuits 20-1 to 20-k is always continuous, that is, the relative delay amount of each delay data is always constant. Therefore, complicated calculation and control are not required, and the aperture can be moved by simple on-off control.

以上、実施形態に基づいて本発明の超音波診断装置を説明したが、隣り合う2個の振動子を組に分けることに代えて、隣り合う複数個の振動子を組に分けるようにしてもよい。例えば、図5は、隣り合う3個の振動子を組に分けたときの回路構成図、図6は、図5の場合における整相処理部の回路図を示している。図5及び図6に示すように、図2の回路構成と異なる点は、隣り合う3個の振動子、例えば振動子32−1、32−2、32−3を1組に分けている点である。したがって、受信チャネルの数すなわち受信回路20−1〜20−kの数(k)は、口径を構成する振動子群の数(n)の3分の1になっている。また、切替スイッチ19−1〜19−kは、送信操作ごとに3個の振動子を1巡するように順番に切り替えるように制御される。   As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention has been described based on the embodiment. However, instead of dividing two adjacent transducers into a set, a plurality of adjacent transducers may be divided into a set. Good. For example, FIG. 5 is a circuit configuration diagram when three adjacent vibrators are divided into sets, and FIG. 6 is a circuit diagram of a phasing processing unit in the case of FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the difference from the circuit configuration of FIG. 2 is that three adjacent vibrators, for example, vibrators 32-1, 32-2, and 32-3 are divided into one set. It is. Accordingly, the number of reception channels, that is, the number (k) of the reception circuits 20-1 to 20-k is one third of the number (n) of transducer groups constituting the aperture. Further, the changeover switches 19-1 to 19-k are controlled so as to be switched in order so that the three vibrators make one round for each transmission operation.

そして、切替スイッチ19−1の振動子32−1側には接続端子55−1、振動子32−2側には接続端子55−2が設けられている。つまり、1組に分けられて3個の振動子のうち2個の振動子が接続端子55−1〜55−pに接続するようにしている。また、このように3個の振動子を1組とした場合、超音波の送信操作が3回繰り返されることから、1回目の操作により受信された反射エコー信号を蓄積するラインメモリ36に加えて、2回目の反射エコー信号を蓄積するラインメモリ51が設けられている。このように隣り合う複数個の振動子を組に分けることにより、受信部を複数増設することができるから、フレームレートを段階的に向上させることができ、フレームレートのきめ細かい調整が可能になる。   The changeover switch 19-1 is provided with a connection terminal 55-1 on the vibrator 32-1 side and a connection terminal 55-2 on the vibrator 32-2 side. In other words, two of the three vibrators are divided into one set and are connected to the connection terminals 55-1 to 55-p. In addition, when the three transducers are made into one set in this way, since the ultrasonic transmission operation is repeated three times, in addition to the line memory 36 that accumulates the reflected echo signal received by the first operation. A line memory 51 for accumulating the second reflected echo signal is provided. By dividing a plurality of adjacent vibrators into sets as described above, a plurality of receiving units can be added, so that the frame rate can be increased in stages and fine adjustment of the frame rate becomes possible.

なお、隣り合う複数個の振動子を組に分ける場合、組にする振動子の数を増加させるに伴って、その各振動子から診断部位までの距離の差も大きくなる。したがって、各振動子により受波された反射エコー信号を共通の遅延データに基づいて遅延させると、超音波診断画像の画質が劣化することがある。   When a plurality of adjacent transducers are divided into groups, the difference in the distance from each transducer to the diagnostic site increases as the number of transducers in the group increases. Therefore, if the reflected echo signal received by each transducer is delayed based on the common delay data, the image quality of the ultrasound diagnostic image may deteriorate.

また、本実施形態によれば、標準仕様の超音波診断装置さえあれば、ユーザは、受信部すなわち受信回路を有した受信基板を必要に応じて増設することができることから、初期コストを最小限に抑えるとともに、高いフレームレートを有した異なる種類の超音波診断装置を別途用意する場合に比べ、追加コストを低減することができる。   In addition, according to the present embodiment, the user can add a receiving board having a receiving unit, that is, a receiving circuit as necessary, as long as there is a standard ultrasonic diagnostic apparatus, so that the initial cost can be minimized. In addition, it is possible to reduce the additional cost as compared with a case where different types of ultrasonic diagnostic apparatuses having a high frame rate are separately prepared.

本発明の一実施形態の超音波診断装置のブロック図である。1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 隣り合う2個の振動子ごとに設けられた受信回路の構成図である。It is a block diagram of the receiving circuit provided for every two adjacent vibrators. 受信回路を増設したときの構成図である。It is a block diagram when a receiving circuit is added. 受信部の回路図を示している。The circuit diagram of the receiving part is shown. 本発明の他の実施形態の構成図である。It is a block diagram of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の整相加算部の回路図である。It is a circuit diagram of the phasing addition part of other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波診断装置
10 探触子
14 送信部
20 受信回路
19―1 切替スイッチ
22 受信部
23−1 増幅回路
29−1 遅延回路
25 接続端子
30 表示モニタ
34 加算器
36 ラインメモリ
38 ビーム合成器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 10 Probe 14 Transmission part 20 Reception circuit 19-1 Changeover switch 22 Reception part 23-1 Amplification circuit 29-1 Delay circuit 25 Connection terminal 30 Display monitor 34 Adder 36 Line memory 38 Beam combiner

Claims (3)

被検体との間で超音波を送受信する複数の振動子を配列してなる探触子と、前記振動子を駆動する駆動信号を生成する送信部と、前記探触子から出力される反射エコー信号を増幅及び整相加算する受信部と、該受信部からの反射エコー信号に基づいて再構成された超音波診断画像を表示する表示部とを備え、
前記受信部は、複数の受信回路を有し、該各受信回路は、口径を構成する振動子群を隣り合う複数個の振動子の組に分け、その組ごとに切替スイッチを介して接続され、前記切替スイッチの振動子側に前記受信回路と同一構成の受信回路を接続可能な予備端子を設けてなることを特徴とする超音波診断装置。
A probe formed by arranging a plurality of transducers that transmit and receive ultrasonic waves to and from the subject, a transmission unit that generates a drive signal that drives the transducers, and a reflected echo that is output from the probe A receiver for amplifying and phasing the signal; and a display for displaying an ultrasound diagnostic image reconstructed based on the reflected echo signal from the receiver;
The receiving unit includes a plurality of receiving circuits, and each receiving circuit divides a group of transducers constituting the aperture into a plurality of adjacent transducers and is connected to each set via a changeover switch. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a spare terminal capable of connecting a receiving circuit having the same configuration as the receiving circuit is provided on the transducer side of the changeover switch.
前記受信部は、前記各受信回路から出力される各反射エコー信号を加算する加算器と、該加算器から出力される反射エコー信号を蓄積する記憶手段と、前記切替スイッチの切替が一順する度に前記記憶手段と前記加算器から出力される反射エコー信号を加算合成して出力するビーム合成器とを有してなることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。   The receiving unit sequentially switches an adder that adds the reflected echo signals output from the receiving circuits, a storage unit that accumulates the reflected echo signals output from the adder, and the changeover switch. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: a beam synthesizer that adds and synthesizes and outputs the reflected echo signals output from the storage means and the adder. 前記受信回路は、前記切替スイッチから入力される反射エコー信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路から出力される反射エコー信号を遅延させる遅延回路とを有してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
The receiving circuit includes an amplifier circuit that amplifies the reflected echo signal input from the changeover switch, and a delay circuit that delays the reflected echo signal output from the amplifier circuit. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 1 or 2.
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