JP2005143838A - Ultrasonograph - Google Patents
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Description
本発明は、1次元アレイプローブおよび2次元アレイプローブを有し、被検体をそれぞれ2次元および3次元的に走査する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having a one-dimensional array probe and a two-dimensional array probe and scanning a subject two-dimensionally and three-dimensionally, respectively.
従来の超音波診断装置は、図6に示すように、2次元アレイ102と、列方向遅延加算回路103、104、105、106と、行方向遅延加算回路107、108とから構成される。この従来の超音波診断装置では、2次元アレイ102のトランスデューサ101で検出された信号に対して列方向遅延加算回路103〜106により前段の遅延加算を行い、この様にして得られた信号群に対して、行方向遅延加算回路107、108により後段の遅延加算を行うことで、行方向および列方向の並列受信を少ない回路規模で実現している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の超音波診断装置においては、遅延加算回路に1次元アレイプローブを接続した場合、複数の開口を形成して同時送受信を行うことにより被検体を高速に走査することが困難である、という問題があった。 However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, when a one-dimensional array probe is connected to the delay addition circuit, it is difficult to scan a subject at high speed by forming a plurality of openings and performing simultaneous transmission / reception. There was a problem.
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、2次元アレイプローブを接続できると共に、1次元アレイプローブを接続し、複数の開口による同時送受信により被検体を高速に走査することの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 in order to solve such a conventional problem. A two-dimensional array probe can be connected, and a one-dimensional array probe can be connected and a subject can be scanned at high speed by simultaneous transmission and reception through a plurality of apertures. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of performing the above.
前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置は、電気音響変換手段から1次元受信信号または2次元受信信号が供給される走査スイッチと、走査スイッチの出力信号を受けて、列方向および行方向で遅延加算を行う受信遅延加算回路とを備え、受信遅延加算回路は、複数の前段の遅延加算回路と、複数の前段の遅延加算回路の出力信号を受ける後段の遅延加算回路と、複数の前段の遅延加算回路に対する拡張手段とを備えた構成を有している。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention receives a scan switch to which a one-dimensional reception signal or a two-dimensional reception signal is supplied from an electroacoustic conversion unit, and an output signal of the scan switch, A reception delay addition circuit that performs delay addition in a direction and a row direction, the reception delay addition circuit includes: a plurality of preceding delay addition circuits; and a subsequent delay addition circuit that receives output signals of the plurality of preceding delay addition circuits; And an extension means for the plurality of preceding delay addition circuits.
この構成により、2次元受信信号を遅延加算すると共に1次元受信信号を遅延加算することができるので、2次元アレイプローブを接続できると共に、1次元アレイプローブを接続し、複数の開口による同時送受信により被検体を高速に走査することができる。 With this configuration, two-dimensional reception signals can be delayed and added, and one-dimensional reception signals can be delayed and added, so that a two-dimensional array probe can be connected and a one-dimensional array probe can be connected and transmitted and received simultaneously by a plurality of openings. The subject can be scanned at high speed.
また、本発明に係る超音波診断装置において、拡張手段は、走査スイッチに1次元受信信号が供給される場合に、前段の遅延加算回路を拡張する構成を有している。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the extension means has a configuration for extending the preceding delay addition circuit when a one-dimensional reception signal is supplied to the scanning switch.
この構成により、2次元受信信号を遅延加算すると共に1次元受信信号を遅延加算することができる。 With this configuration, it is possible to delay and add a two-dimensional received signal and to delay and add a one-dimensional received signal.
また、本発明に係る超音波診断装置において、複数の前段の遅延加算回路は、拡張手段により拡張された複数の遅延加算回路を含む構成を有している。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the plurality of preceding delay addition circuits include a plurality of delay addition circuits expanded by the expansion unit.
この構成により、2次元受信信号を遅延加算すると共に複数の受信開口からの1次元受信信号を遅延加算することができる。 With this configuration, it is possible to delay-add two-dimensional received signals and delay-add one-dimensional received signals from a plurality of receiving apertures.
また、本発明に係る超音波診断装置は、前段の遅延加算回路の出力信号を、後段の遅延加算回路を経由せずに信号処理するためのデータパスを備えた構成を有している。 Further, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a configuration including a data path for processing the output signal of the preceding delay addition circuit without passing through the subsequent delay addition circuit.
この構成により、2次元受信信号を遅延加算すると共に1次元受信信号を遅延加算することができる。 With this configuration, it is possible to delay and add a two-dimensional received signal and to delay and add a one-dimensional received signal.
また、本発明に係る超音波診断装置において、1次元受信信号は複数の受信信号から構成され、該複数の受信信号のうち少なくとも1つの受信信号が、拡張手段により拡張された遅延加算回路に供給される構成を有している。この場合、1次元受信信号は、位置の異なる複数の同時受信開口からの受信信号で構成される。また、複数の同時受信開口に対応して複数の同時送信開口が設けられる。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the one-dimensional reception signal is composed of a plurality of reception signals, and at least one of the plurality of reception signals is supplied to the delay addition circuit extended by the extension means. It has the composition which is done. In this case, the one-dimensional reception signal is composed of reception signals from a plurality of simultaneous reception openings at different positions. A plurality of simultaneous transmission openings are provided corresponding to the plurality of simultaneous reception openings.
この構成により、2次元受信信号を遅延加算すると共に複数の受信開口からの1次元受信信号を遅延加算することができる。 With this configuration, it is possible to delay-add two-dimensional received signals and delay-add one-dimensional received signals from a plurality of receiving apertures.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、少なくとも2次元に配列された複数のトランスデューサを有するサブアレイが複数個配列されて成る2次元アレイと、サブアレイの複数のトランスデューサからの受信信号を整相加算するグループ内プロセッサとを備え、2次元受信信号は、複数のグループ内プロセッサの出力信号で構成される。 Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a two-dimensional array in which a plurality of subarrays having a plurality of transducers arranged in at least two dimensions are arranged, and phasing addition of received signals from the plurality of transducers in the subarray The two-dimensional received signal is composed of output signals of a plurality of intra-group processors.
この構成により、2次元受信信号の数を少なくし遅延加算回路の規模を削減できる。 With this configuration, the number of two-dimensional received signals can be reduced and the scale of the delay addition circuit can be reduced.
本発明によれば、2次元アレイプローブを接続できると共に、1次元アレイプローブを接続し、複数の開口による同時送受信により被検体を高速に走査することのできる超音波診断装置を提供することが可能になる、という格別な効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can connect a two-dimensional array probe and can scan a subject at high speed by connecting a one-dimensional array probe and simultaneously transmitting and receiving through a plurality of openings. It has the special effect of becoming.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置における受信部の一構成例を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a receiving unit in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、電気音響変換手段であるプローブから出力される1次元受信信号または2次元受信信号は走査スイッチ7に入力される。走査スイッチ7の出力信号は、前段の遅延加算回路である列方向遅延加算回路8、9、10、11に供給される。列方向遅延加算回路8〜11の各2本の並列受信出力側にはそれぞれ後段の遅延加算回路である行方向遅延加算回路14、15が設けられ、2次元遅延加算信号を出力する。行方向遅延加算回路14、15の出力信号は信号処理部17に供給される。
In FIG. 1, a one-dimensional reception signal or a two-dimensional reception signal output from a probe that is an electroacoustic conversion means is input to a
また、列方向遅延加算回路8、10の出力側にはそれぞれ拡張手段である拡張スイッチ12、13が設けられる。拡張スイッチ12、13の出力信号はそれぞれ列方向遅延加算回路9、11に入力される。列方向遅延加算回路9、11から出力される1次元遅延加算信号は、データパス16を介して信号処理部17に供給される。信号処理部17の出力信号は表示部へ送られる。
Further,
図2は、図1の走査スイッチ7に電気音響変換手段として2次元アレイが接続された場合の構成を示すブロック図である。図2において、トランスデューサ1は列方向、行方向の2次元に配列され2次元アレイ2を構成する。トランスデューサ1の出力信号は走査スイッチ7へ供給される。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration when a two-dimensional array is connected as an electroacoustic conversion means to the
図3は、図1の走査スイッチ7に電気音響変換手段として1次元アレイが接続された場合の構成を示すブロック図である。図3において、トランスデューサ3は長軸方向に1次元に配列され1次元アレイ4を構成する。トランスデューサ3の出力信号は走査スイッチ7へ供給される。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration when a one-dimensional array is connected to the
次に、以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図2および図3を参照して説明する。 Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS.
まず、図2に示すように、走査スイッチ7が2次元アレイ2から2次元受信信号を受信した場合、列方向遅延加算回路8〜11は、2次元アレイ2が送出した超音波ビームの方向に受信指向性が向くように遅延加算を行う。その際、送出された超音波ビームの方向に関して列方向に微少にずれた2方向に指向性を有するように並列遅延加算が行われる。列方向遅延加算回路8〜11の各2つの出力信号の内、一方の指向性に対応する出力信号は行方向遅延加算回路14に入力され、他方の指向性に対応する出力信号は行方向遅延加算回路15に入力される。
First, as shown in FIG. 2, when the
行方向遅延加算回路14、15においては、送出された超音波ビームの方向に関して行方向に微少にずれた2方向に指向性を有するように並列遅延加算が行われ、2次元遅延加算信号が出力される。拡張スイッチ12、13は、ゼロデータを出力し、列方向遅延加算回路9、11の動作に影響を与えない。2次元遅延加算信号は、信号処理部17で処理された後、表示部に表示される。
The row direction
次に、図3に示すように、走査スイッチ7が1次元アレイ4から1次元受信信号を受信した場合、走査スイッチ7は、トランスデューサ3からの受信信号の内のあるものについては、複数の列方向遅延加算回路に出力される様に接続を切り替える。そのため、図4A、図4Bおよび図4Cに示すように、1次元アレイ4は、2個の受信開口R1、R2を形成し、1次元受信信号を出力する。
Next, as shown in FIG. 3, when the
第1回目の送受信では、図4Aに示すように、トランスデューサP3〜P6による送信開口T1と、トランスデューサP7〜P10による送信開口T2とによる同時送信が行われ、走査スイッチ7は、トランスデューサP1〜P8による受信開口R1と、トランスデューサP5〜P12による受信開口R2とを形成する。第2回目の送受信では、図4Bに示すように、トランスデューサの選択を1個ずらし、トランスデューサP4〜P7による送信開口T1と、トランスデューサP8〜P11による送信開口T2とによる同時送信が行われ、走査スイッチ7は、トランスデューサP2〜P9による受信開口R1と、トランスデューサP6〜P13による受信開口R2とを形成する。同様にして、第3回、第4回目の送受信を行う。第5回目の送受信では、図4Cに示すように、トランスデューサP7〜P10による送信開口T1と、トランスデューサP11〜P14による送信開口T2とによる同時送信が行われ、走査スイッチ7は、トランスデューサP5〜P12による受信開口R1と、トランスデューサP9〜P16による受信開口R2を形成し、これにより1音響フレームの走査が完了する。以上のようにして、5回の送受信で10個の受信開口が形成され、高速の走査が可能になる。
In the first transmission / reception, as shown in FIG. 4A, simultaneous transmission is performed by the transmission aperture T1 by the transducers P3 to P6 and the transmission aperture T2 by the transducers P7 to P10, and the
走査スイッチ7の出力信号は、列方向遅延加算回路8、9(図3)に供給される。列方向遅延加算回路8の出力信号は、拡張スイッチ12(図3)を介して、列方向遅延加算回路9に供給される。同様にして、走査スイッチ7の出力信号は、列方向遅延加算回路10、11(図3)に供給される。列方向遅延加算回路10の出力信号は、拡張スイッチ13(図3)を介して、列方向遅延加算回路11に供給される。
The output signal of the
列方向遅延加算回路8、9は、1次元アレイ4が送信開口T1で送出した超音波ビームの方向に受信指向性が向くように遅延加算を行う。その際、図4Aに示すように、送出された超音波ビームの方向に関して長軸方向に微少にずれた2方向に指向性(1、1)、指向性(1、2)を有するように並列遅延加算が行われる。同様にして、列方向遅延加算回路10、11は、1次元アレイ4が送信開口T2で送出した超音波ビームの方向に受信指向性が向くように遅延加算を行う。その際、図4Aに示すように、送出された超音波ビームの方向に関して長軸方向に微少にずれた2方向に指向性(2、1)、指向性(2、2)を有するように並列遅延加算が行われる。
The column direction delay
列方向遅延加算回路9、11の出力信号は、1次元遅延加算信号となり、行方向遅延回路14、15を経由せずにデータパス16を介して、信号処理部17に供給される。1次元遅延加算信号は、信号処理部17で処理された後、表示部に表示される。
The output signals of the column direction delay
以上のように、本実施の形態によれば、走査スイッチ7と、列方向遅延加算回路8〜11と、拡張スイッチ12、13と、行方向遅延加算回路14、15と、データパス16を設けることにより、2次元アレイ2からの2次元受信信号と1次元アレイ4からの1次元受信信号を遅延加算することができ、さらに、1次元アレイの場合には、同時に複数の受信開口を設け、高速に走査することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
(第2の実施の形態)
図5Aは、本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置における2次元アレイの一構成例を示す模式図で、図5Bは、図5Aの構成を有する2次元アレイを用いた超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5A is a schematic diagram showing an example of the configuration of a two-dimensional array in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an ultrasonic diagram using the two-dimensional array having the configuration of FIG. 5A. It is a block diagram which shows the example of 1 structure of an ultrasonic diagnosis apparatus.
図5Aにおいて、2次元アレイ2は、行方向および列方向に複数配列されたサブアレイ20から構成される。図5Bに示すように、1つのサブアレイ20は、行方向および列方向に複数配列されたトランスデューサP1〜P4で構成され、トランスデューサP1〜P4の出力信号は、グループ内プロセッサ21に供給される。グループ内プロセッサ21、22の出力信号は走査スイッチ7へ供給される。グループ内プロセッサ21、22は、プローブハンドル23の中に設けられる。グループ内プロセッサの出力信号は、2次元受信信号を伝送するケーブル24を介して走査スイッチ7に供給される。走査スイッチ7は、超音波診断装置の本体25の内部に設けられる。
In FIG. 5A, the two-
次に、以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図5Aおよび図5Bを参照して説明する。 Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
グループ内プロセッサ21は、トランスデューサP1〜P4の出力信号を整相加算する。グループ内プロセッサ21は、回路規模が小さいので、2次元アレイのプローブハンドル23内に設けることが可能である。走査スイッチ7は、超音波診断装置の本体25内に設けられる。従って、グループ内プロセッサ21をプローブハンドル23内に設けることにより、トランスデューサからの受信信号を走査スイッチ7に直接供給する場合に比べ、プローブと本体の間を結ぶケーブル24内の受信信号線の数を大幅に削減できる。
The
以上のように、本実施の形態によれば、プローブハンドル23内にグループ内プロセッサ21を設けることにより、プローブと本体の間を結ぶ受信信号線の数を大幅に削減できる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the
なお、上記実施の形態では、1次元受信信号は、1次元アレイから出力されるものとして説明したが、トランスデューサが長軸方向に凸に配列されるコンベックスアレイ、またはトランスデューサが短軸方向に分割され、分割されたトランスデューサの受信信号が短軸方向に加算され1つの受信信号となる1.5次元アレイ、あるいは上記した各種アレイを機械的に走査する機械式3次元プローブの出力信号であっても良い。 In the above embodiment, the one-dimensional received signal is described as being output from the one-dimensional array. However, the convex array in which the transducer is arranged in a convex manner in the major axis direction or the transducer is divided in the minor axis direction. Even if it is an output signal of a 1.5-dimensional array in which the received signals of the divided transducers are added in the short axis direction to form one received signal, or a mechanical three-dimensional probe that mechanically scans the various arrays described above good.
以上のように、本発明に係る超音波診断装置は、2次元アレイからの2次元受信信号と1次元アレイからの1次元受信信号を共に遅延加算することができ、とりわけ1次元アレイに同時に複数の受信開口が形成できるという利点を有し、1次元アレイと2次元アレイを有し、被検体を2次元、3次元的に高速に走査する超音波診断装置等として有用である。 As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention can delay-add both the two-dimensional received signal from the two-dimensional array and the one-dimensional received signal from the one-dimensional array, and in particular, simultaneously add a plurality of signals to the one-dimensional array. It is useful as an ultrasonic diagnostic apparatus that has a one-dimensional array and a two-dimensional array and scans a subject in two dimensions and at high speed in three dimensions.
1 トランスデューサ
2 2次元アレイ
3 トランスデューサ
4 1次元アレイ
7 走査スイッチ
8〜11 列方向遅延加算回路(前段の遅延加算回路)
12、13 拡張スイッチ(拡張手段)
14、15 行方向遅延加算回路(後段の遅延加算回路)
16 データパス
17 信号処理部
20 サブアレイ
21、22 グループ内プロセッサ
23 プローブハンドル
24 ケーブル
25 本体
DESCRIPTION OF
12, 13 Expansion switch (expansion means)
14, 15 Row direction delay addition circuit (later delay addition circuit)
16
Claims (8)
前記走査スイッチの出力信号を受けて、列方向および行方向で遅延加算を行う受信遅延加算回路とを備え、
前記受信遅延加算回路は、
複数の前段の遅延加算回路と、
前記複数の前段の遅延加算回路の出力信号を受ける後段の遅延加算回路と、
前記複数の前段の遅延加算回路に対する拡張手段とを備えた超音波診断装置。 A scanning switch to which a one-dimensional reception signal or a two-dimensional reception signal is supplied from the electroacoustic conversion means;
A reception delay addition circuit that receives an output signal of the scan switch and performs delay addition in the column direction and the row direction;
The reception delay adding circuit includes:
A plurality of preceding delay adder circuits;
A later-stage delay addition circuit that receives an output signal of the plurality of preceding-stage delay addition circuits;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising expansion means for the plurality of preceding delay addition circuits.
前記サブアレイの複数のトランスデューサからの受信信号を整相加算するグループ内プロセッサとを備え、
前記2次元受信信号は、複数のグループ内プロセッサの出力信号で構成される請求項1記載の超音波診断装置。
A two-dimensional array in which a plurality of subarrays having a plurality of transducers arranged in at least two dimensions are arranged;
An intra-group processor for phasing and summing received signals from a plurality of transducers of the sub-array,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the two-dimensional received signal is composed of output signals of a plurality of intra-group processors.
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JP2007244579A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Aloka Co Ltd | Wireless ultrasonic diagnostic apparatus |
JP2009535097A (en) * | 2006-04-26 | 2009-10-01 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド | Method and transducer array with integrated beaming |
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2003
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Legal Events
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