JP2010194045A - Ultrasonic diagnostic apparatus and transmission unit for ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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渉 亀石
Hiroyuki Shibanuma
浩幸 芝沼
Shuta Fujiwara
周太 藤原
Gen Nagano
玄 長野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To collect good image data by reducing transient responses in driving pulses. <P>SOLUTION: A transmission part 21 of the ultrasonic diagnostic apparatus includes a driving control signal generating part 212 which generates driving control signals Sc1 and Sc2 having prescribed delay times, and a driving pulse generating part 213 which controls switching circuits Sw1 and Sw2 according to the driving control signals and generates bipolar type driving pulses having positive polarity and negative polarity in a secondary-side coil L2 by alternately switching the direction of the electric current flowing in a primary-side coil L1 of a pulse transformer Pt. The ultrasonic diagnostic apparatus generates driving pulses with reduced transient responses by controlling the switching circuits based on the driving control signals composed of basic driving control pulses Po1 and Po2 for generating driving pulses directly contributing to the radiation of ultrasonic pulses and transient response-reducing driving control pulse Pc for reducing the transient responses of the driving pulses. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置及び超音波診断装置用送信ユニットに係り、特に、バイポーラ型の駆動パルスを用いて振動素子の駆動を行なう超音波診断装置及び超音波診断装置用送信ユニットに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic apparatus transmission unit, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic apparatus transmission unit that drive a vibration element using bipolar drive pulses.

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、生体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子により受信して種々の生体情報を収集するものである。複数の振動素子に供給する駆動信号や前記振動素子から得られる受信信号の遅延時間を制御することにより超音波の送受信方向や集束点を電子的に制御することが可能な近年の超音波診断装置では、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの画像データを容易に観察することができるため、生体臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。   The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic pulse generated from a vibration element built in an ultrasonic probe into a subject, and receives an ultrasonic reflected wave caused by a difference in acoustic impedance of a living tissue by the vibration element. It collects various biological information. Recent ultrasonic diagnostic apparatus capable of electronically controlling the transmission / reception direction and focal point of ultrasonic waves by controlling the delay time of drive signals supplied to a plurality of vibration elements and reception signals obtained from the vibration elements. Since real-time image data can be easily observed with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface, it is widely used for morphological diagnosis and functional diagnosis of living organs.

このような超音波診断装置を用いて被検体の画像データを生成する際、超音波プローブに設けられた振動素子を駆動して当該被検体の体内へ超音波パルスを放射するための駆動方法として、電子的なスイッチング回路を用いてパルストランスの1次側巻線に流れる電流の方向を交互に切り替えることにより2次側巻線に発生する正の極性と負の極性を有した駆動パルスを用いて振動素子を駆動するバイポーラ駆動法がある(例えば、特許文献1参照。)。   When generating image data of a subject using such an ultrasound diagnostic apparatus, as a driving method for driving an oscillating element provided in the ultrasound probe to emit an ultrasound pulse into the body of the subject Using a driving pulse having a positive polarity and a negative polarity generated in the secondary winding by alternately switching the direction of the current flowing in the primary winding of the pulse transformer using an electronic switching circuit There is a bipolar driving method for driving a vibrating element (see, for example, Patent Document 1).

図8は、バイポーラ型駆動パルスの発生を目的としてパルストランスPtとスイッチング回路Sw1及びSw2とから構成された従来の駆動パルス発生部213aの具体的な構成とこの駆動パルス発生部213aに供給される駆動制御信号Sc1及びSc2を示したものであり、この駆動パルス発生部213aでは、図8に示すようにパルストランスPtを構成する1次側巻線L1の端部に接続されたスイッチング回路Sw1及びSw2を駆動制御信号生成部212aから供給される駆動制御信号S1及びS2に従って短絡あるいは開放することにより、1次側巻線L1のセンタータップに接続された直流電源Vpから1次側巻線L1に流入する電流の方向が制御される。そして、1次側巻線L1に流れる電流に伴って2次側巻線L2の両端部に発生する高電圧の駆動パルスPxによって振動素子の駆動が行なわれる。   FIG. 8 shows a specific configuration of a conventional drive pulse generator 213a composed of a pulse transformer Pt and switching circuits Sw1 and Sw2 for the purpose of generating a bipolar drive pulse, and is supplied to this drive pulse generator 213a. The drive control signals Sc1 and Sc2 are shown. In the drive pulse generator 213a, as shown in FIG. 8, the switching circuit Sw1 connected to the end of the primary winding L1 constituting the pulse transformer Pt and By short-circuiting or opening Sw2 in accordance with the drive control signals S1 and S2 supplied from the drive control signal generator 212a, the DC power supply Vp connected to the center tap of the primary winding L1 is transferred to the primary winding L1. The direction of the incoming current is controlled. The vibration element is driven by a high-voltage drive pulse Px generated at both ends of the secondary winding L2 in accordance with the current flowing through the primary winding L1.

特開2006−87602号公報JP 2006-87602 A

上述のパルストランスPtを用いてバイポーラ型の駆動パルスPxを発生させる場合、図8に示すようにパルストランスPtの2次側巻線L2に発生する駆動パルスPxの後部において過渡応答成分ΔPaが発生し、この過渡応答成分ΔPaは、駆動制御信号S2の供給が終了する時刻t3を起点とした期間Δτ1において持続する。そして、過渡応答成分ΔPaを含む駆動パルスPxは、超音波プローブに設けられた振動素子に供給されて被検体の体内に超音波パルスが放射され、このとき体内から得られる超音波反射波は前記振動素子により電気的な受信信号に変換されて受信部に供給される。即ち、超音波プローブの振動素子から得られた受信信号は、駆動パルスPxの過渡応答成分ΔPaに重畳された状態で受信部へ供給される。   When the bipolar drive pulse Px is generated using the above-described pulse transformer Pt, a transient response component ΔPa is generated at the rear portion of the drive pulse Px generated in the secondary winding L2 of the pulse transformer Pt as shown in FIG. The transient response component ΔPa continues for a period Δτ1 starting from time t3 when the supply of the drive control signal S2 ends. Then, the drive pulse Px including the transient response component ΔPa is supplied to the vibration element provided in the ultrasonic probe, and the ultrasonic pulse is radiated into the body of the subject. It is converted into an electrical reception signal by the vibration element and supplied to the reception unit. That is, the reception signal obtained from the vibration element of the ultrasonic probe is supplied to the reception unit in a state of being superimposed on the transient response component ΔPa of the drive pulse Px.

一方、上述の受信部の前段には、この受信部を高電圧の駆動パルスPxから保護するために所定の閾値Vsより大きな振幅を有したパルス成分を排除するリミッタ回路が設けられ、期間Δτ1において発生し閾値Vsより大きな振幅を有する過渡応答成分ΔPaとこの過渡応答成分ΔPaに重畳した受信成分はリミッタ回路によって排除される。即ち、駆動パルスPxにおける過渡応答成分ΔPaの発生により、その持続期間Δτ1に対応した超音波プローブから下式(1)で示される距離ΔRまでの比較的広範囲な領域における画像データを収集することができないという問題点を有していた。

Figure 2010194045
On the other hand, a limiter circuit that eliminates a pulse component having an amplitude larger than a predetermined threshold value Vs is provided in the preceding stage of the above-described receiving unit in order to protect the receiving unit from the high-voltage drive pulse Px. The limiter circuit eliminates the transient response component ΔPa generated and having an amplitude larger than the threshold value Vs and the reception component superimposed on the transient response component ΔPa. That is, by generating the transient response component ΔPa in the drive pulse Px, it is possible to collect image data in a relatively wide area from the ultrasonic probe corresponding to the duration Δτ1 to the distance ΔR represented by the following equation (1). It had the problem that it was not possible.
Figure 2010194045

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波プローブに設けられた振動素子を駆動して被検体に対し超音波パルスを放射する際、振動素子に供給される駆動パルスの過渡応答を低減することにより超音波プローブの近傍においても良好な画像データの収集が可能な超音波診断装置及び超音波診断装置用送信ユニットを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to supply an oscillating element when an oscillating element provided in an ultrasonic probe is driven to emit an ultrasonic pulse to a subject. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus that can collect good image data even in the vicinity of the ultrasonic probe by reducing the transient response of the drive pulse.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の超音波診断装置用送信ユニットは、被検体の体内へ超音波パルスを放射するために超音波プローブに設けられた振動素子に対してバイポーラ型の駆動パルスを供給する超音波診断装置用送信ユニットにおいて、所定の送信遅延時間を有した駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成手段と、前記駆動制御信号に基づいて前記駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段とを備え、前記制御信号生成手段が生成する前記駆動制御信号は、前記超音波パルスの放射に直接寄与する駆動パルスを発生させるための基本駆動制御パルスと前記駆動パルスの過渡応答を低減させるための過渡応答低減用駆動制御パルスによって構成されることを特徴としている。   In order to solve the above problem, the transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first aspect of the present invention is directed to a vibrating element provided in an ultrasonic probe for emitting an ultrasonic pulse into the body of a subject. In a transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus that supplies a bipolar drive pulse, drive control signal generating means for generating a drive control signal having a predetermined transmission delay time, and generating the drive pulse based on the drive control signal The drive control signal generated by the control signal generator is a basic drive control pulse for generating a drive pulse that directly contributes to the emission of the ultrasonic pulse and a transient of the drive pulse. It is characterized by comprising a drive control pulse for reducing the transient response for reducing the response.

一方、請求項6に係る本発明の超音波診断装置は、超音波プローブに設けられた振動素子をバイポーラ型の駆動パルスを用いて駆動することにより被検体の体内へ超音波パルスを放射し、前記体内から得られる超音波反射波に基づいて画像データを生成する超音波診断装置であって、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載した超音波診断装置用送信ユニットによって生成された駆動パルスを用いて前記振動素子を駆動することを特徴としている。   On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention according to claim 6 radiates an ultrasonic pulse into the body of a subject by driving a vibration element provided in an ultrasonic probe using a bipolar drive pulse, An ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data based on an ultrasonic reflected wave obtained from the body, and is generated by the transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5. The vibration element is driven using the drive pulse.

本発明によれば、超音波プローブに設けられた振動素子を駆動して被検体に対し超音波パルスを放射する際、振動素子に供給される駆動パルスの過渡応答を低減することにより超音波プローブの近傍においても良好な画像データの収集が可能となる。   According to the present invention, when a vibration element provided in an ultrasonic probe is driven to emit an ultrasonic pulse to a subject, the ultrasonic probe is reduced by reducing a transient response of the drive pulse supplied to the vibration element. Good image data can be collected even in the vicinity of.

本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施例の超音波診断装置が備える送受信部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the transmission / reception part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example is provided. 本実施例の送信部が備える駆動パルス発生部の具体的な回路構成を示す図。The figure which shows the specific circuit structure of the drive pulse generation part with which the transmission part of a present Example is provided. 同実施例の受信部が備えるプリアンプの具体的な回路構成を示す図。The figure which shows the specific circuit structure of the preamplifier with which the receiving part of the Example is provided. 同実施例の送信部において発生する駆動パルスの過渡応答を説明するための図。The figure for demonstrating the transient response of the drive pulse which generate | occur | produces in the transmission part of the Example. 同実施例の超音波診断装置が備える受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the received signal processing part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example is provided. 本実施例の駆動制御信号生成部が生成する駆動制御信号の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the drive control signal which the drive control signal generation part of a present Example produces | generates. バイポーラ型駆動パルスの発生を目的とした従来の駆動パルス発生部の具体的な構成とこの駆動パルス発生部に供給される駆動制御信号を説明するための図。The figure for demonstrating the specific structure of the conventional drive pulse generation part aiming at generation | occurrence | production of a bipolar type drive pulse, and the drive control signal supplied to this drive pulse generation part.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下に述べる本実施例の超音波診断装置が備える送信部は、所定の遅延時間を有した2チャンネルの駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、前記駆動制御信号に基づいてスイッチング回路を制御しパルストランスの1次側巻線に流れる電流の方向を交互に切り替えることによって前記パルストランスの2次側巻線に正の極性と負の極性を有したバイポーラ型の駆動パルスを発生する駆動パルス発生部を備え、前記駆動パルス発生部は、前記駆動制御信号生成部が生成した超音波パルスの放射に直接寄与する駆動パルスを発生させるための基本駆動制御パルスとこの駆動パルスの過渡応答を低減させるための過渡応答低減用駆動制御パルスによって構成される駆動制御信号に基づいてスイッチング回路を制御することにより過渡応答が低減された駆動パルスの発生を行なう。   The transmitter included in the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment described below includes a drive control signal generator that generates a two-channel drive control signal having a predetermined delay time, and a switching circuit based on the drive control signal. Driving to generate a bipolar driving pulse having a positive polarity and a negative polarity in the secondary winding of the pulse transformer by controlling and alternately switching the direction of the current flowing in the primary winding of the pulse transformer A pulse generator, wherein the drive pulse generator generates a basic drive control pulse for generating a drive pulse that directly contributes to the emission of the ultrasonic pulse generated by the drive control signal generator and a transient response of the drive pulse. The transient response is controlled by controlling the switching circuit based on the drive control signal configured by the drive control pulse for reducing the transient response to reduce the transient response. Gensa the performing generation of driving pulses.

尚、以下の実施例では、セクタ走査方式の超音波診断装置について述べるが、リニア走査方式やコンベックス走査方式等が適用された超音波診断装置であってもよい。   In the following embodiments, a sector scanning ultrasonic diagnostic apparatus will be described, but an ultrasonic diagnostic apparatus to which a linear scanning method, a convex scanning method, or the like is applied may be used.

(装置の構成)
本実施例における超音波診断装置の構成につき図1乃至図6を用いて説明する。但し、図1は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2及び図6は、この超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。
(Device configuration)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. However, FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus, and FIGS. 2 and 6 are block diagrams showing specific configurations of a transmission / reception unit and a received signal processing unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus. It is.

図1に示す本実施例の超音波診断装置100は、被検体の診断対象部位を含む撮影領域に対して超音波パルス(送信超音波)を放射し前記診断対象部位から得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する複数個の振動素子を有した超音波プローブ3と、前記診断対象部位に対し送信超音波を放射するための駆動パルスを超音波プローブ3の前記振動素子に供給しこれらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部2と、整相加算後の受信信号を処理して超音波データとしてのBモードデータ及びカラードプラデータを生成する受信信号処理部4と、当該診断対象部位に対する超音波走査によって得られた上述の超音波データに基づいて画像データを生成する画像データ生成部5を備え、更に、画像データ生成部5によって生成された画像データを表示する表示部6と、被検体情報の入力、画像データ収集条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部7と、送受信部2における送信遅延時間及び受信遅延時間を設定することにより当該診断対象部位に対する超音波走査を制御する走査制御部8と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部9を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 emits an ultrasonic pulse (transmitted ultrasonic wave) to an imaging region including a diagnostic target part of a subject and obtains an ultrasonic reflection obtained from the diagnostic target part. An ultrasonic probe 3 having a plurality of vibration elements for converting a wave (reception ultrasonic wave) into an electric signal (reception signal), and a driving pulse for radiating a transmission ultrasonic wave to the diagnosis target site And transmitting / receiving unit 2 for phasing and adding received signals of a plurality of channels obtained from these oscillating elements, and B-mode data as ultrasonic data by processing the received signals after phasing and adding. And a reception signal processing unit 4 that generates color Doppler data, and an image data generation unit 5 that generates image data based on the above-described ultrasonic data obtained by ultrasonic scanning on the diagnosis target region. Further, a display unit 6 for displaying image data generated by the image data generation unit 5, an input unit 7 for inputting subject information, setting image data collection conditions, inputting various command signals, and the like, and a transmission / reception unit 2 Are provided with a scanning control unit 8 for controlling the ultrasonic scanning of the diagnosis target part by setting a transmission delay time and a reception delay time, and a system control unit 9 for comprehensively controlling each unit described above.

以下に、本実施例の超音波診断装置100が備えた各ユニットの具体的な構成とその機能について説明する。   The specific configuration and function of each unit provided in the ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment will be described below.

図1の超音波プローブ3は、図示しないN個の振動素子をその先端部に有し、これら振動素子の各々は、Nチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部2の入出力端子に接続されている。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス(駆動パルス)を超音波パルス(送信超音波)に変換し、受信時には超音波反射波(受信超音波)を電気的な受信信号に変換する機能を有している。   The ultrasonic probe 3 in FIG. 1 has N vibrating elements (not shown) at its tip, and each of these vibrating elements is connected to an input / output terminal of the transmission / reception unit 2 via an N-channel multicore cable. ing. The vibration element is an electroacoustic transducer, which converts electrical pulses (drive pulses) into ultrasonic pulses (transmitted ultrasonic waves) during transmission, and converts ultrasonic reflected waves (received ultrasonic waves) into electrical received signals during reception. It has a function to do.

尚、以下では、説明を簡単にするために、超音波プローブ3に設けられたN個の振動素子を送信用振動素子及び受信用振動素子として用いる場合について述べる。即ち、N個からなる送信用振動素子の各々が、送受信部2から供給されるNチャンネルの駆動パルスにより駆動されて被検体内に送信超音波を放射し、この送信超音波によって被検体内から得られる受信超音波は、受信用振動素子によってNチャンネルの受信信号に変換される。   In the following, in order to simplify the description, a case where N vibration elements provided in the ultrasonic probe 3 are used as a transmission vibration element and a reception vibration element will be described. That is, each of the N transmitting vibration elements is driven by an N-channel driving pulse supplied from the transmission / reception unit 2 to radiate a transmission ultrasonic wave into the subject, and the transmission ultrasonic wave causes the transmission ultrasonic wave to be emitted from within the subject. The obtained reception ultrasonic wave is converted into an N-channel reception signal by the reception vibration element.

次に、図2に示す送受信部2は、当該被検体に対して送信超音波を放射するためのNチャンネルからなる駆動パルスを超音波プローブ3の送信用振動素子に供給する送信部21と、超音波プローブ3の受信用振動素子から得られたNチャンネルの受信信号を整相加算(即ち、所定方向からの受信超音波に対応する受信信号の位相を合わせて加算合成)する受信部22を備えている。   Next, the transmission / reception unit 2 illustrated in FIG. 2 includes a transmission unit 21 that supplies a driving pulse including an N channel for radiating transmission ultrasonic waves to the subject to the transmission vibration element of the ultrasonic probe 3; A receiving unit 22 for performing phasing addition (that is, adding and synthesizing the phases of reception signals corresponding to reception ultrasonic waves from a predetermined direction) of N-channel reception signals obtained from the reception vibration element of the ultrasonic probe 3. I have.

送信部21は、送信遅延設定部211、駆動制御信号生成部212及び駆動パルス発生部213を備え、送信遅延設定部211は、走査制御部8から供給される走査制御信号に従い、送信超音波を所定の方向へ偏向するための偏向用遅延時間と所定の距離に集束させるための集束用遅延時間とに基づいた送信遅延時間を設定する。この場合の送信遅延時間は、送信振動素子数N、振動素子の配列間隔、送信方向及び送信焦点距離等によって一義的に決定され、例えば、図示しない演算回路を用いて算出してもよいが、ルックアップテーブルとして予め保管された各種遅延時間データの中から選択して用いてもよい。   The transmission unit 21 includes a transmission delay setting unit 211, a drive control signal generation unit 212, and a drive pulse generation unit 213. The transmission delay setting unit 211 transmits transmission ultrasonic waves according to the scanning control signal supplied from the scanning control unit 8. A transmission delay time is set based on a deflection delay time for deflecting in a predetermined direction and a focusing delay time for focusing to a predetermined distance. In this case, the transmission delay time is uniquely determined by the number N of transmission vibration elements, the arrangement interval of the vibration elements, the transmission direction, the transmission focal length, and the like. For example, the transmission delay time may be calculated using an arithmetic circuit (not shown). A variety of delay time data stored in advance as a lookup table may be selected and used.

一方、駆動制御信号生成部212は、送信遅延設定部211から供給される送信遅延時間の情報に基づき、夫々がNチャンネルからなる駆動制御信号Sc1及びSc2を生成して駆動パルス発生部213へ供給する。この場合、駆動制御信号Sc1は、送信超音波の放射に直接寄与する駆動パルスを発生させるための駆動制御パルス(以下では、基本駆動制御パルスと呼ぶ。)と駆動パルス発生部213が発生する駆動パルスの過渡応答を低減させるための駆動制御パルス(以下では、過渡応答低減用駆動制御パルスと呼ぶ。)によって構成され、駆動制御信号Sc2は、基本駆動制御パルスのみによって構成されるが、その詳細については後述する。   On the other hand, the drive control signal generation unit 212 generates drive control signals Sc1 and Sc2 each consisting of N channels based on the transmission delay time information supplied from the transmission delay setting unit 211, and supplies the drive control signals Sc1 and Sc2 to the drive pulse generation unit 213. To do. In this case, the drive control signal Sc1 is a drive control pulse (hereinafter referred to as a basic drive control pulse) for generating a drive pulse that directly contributes to the transmission ultrasonic wave, and a drive generated by the drive pulse generator 213. A drive control pulse (hereinafter referred to as a transient response reduction drive control pulse) for reducing the transient response of the pulse is constituted, and the drive control signal Sc2 is constituted only by the basic drive control pulse. Will be described later.

次に、駆動パルス発生部213の具体的な回路構成につき図3を用いて説明する。Nチャンネルから構成される駆動パルス発生器213の各々は、駆動制御信号生成部212から供給される駆動制御信号Sc1及びSc2に基づいて超音波プローブ3に設けられた送信用振動素子を駆動するための駆動パルスを発生する機能を有し、図3に示すように2チャンネルのスイッチング回路Sw1及びSw2とパルストランスPtを有している。そして、パルストランスPtを構成する1次側巻線L1のセンタータップcoは直流電源Vpに接続され、1次側巻線L1の端子c1はスイッチング回路Sw1の端子c5に、又、1次側巻線L1の他の端子c2はスイッチング回路Sw2の端子c8に夫々接続されている。更に、パルストランスPtを構成する2次側巻線L2の端子c3は超音波プローブ3に設けられた送信用振動素子及び受信部22が有する後述のプリアンプ221に接続され、2次側巻線L2の他の端子c4は接地されている。   Next, a specific circuit configuration of the drive pulse generator 213 will be described with reference to FIG. Each of the drive pulse generators 213 configured of N channels drives the transmitting vibration element provided in the ultrasonic probe 3 based on the drive control signals Sc1 and Sc2 supplied from the drive control signal generation unit 212. And has two-channel switching circuits Sw1 and Sw2 and a pulse transformer Pt as shown in FIG. The center tap co of the primary winding L1 constituting the pulse transformer Pt is connected to the DC power supply Vp, the terminal c1 of the primary winding L1 is connected to the terminal c5 of the switching circuit Sw1, and the primary winding. The other terminal c2 of the line L1 is connected to the terminal c8 of the switching circuit Sw2. Further, the terminal c3 of the secondary side winding L2 constituting the pulse transformer Pt is connected to a transmitting vibration element provided in the ultrasonic probe 3 and a preamplifier 221 described later included in the receiving unit 22, and the secondary side winding L2 is connected. The other terminal c4 is grounded.

一方、スイッチング回路Sw1の端子c5及びスイッチング回路Sw2の端子c8は、既に述べたように1次側巻線L1の端子c1及び端子c2に夫々接続され、スイッチング回路Sw1の端子c6及びスイッチング回路Sw2の端子c9は接地されている。又、スイッチング回路Sw1の制御用端子c7及びスイッチング回路Sw2の制御用端子c10は、駆動制御信号生成部212の出力端子に接続されている。   On the other hand, the terminal c5 of the switching circuit Sw1 and the terminal c8 of the switching circuit Sw2 are respectively connected to the terminal c1 and the terminal c2 of the primary winding L1, as described above, and the terminal c6 of the switching circuit Sw1 and the terminal c8 of the switching circuit Sw2 are connected. The terminal c9 is grounded. The control terminal c7 of the switching circuit Sw1 and the control terminal c10 of the switching circuit Sw2 are connected to the output terminal of the drive control signal generation unit 212.

即ち、駆動パルス発生部213のスイッチング回路Sw1及びSw2は、駆動制御信号生成部212から自己の制御用端子c7及びc10へ供給される2チャンネルの駆動制御信号Sc1及びSc2によってON(短絡)状態あるいはOFF(開放)状態が決定される。そして、駆動制御信号生成部212から供給される駆動制御信号Sc1の基本駆動制御パルスPo1によりスイッチング回路Sw1が短絡状態となった場合、直流電源Vpから第1の巻線L1及びスイッチング回路Sw1を介してパルス電流i1が流れ、このパルス電流i1に伴って第2の巻線L2の端子C3と端子C4との間には電圧Vo1の駆動パルスが出力される。   That is, the switching circuits Sw1 and Sw2 of the drive pulse generator 213 are turned on (short-circuited) by the two-channel drive control signals Sc1 and Sc2 supplied from the drive control signal generator 212 to the control terminals c7 and c10. An OFF (open) state is determined. When the switching circuit Sw1 is short-circuited by the basic drive control pulse Po1 of the drive control signal Sc1 supplied from the drive control signal generation unit 212, the DC power supply Vp passes through the first winding L1 and the switching circuit Sw1. Then, a pulse current i1 flows, and a drive pulse of voltage Vo1 is output between the terminal C3 and the terminal C4 of the second winding L2 along with the pulse current i1.

一方、駆動制御信号生成部212から供給される駆動制御信号Sc2の基本駆動制御パルスPo2によりスイッチング回路Sw2が短絡状態となった場合、直流電源Vpから第1の巻線L1及びスイッチング回路Sw2を介してパルス電流i2が流れ、このパルス電流i2に伴って第2の巻線L2の端子C3と端子C4の間には電圧Vo2(Vo2=−Vo1)の駆動パルスが出力される。   On the other hand, when the switching circuit Sw2 is short-circuited by the basic drive control pulse Po2 of the drive control signal Sc2 supplied from the drive control signal generator 212, the DC power supply Vp passes through the first winding L1 and the switching circuit Sw2. Then, a pulse current i2 flows, and a drive pulse of voltage Vo2 (Vo2 = −Vo1) is output between the terminal C3 and the terminal C4 of the second winding L2 along with the pulse current i2.

尚、上述のスイッチング回路Sw1及びSw2は、例えば、同じスイッチング特性を有したNチャンネルのFETが用いられ、駆動制御信号Sc1及びSc2が供給される期間において開放と短絡を交互に行なう。この場合、FETのドレイン端子は、パルストランスPtの第1の巻線L1における端子c1及び端子c2に接続され、カソード端子は接地される。又、FETのゲート端子は、駆動制御信号生成部212の出力端子に接続され、駆動制御信号生成部212からゲート端子に供給される駆動制御信号Sc1及びSc2に基づいて各々のFETにおけるドレイン端子とカソード端子との開放/短絡が行なわれる。   Note that the switching circuits Sw1 and Sw2 described above use, for example, N-channel FETs having the same switching characteristics, and alternately open and short during the period in which the drive control signals Sc1 and Sc2 are supplied. In this case, the drain terminal of the FET is connected to the terminal c1 and the terminal c2 in the first winding L1 of the pulse transformer Pt, and the cathode terminal is grounded. Further, the gate terminal of the FET is connected to the output terminal of the drive control signal generation unit 212, and the drain terminal in each FET is based on the drive control signals Sc1 and Sc2 supplied from the drive control signal generation unit 212 to the gate terminal. Opening / short-circuiting with the cathode terminal is performed.

図2へ戻って、送受信部2の受信部22は、超音波プローブ3に設けられた受信用振動素子の各々に対応するNチャンネルのプリアンプ221及びA/D変換器222と、整相加算部223を備えている。プリアンプ221は、超音波プローブ3の受信用振動素子から供給される受信信号を増幅して十分なS/Nを確保するためのものであり、その初段部には、送信部21の駆動パルス発生部213が発生する大振幅の駆動パルスからプリアンプ221を保護するためのリミッタ回路が設けられている。そして、受信用振動素子によって得られたNチャンネルの受信信号は、プリアンプ221において所定の大きさに増幅され、A/D変換器222にてデジタル信号に変換された後整相加算部223へ供給される。   Returning to FIG. 2, the reception unit 22 of the transmission / reception unit 2 includes an N-channel preamplifier 221 and an A / D converter 222 corresponding to each of the reception vibration elements provided in the ultrasonic probe 3, and a phasing addition unit. 223. The preamplifier 221 is for amplifying the reception signal supplied from the receiving vibration element of the ultrasonic probe 3 to ensure a sufficient S / N. In the first stage, a drive pulse of the transmission unit 21 is generated. A limiter circuit is provided for protecting the preamplifier 221 from a large-amplitude driving pulse generated by the unit 213. The N-channel received signal obtained by the receiving vibration element is amplified to a predetermined magnitude by the preamplifier 221, converted into a digital signal by the A / D converter 222, and then supplied to the phasing adder 223. Is done.

一方、整相加算部223は、図示しない受信遅延設定部と加算部を有し、受信遅延設定部は、A/D変換器222においてデジタル信号に変換されたNチャンネルの受信信号に対し所定方向に強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間と所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間に基づいた受信遅延時間を設定する。そして、加算部は、上述の受信遅延時間が与えられたNチャンネルの受信信号を加算合成(整相加算)する。   On the other hand, the phasing addition unit 223 includes a reception delay setting unit and an addition unit (not shown). The reception delay setting unit has a predetermined direction with respect to the N-channel reception signal converted into a digital signal by the A / D converter 222. A reception delay time is set based on a deflection delay time for setting a strong reception directivity and a focusing delay time for focusing a reception ultrasonic wave from a predetermined depth. The adder adds and synthesizes (phased addition) the received signals of the N channels given the reception delay time.

図4は、プリアンプ221の具体的な回路構成を示したものであり、このプリアンプ221は、リミッタ回路2211と増幅回路2212を備えている。   FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the preamplifier 221, and the preamplifier 221 includes a limiter circuit 2211 and an amplifier circuit 2212.

リミッタ回路221aは、例えば、図4に示すようにダイオードD1乃至D6と抵抗R1及びR2を用い、プリアンプ221の入力インピーダンスが駆動パルスのような大振幅の信号に対しては大きくなり、受信信号のような微小振幅の信号に対しては小さくなるように構成されている。 The limiter circuit 221a uses, for example, diodes D1 to D6 and resistors R1 and R2 as shown in FIG. 4, and the input impedance of the preamplifier 221 increases for a signal with a large amplitude such as a drive pulse, and the received signal Such a small amplitude signal is configured to be small.

即ち、リミッタ回路221aは、高電圧に耐え得るプレーナダイオードやショットキーダイオード等のダイオードD1乃至D4によって構成されるブリッジ回路BRとダイオードD5及びD6によって構成されるクランプ回路CLを有している。そして、ブリッジ回路BRを構成するダイオードD1のアノードとダイオードD3のアノードには、抵抗R1を介して正の直流電圧V3が印加され、同様にして、ダイオードD2のカソードとダイオードD4のカソードには抵抗R2を介して負の直流電圧V4(|V4|=V3)が印加される。このような構成によりブリッジ回路BRのダイオードD1乃至D4にバイアス電流を常時流すことにより微小振幅の信号(受信信号)に対するON抵抗を低くしている。   That is, the limiter circuit 221a includes a bridge circuit BR configured by diodes D1 to D4 such as a planar diode and a Schottky diode that can withstand a high voltage, and a clamp circuit CL configured by diodes D5 and D6. A positive DC voltage V3 is applied to the anode of the diode D1 and the anode of the diode D3 constituting the bridge circuit BR via the resistor R1. Similarly, a resistance is applied to the cathode of the diode D2 and the cathode of the diode D4. A negative DC voltage V4 (| V4 | = V3) is applied via R2. With such a configuration, the ON resistance for a signal with a small amplitude (reception signal) is lowered by always passing a bias current through the diodes D1 to D4 of the bridge circuit BR.

一方、方向が異なる2つのダイオードD5及びD6を並列接続して構成されるクランプ回路CLの一方の端部(例えば、ダイオードD5のカソードとダイオードD6のアノードとの接続部)はブリッジ回路BRの出力端子に接続され、他の端部(ダイオードD5のアノードとダイオードD6のカソードとの接続部)は接地される。   On the other hand, one end of the clamp circuit CL configured by connecting two diodes D5 and D6 having different directions in parallel (for example, a connection between the cathode of the diode D5 and the anode of the diode D6) is the output of the bridge circuit BR. The other end (the connection between the anode of the diode D5 and the cathode of the diode D6) is connected to the terminal and grounded.

上述の構成により、プリアンプ221は、送信部21の駆動パルス発生部213から供給される大振幅の駆動パルスに対して高入力インピーダンスを呈し、超音波プローブ3の振動素子から供給される微小振幅の受信信号に対して低入力インピーダンスを呈する。従って、ダイオードの閾値Vsより大きな振幅を有する信号(駆動パルス)はクランプされ、この閾値Vsより小さな振幅を有する信号(受信信号)はそのまま増幅回路221bへ供給されるため、駆動パルスによる増幅回路221bの破壊を防止することができる。   With the above-described configuration, the preamplifier 221 exhibits a high input impedance with respect to the large-amplitude driving pulse supplied from the driving pulse generation unit 213 of the transmission unit 21 and has a small amplitude supplied from the vibration element of the ultrasonic probe 3. Presents low input impedance to the received signal. Accordingly, a signal (drive pulse) having an amplitude larger than the threshold value Vs of the diode is clamped, and a signal (received signal) having an amplitude smaller than the threshold value Vs is supplied to the amplifier circuit 221b as it is, so that the amplifier circuit 221b by the drive pulse is used. Can be prevented.

次に、送信部21において発生する駆動パルスの過渡応答につき図5を用いて説明する。   Next, the transient response of the drive pulse generated in the transmitter 21 will be described with reference to FIG.

図5(a)及び図5(b)は、送信部21の送信遅延設定部211において設定された送信遅延時間Δτに基づいて駆動制御信号生成部212が生成した駆動制御信号Sc1及びSc2を示しており、駆動制御信号生成部212の第1の出力端子からは、基準時刻t0から送信遅延時間Δτだけ経過した時刻t1において生成されたパルス幅τoの基本駆動制御パルスPo1と、時刻t1から2τoだけ経過した時刻t3において生成されたパルス幅τc(τc<τo)の過渡応答低減用駆動制御パルスPcとからなる駆動制御信号Sc1が出力される。   5A and 5B show the drive control signals Sc1 and Sc2 generated by the drive control signal generation unit 212 based on the transmission delay time Δτ set in the transmission delay setting unit 211 of the transmission unit 21. FIG. From the first output terminal of the drive control signal generation unit 212, the basic drive control pulse Po1 having the pulse width τo generated at the time t1 when the transmission delay time Δτ has elapsed from the reference time t0, and the time t1 to 2τo. A drive control signal Sc1 composed of the transient response reduction drive control pulse Pc having the pulse width τc (τc <τo) generated at the time t3 when only elapses.

一方、駆動制御信号生成部212の第2の出力端子からは、上述の時刻t1からτoだけ経過した時刻t2において生成されたパルス幅τoの基本駆動制御パルスPo2を有する駆動制御信号Sc2が出力される。尚、上述の基本駆動制御パルスPo1及びPo2のパルス幅τoは、超音波プローブ3に設けられた振動素子の共振周波数foに基づいて設定され、例えば、τo=1/2foとなる。   On the other hand, the second output terminal of the drive control signal generator 212 outputs the drive control signal Sc2 having the basic drive control pulse Po2 having the pulse width τo generated at time t2 when τo has elapsed from the time t1 described above. The The pulse width τo of the basic drive control pulses Po1 and Po2 described above is set based on the resonance frequency fo of the vibration element provided in the ultrasonic probe 3, and for example, τo = 1 / 2fo.

次に、図5(c)は、図5(a)の駆動制御信号Sc1及び図5(b)の駆動制御信号Sc2が駆動パルス発生部213に設けられたスイッチング回路Sw1の制御用端子及びスイッチング回路Sw2の制御用端子に供給された場合にパルストランスPtの出力端(即ち、2次側巻線L2の両端部)から出力される駆動パルスPcxを模式的に示している。この場合、図8において既に述べたように、パルス幅τoを有した駆動制御信号Sc1の基本駆動制御パルスPo1及び駆動制御信号Sc2の基本駆動制御パルスPo2によって生成される駆動パルスPxには基本駆動制御パルスPo2による駆動が終了する時刻t3から比較的長い期間Δτ1において過渡応答成分が発生する。   Next, FIG. 5C shows the control terminal and switching of the switching circuit Sw1 in which the drive control signal Sc1 of FIG. 5A and the drive control signal Sc2 of FIG. A drive pulse Pcx output from the output end of the pulse transformer Pt (that is, both ends of the secondary winding L2) when supplied to the control terminal of the circuit Sw2 is schematically shown. In this case, as already described in FIG. 8, the basic drive control pulse Po1 of the drive control signal Sc1 having the pulse width τo and the drive pulse Px generated by the basic drive control pulse Po2 of the drive control signal Sc2 include the basic drive. A transient response component is generated in a relatively long period Δτ1 from time t3 when the driving by the control pulse Po2 ends.

しかしながら、本実施例のように、基本駆動制御パルスPo2による駆動が終了する時刻t3にてパルス幅τcを有する過渡応答低減用駆動制御パルスPcを用いた駆動パルス発生部213の駆動を行なうことにより、基本駆動制御パルスPo1及びPo2によって発生した過渡応答成分と過渡応答低減用駆動制御パルスPcによって発生した過渡応答成分とが相殺し合う。このため、図5(c)に示すように、過渡応答の期間が大幅に短縮された駆動パルスPcxによって超音波プローブ3の振動素子を駆動することが可能となる。   However, as in this embodiment, by driving the drive pulse generator 213 using the transient response reduction drive control pulse Pc having the pulse width τc at the time t3 when the drive by the basic drive control pulse Po2 ends. The transient response component generated by the basic drive control pulses Po1 and Po2 and the transient response component generated by the transient response reduction drive control pulse Pc cancel each other. Therefore, as shown in FIG. 5C, the vibration element of the ultrasonic probe 3 can be driven by the drive pulse Pcx in which the transient response period is significantly shortened.

図5(d)は、このとき受信部22のプリアンプ221から出力される受信信号Srを示したものであり、このプリアンプ221には、振動素子において検出された受信信号が図5(c)の駆動パルスPcxに重畳した状態で供給される。このため、リミッタ回路2211を有したプリアンプ221では、基本駆動制御パルスPo2による駆動が終了する時刻t3から駆動パルスPcxの過渡応答成分が所定の閾値Vs以下に減衰する時刻t4までの期間Δτ2において受信信号を受信することはできない。しかしながら、本実施例では、基本駆動制御パルスPo1及びPo2に過渡応答低減用駆動制御パルスPcを追加して駆動パルス発生部213を駆動することにより駆動パルスPcxの過渡応答期間は大幅に短縮されるため上述の受信信号が受信できない期間Δτ2は図8に示した期間Δτ1と比較して大幅に短縮され、従って、超音波プローブ3の近傍においても良好な画像データの収集が可能となる。   FIG. 5D shows the reception signal Sr output from the preamplifier 221 of the reception unit 22 at this time. The reception signal detected by the vibration element is transmitted to the preamplifier 221 in FIG. It is supplied in a state of being superimposed on the drive pulse Pcx. For this reason, the preamplifier 221 having the limiter circuit 2211 receives in the period Δτ2 from the time t3 when the driving by the basic driving control pulse Po2 ends to the time t4 when the transient response component of the driving pulse Pcx attenuates below the predetermined threshold Vs. The signal cannot be received. However, in this embodiment, the transient response period of the drive pulse Pcx is greatly shortened by adding the transient response reduction drive control pulse Pc to the basic drive control pulses Po1 and Po2 to drive the drive pulse generator 213. Therefore, the period Δτ2 during which the received signal cannot be received is significantly shortened as compared with the period Δτ1 shown in FIG. 8, and therefore good image data can be collected even in the vicinity of the ultrasonic probe 3.

次に、図1に示した受信信号処理部4の具体的な構成につき図6のブロック図を用いて説明する。この受信信号処理部4は、受信部22の整相加算部223から出力される整相加算後の受信信号を信号処理してBモードデータを生成するBモードデータ生成部41と、前記受信信号を信号処理してカラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部42を備えている。   Next, a specific configuration of the received signal processing unit 4 shown in FIG. 1 will be described with reference to the block diagram of FIG. The reception signal processing unit 4 includes a B-mode data generation unit 41 that performs signal processing on the reception signal after phasing addition output from the phasing addition unit 223 of the reception unit 22 to generate B-mode data, and the reception signal Is provided with a color Doppler data generation unit 42 for generating color Doppler data.

Bモードデータ生成部41は、受信部22の整相加算部223から出力される受信信号の各々に対して包絡線検波を行なう包絡線検波器411と、包絡線検波後の受信信号に対する対数変換処理により小さな信号振幅を相対的に強調してBモードデータを生成する対数変換器412を備えている。   The B-mode data generation unit 41 includes an envelope detector 411 that performs envelope detection on each of the reception signals output from the phasing addition unit 223 of the reception unit 22, and a logarithmic conversion on the reception signal after envelope detection. A logarithmic converter 412 that generates B-mode data by relatively enhancing small signal amplitude by processing is provided.

一方、カラードプラデータ生成部42は、π/2移相器421、ミキサ422−1及び422−2、LPF(低域通過フィルタ)423−1及び423−2を備え、受信部22の整相加算部223から出力される受信信号を直交位相検波して複素信号(I信号及びQ信号)を生成する。   On the other hand, the color Doppler data generation unit 42 includes a π / 2 phase shifter 421, mixers 422-1 and 422-2, and LPFs (low-pass filters) 423-1 and 423-2. The reception signal output from the adder 223 is subjected to quadrature detection to generate a complex signal (I signal and Q signal).

更に、カラードプラデータ生成部42は、ドプラ信号記憶部424、MTIフィルタ425及び自己相関演算器426を備え、直交位相検波によって得られた複素信号は、ドプラ信号記憶部424に一旦保存される。一方、高域通過用デジタルフィルタであるMTIフィルタ425は、ドプラ信号記憶部424に保存された上述の複素信号を読み出し、この複素信号に含まれた臓器の固定反射体あるいは臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因するドプラ成分(クラッタ成分)を除去する。又、自己相関演算器426は、MTIフィルタ425によって抽出された血流情報のドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいて血流の平均流速値、分散値、パワー値等を算出してカラードプラデータを生成する。   Further, the color Doppler data generation unit 42 includes a Doppler signal storage unit 424, an MTI filter 425, and an autocorrelation calculator 426, and a complex signal obtained by quadrature detection is temporarily stored in the Doppler signal storage unit 424. On the other hand, the MTI filter 425, which is a high-pass digital filter, reads the above-described complex signal stored in the Doppler signal storage unit 424, and performs the respiratory movement of the organ's fixed reflector or organ contained in the complex signal. A Doppler component (clutter component) caused by pulsatile movement or the like is removed. Further, the autocorrelation calculator 426 calculates an autocorrelation value for the Doppler component of the blood flow information extracted by the MTI filter 425, and further, based on the autocorrelation value, an average blood flow velocity value and a variance value The color value Doppler data is generated by calculating the power value and the like.

図1へ戻って、画像データ生成部5は、図示しないBモード画像データ生成部とカラードプラ画像データ生成部を備え、前記Bモード画像データ生成部は、受信信号処理部4のBモードデータ生成部41が生成した時系列的なBモードデータを超音波の送受信方向に対応させて順次保存することによりBモード画像データを生成する。同様にして、前記カラードプラ画像データ生成部は、受信信号処理部4のカラードプラデータ生成部42が生成した時系列的なカラードプラデータを順次保存することによりカラードプラ画像データを生成する。   Returning to FIG. 1, the image data generation unit 5 includes a B-mode image data generation unit and a color Doppler image data generation unit (not shown), and the B-mode image data generation unit generates the B-mode data of the reception signal processing unit 4. The B-mode image data is generated by sequentially storing the time-series B-mode data generated by the unit 41 in correspondence with the transmission / reception direction of the ultrasonic waves. Similarly, the color Doppler image data generation unit generates color Doppler image data by sequentially storing time-series color Doppler data generated by the color Doppler data generation unit 42 of the reception signal processing unit 4.

一方、表示部6は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、画像データ生成部5が生成したBモード画像データやカラードプラ画像データを表示する。例えば、前記表示データ生成部は、画像データ生成部5のBモード画像データ生成部が生成したBモード画像データとカラードプラ画像データ生成部が生成したカラードプラ画像データを重畳し、更に被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記データ変換部は、前記表示データ生成部にて生成された表示データに対し各種の変換処理を行なって前記モニタに表示する。   On the other hand, the display unit 6 includes a display data generation unit, a data conversion unit, and a monitor (not shown), and displays B-mode image data and color Doppler image data generated by the image data generation unit 5. For example, the display data generation unit superimposes the B mode image data generated by the B mode image data generation unit of the image data generation unit 5 and the color Doppler image data generated by the color Doppler image data generation unit, and further subjects information Display data is generated by adding incidental information such as. The data converter performs various conversion processes on the display data generated by the display data generator and displays the converted data on the monitor.

入力部7は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、超音波データ収集条件や画像データ生成条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう。   The input unit 7 includes input devices such as a display panel, a keyboard, a trackball, a mouse, a selection button, and an input button on the operation panel. The input unit 7 inputs subject information, sets ultrasonic data collection conditions and image data generation conditions, Further, various command signals are input.

走査制御部8は、当該被検体の診断対象部位を含む撮影領域に対し超音波走査を行なうための遅延時間制御を送信部21の送信遅延設定部211及び受信部22の整相加算部223に対して行なう。   The scanning control unit 8 performs delay time control for performing ultrasonic scanning on the imaging region including the diagnosis target part of the subject on the transmission delay setting unit 211 of the transmission unit 21 and the phasing addition unit 223 of the reception unit 22. Against.

一方、システム制御部9は、図示しないCPUと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部7にて入力あるいは設定された上述の各種情報が保存される。そして、前記CPUは、上述の入力情報や設定情報に基づいて超音波診断装置100の各ユニットを統括的に制御し、当該被検体の診断対象部位に対する画像データの生成と表示を行なう。   On the other hand, the system control unit 9 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and the above-described various information input or set by the input unit 7 is stored in the storage circuit. The CPU comprehensively controls each unit of the ultrasound diagnostic apparatus 100 based on the input information and setting information described above, and generates and displays image data for the diagnosis target region of the subject.

以上述べた本実施例によれば、超音波プローブに設けられた振動素子を駆動して被検体に対し超音波パルスを放射する際、振動素子に供給される駆動パルスの過渡応答を低減することにより超音波プローブの近傍においても良好な画像データの収集が可能となる。このため、体表面の近傍に位置した診断対象部位に対する診断精度を向上させることができる。   According to the present embodiment described above, when the vibration element provided in the ultrasonic probe is driven to emit an ultrasonic pulse to the subject, the transient response of the drive pulse supplied to the vibration element is reduced. As a result, good image data can be collected even in the vicinity of the ultrasonic probe. For this reason, the diagnostic precision with respect to the diagnostic object site | part located in the vicinity of the body surface can be improved.

特に、上述の実施例では、超音波パルスの放射に直接寄与する駆動パルスを発生させるための基本駆動制御パルスとこの駆動パルスの過渡応答を低減させるための過渡応答低減用駆動制御パルスによって構成される駆動制御信号に基づいて駆動パルスの生成を行なっているため、駆動パルス発生部の回路構成を複雑にすることなく駆動パルスの過渡応答を低減することができる。   In particular, in the above-described embodiment, it is constituted by a basic drive control pulse for generating a drive pulse that directly contributes to the emission of an ultrasonic pulse and a drive control pulse for reducing a transient response for reducing the transient response of this drive pulse. Since the drive pulse is generated based on the drive control signal, the transient response of the drive pulse can be reduced without complicating the circuit configuration of the drive pulse generator.

又、パルストランスの1次側巻線に流れる電流の方向を2チャンネルからなる駆動制御信号を用いて制御することにより前記パルストランスの2次側巻線にバイポーラ型の駆動パルスを発生させる際、上述の駆動制御信号の何れか一方に過渡応答低減用駆動制御パルスを付加することにより駆動パルスの過渡応答が大幅に低減されたバイポーラ型の駆動パルスを発生させることができる。   Also, when generating a bipolar drive pulse in the secondary winding of the pulse transformer by controlling the direction of the current flowing in the primary winding of the pulse transformer using a drive control signal comprising two channels, By adding a transient control reducing drive control pulse to any one of the drive control signals described above, a bipolar drive pulse in which the transient response of the drive pulse is greatly reduced can be generated.

更に、上述の実施例によれば、駆動パルスの過渡応答を低減することにより体表面近傍の診断対象部位を通常の超音波プローブを用いて観察することができる。即ち、浅部臓器の診断において従来行なわれてきた振動素子−体表面に対するカップリング媒質の挿入が不要となるため超音波プローブの操作性が改善され、更に、カップリング媒質中にて発生する多重反射や減衰が無くなるため良質な画像データの収集が可能となる
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、セクタ走査方式の超音波診断装置100について述べたが、リニア走査方式やコンベックス走査方式等が適用された超音波診断装置であってもよい。
Furthermore, according to the above-described embodiment, it is possible to observe the diagnosis target site near the body surface using a normal ultrasonic probe by reducing the transient response of the drive pulse. That is, since the insertion of the coupling medium into the vibration element-body surface, which has been conventionally performed in the diagnosis of a shallow organ, is unnecessary, the operability of the ultrasonic probe is improved, and further, the multiplexing generated in the coupling medium is improved. As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified and implemented. Is possible. For example, in the above-described embodiments, the sector scanning ultrasonic diagnostic apparatus 100 has been described. However, an ultrasonic diagnostic apparatus to which a linear scanning method, a convex scanning method, or the like is applied may be used.

又、超音波プローブ3に設けられた振動素子と送受信部2はNチャンネルの多芯ケーブルによって接続される場合について述べたが、送受信部2を構成する全てのユニットあるいは一部のユニットは、振動素子と共に超音波プローブ3に内蔵されていても構わない。   In addition, although the case where the vibration element provided in the ultrasonic probe 3 and the transmission / reception unit 2 are connected by an N-channel multicore cable has been described, all or some of the units constituting the transmission / reception unit 2 are It may be built in the ultrasonic probe 3 together with the element.

更に、超音波データとして収集したBモードデータ及びカラードプラデータに基づいて画像データを生成する場合について述べたが、Bモードデータあるいはカラードプラデータの何れか一方を用いて画像データを生成してもよく、他の超音波データを用いて画像データを生成してもよい。   Furthermore, although the case where image data is generated based on B-mode data and color Doppler data collected as ultrasonic data has been described, image data can be generated using either B-mode data or color Doppler data. The image data may be generated using other ultrasonic data.

一方、上述の実施例では、超音波プローブ3に設けられたN個の振動素子を送信用振動素子及び受信用振動素子として用いる場合について述べたが、N個の振動素子の中から送信専用振動素子、受信専用振動素子及び送受信兼用振動素子を選択して用いてもよい。この場合、送受信兼用振動素子へ供給する駆動パルスは上述の実施例に述べた方法によって生成されるが、送信専用振動素子あるいは受信専用振動素子へ供給する駆動パルスも同様の方法によって生成してもよい。特に、過渡応答が低減された駆動パルスを用いて送信専用振動素子及び送受信兼用振動素子を駆動することにより、画像データ全体の距離分解能を改善することができる。   On the other hand, in the above-described embodiment, the case where the N vibration elements provided in the ultrasonic probe 3 are used as the transmission vibration element and the reception vibration element has been described. An element, a reception-only vibration element, and a transmission / reception vibration element may be selected and used. In this case, the drive pulse supplied to the transmission / reception vibration element is generated by the method described in the above embodiment, but the drive pulse supplied to the transmission-dedicated vibration element or reception-dedicated vibration element may be generated by the same method. Good. In particular, the distance resolution of the entire image data can be improved by driving the transmission-dedicated vibration element and the transmission / reception vibration element using a drive pulse with reduced transient response.

又、上述の実施例における駆動制御信号Sc1及びSc2の各々は、1つの基本駆動制御パルスを有する場合について述べたが複数の基本駆動制御パルスを有していてもよい。但し、図7(a)に示すように、駆動制御信号Sc1及びSc2が同数の基本駆動制御パルスを有する場合、上述の実施例と同様にして駆動制御信号Sc2が有する最後の基本駆動制御パルスに後続して駆動制御信号Sc1が有する過渡応答低減用駆動制御パルスPcが駆動パルス発生部213へ供給される。   Further, each of the drive control signals Sc1 and Sc2 in the above-described embodiment has been described as having one basic drive control pulse, but may have a plurality of basic drive control pulses. However, as shown in FIG. 7A, when the drive control signals Sc1 and Sc2 have the same number of basic drive control pulses, the last basic drive control pulse included in the drive control signal Sc2 is the same as in the above embodiment. Subsequently, a drive control pulse Pc for transient response reduction included in the drive control signal Sc1 is supplied to the drive pulse generator 213.

一方、図7(b)に示すように、駆動制御信号Sc1及びSc2が異なる数の基本駆動制御パルスを有する場合(即ち、駆動制御信号Sc1が有する基本駆動制御パルスの数が駆動制御信号Sc2が有する基本駆動制御パルスの数より1つ多い場合)、駆動制御信号Sc1が有する最後の基本駆動制御パルスに後続して駆動制御信号Sc2が有する過渡応答低減用駆動制御パルスPcが駆動パルス発生部213へ供給される。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the drive control signals Sc1 and Sc2 have different numbers of basic drive control pulses (that is, the number of basic drive control pulses included in the drive control signal Sc1 is equal to the drive control signal Sc2). When the drive control signal Sc1 is one more than the number of basic drive control pulses included), the drive control signal Sc2 includes the drive control pulse Sc for reducing the transient response that is included in the drive control signal Sc2 following the last basic drive control pulse included in the drive control signal Sc1. Supplied to.

2…送受信部
21…送信部
211…送信遅延設定部
212…駆動制御信号生成部
213…駆動パルス発生部
22…受信部
221…プリアンプ
2211…リミッタ回路
2212…増幅回路
222…A/D変換器
223…整相加算部
3…超音波プローブ
4…受信信号処理部
41…Bモードデータ生成部
42…カラードプラデータ生成部
5…画像データ生成部
6…表示部
7…入力部
8…走査制御部
9…システム制御部
100…超音波診断装置
2. Transmission / reception unit 21 ... Transmission unit 211 ... Transmission delay setting unit 212 ... Drive control signal generation unit 213 ... Drive pulse generation unit 22 ... Reception unit 221 ... Preamplifier 2211 ... Limiter circuit 2212 ... Amplification circuit 222 ... A / D converter 223 ... phasing addition part 3 ... ultrasonic probe 4 ... reception signal processing part 41 ... B-mode data generation part 42 ... color Doppler data generation part 5 ... image data generation part 6 ... display part 7 ... input part 8 ... scanning control part 9 ... System controller 100 ... Ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (6)

被検体の体内へ超音波パルスを放射するために超音波プローブに設けられた振動素子に対してバイポーラ型の駆動パルスを供給する超音波診断装置用送信ユニットにおいて、
所定の送信遅延時間を有した駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成手段と、
前記駆動制御信号に基づいて前記駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段とを備え、
前記制御信号生成手段が生成する前記駆動制御信号は、前記超音波パルスの放射に直接寄与する駆動パルスを発生させるための基本駆動制御パルスと前記駆動パルスの過渡応答を低減させるための過渡応答低減用駆動制御パルスによって構成されることを特徴とする超音波診断装置用送信ユニット。
In a transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus that supplies a bipolar drive pulse to a vibration element provided in an ultrasonic probe to emit an ultrasonic pulse into the body of a subject,
Drive control signal generating means for generating a drive control signal having a predetermined transmission delay time;
Drive pulse generating means for generating the drive pulse based on the drive control signal,
The drive control signal generated by the control signal generating means includes a basic drive control pulse for generating a drive pulse that directly contributes to the emission of the ultrasonic pulse and a transient response reduction for reducing a transient response of the drive pulse. A transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that the transmission unit is constituted by a drive control pulse for use.
前記駆動制御信号を構成する前記過渡応答低減用駆動制御パルスのパルス幅は、前記基本駆動制御パルスのパルス幅より狭いことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置用送信ユニット。   2. The transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a pulse width of the transient response reducing drive control pulse constituting the drive control signal is narrower than a pulse width of the basic drive control pulse. 前記駆動制御信号生成手段は、複数からなる前記基本駆動制御パルスに後続させて前記過渡応答低減用駆動制御パルスを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置用送信ユニット。   2. The transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the drive control signal generation unit generates the transient response reduction drive control pulse following the plurality of basic drive control pulses. 前記駆動パルス発生手段は、パルストランスとこのパルストランスの1次側巻線の端部に接続された2つのスイッチング回路を有し、前記駆動制御信号生成手段が生成した前記駆動制御信号を前記スイッチング回路の各々へ交互に供給して前記1次側巻線の電流方向を切り替えることにより前記パルストランスの2次側巻線に前記バイポーラ型の駆動パルスを発生することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置用送信ユニット。   The drive pulse generating means has a pulse transformer and two switching circuits connected to the end of the primary winding of the pulse transformer, and the drive control signal generated by the drive control signal generating means is switched to the switching circuit. 4. The bipolar drive pulse is generated in the secondary winding of the pulse transformer by alternately supplying to each circuit and switching the current direction of the primary winding. Transmitter unit for ultrasonic diagnostic equipment. 送信遅延設定手段を備え、前記送信遅延設定手段は、前記超音波パルスを所定の方向へ偏向するための偏向用遅延時間及び前記超音波パルスを所定の距離に集束させるための集束用遅延時間の少なくとも何れかに基づいた前記送信遅延時間を設定することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置用送信ユニット。   A transmission delay setting means, wherein the transmission delay setting means includes a deflection delay time for deflecting the ultrasonic pulse in a predetermined direction and a focusing delay time for focusing the ultrasonic pulse at a predetermined distance. 2. The transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the transmission delay time is set based on at least one of them. 超音波プローブに設けられた振動素子をバイポーラ型の駆動パルスを用いて駆動することにより被検体の体内へ超音波パルスを放射し、前記体内から得られる超音波反射波に基づいて画像データを生成する超音波診断装置であって、
請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載した超音波診断装置用送信ユニットによって生成された駆動パルスを用いて前記振動素子を駆動することを特徴とする超音波診断装置。
By driving the vibration element provided in the ultrasonic probe using a bipolar drive pulse, an ultrasonic pulse is emitted into the body of the subject, and image data is generated based on the reflected ultrasonic wave obtained from the body. An ultrasonic diagnostic apparatus,
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the vibration element is driven using a drive pulse generated by the transmission unit for an ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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