JP2570525B2 - 超音波パルサー装置 - Google Patents

超音波パルサー装置

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JP2570525B2 JP3249465A JP24946591A JP2570525B2 JP 2570525 B2 JP2570525 B2 JP 2570525B2 JP 3249465 A JP3249465 A JP 3249465A JP 24946591 A JP24946591 A JP 24946591A JP 2570525 B2 JP2570525 B2 JP 2570525B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超音波パルサー装置に関
し、特に超音波診断装置等において用いられ、低圧パル
サー及び高圧パルサーを使用モードに応じて切り換えて
駆動するようにした超音波パルサー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の超音波パルサー装置を必
要とするものとして超音波診断装置がある。すなわち、
超音波診断装置は、生体内に超音波を送波し、その反射
エコーを受信処理して生体情報を得るものである。この
超音波診断装置では、超音波を送波するために、プロー
ブを構成する圧電振動子に高周波パルスを印加する必要
がある。
【0003】この超音波診断装置では、断層像を得るB
モードと、血流情報を得るドプラモードとを切り換えて
使用することが可能である。また、ドプラモードにおい
ては、連続波を出力するモードと、パルス波を出力する
モードが用意されている。このとき、各使用モードにつ
いて常にS/N比を良くするには、電源電圧を高くして
圧電振動子に印加するパルスの振幅を大きくすれば良
い。しかし、パルスの振幅に比例して超音波エネルギー
が増加する。最近、超音波エネルギーが生体に対して与
える影響について検討され始めており、生体に与えられ
る超音波エネルギーにも制限が加えられ始めている。し
たがって、Bモード時のようにパルス幅の短いパルスを
出力する場合には、その振幅を大きくしても特に問題は
ないが、連続波使用モードにおいてその振幅を大きくす
ると超音波エネルギーが極度に大きくなり問題である。
【0004】そこで、従来のこの種の超音波診断装置で
は、Bモード用の高圧パルサーと、連続波ドプラーに用
いられる低圧パルサーとを使用モードに応じて切り換え
るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】高圧パルサーと低圧パ
ルサーとを切り換えて用いる場合には、切り換えるため
のスイッチ手段を各パルサーの出力側に設ける場合と、
入力側に設ける場合とが考えられる。パルサーの出力側
に設けた場合には、特に高圧パルサーの出力には数10
0ボルトの信号が得られるので、高耐圧のスイッチ手段
を設ける必要がある。一方、各パルサーの入力側にスイ
ッチ手段を設けた場合には、扱う信号値が小さいので、
簡単な論理回路で構成することが可能である。
【0006】しかし、スイッチ手段を各パルサーの入力
側に設けた場合には、高圧パルサーを駆動している際に
低圧パルサー側に非常に振幅の大きい信号が回り込み、
低圧パルサーを構成するスイッチトランジスタが破壊さ
れてしまう場合がある。本発明の目的は、高圧パルサー
と低圧パルサーとが並列接続され、これらのパルサーを
入力側で切り換えて使用する装置において、低圧パルサ
ーの耐圧保護が可能となる超音波パルサー装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波パル
サー装置は、正側のスイッチトランジスタ及び負側のス
イッチトランジスタを有する低圧パルサー及び高圧パル
サーを有し、使用モードに応じてスイッチ信号を切り換
えて低圧パルサー及び高圧パルサーのいずれか一方を駆
動するようにした装置であり、高耐圧MOSトランジス
タと、高耐圧ダイオードと、2つのバイパス用ダイオー
ドとを備えている。
【0008】前記高耐圧MOSトランジスタは、出力パ
ルスの極性に応じて、低圧パルサーの正側及び負側スイ
ッチトランジスタの少なくとも一方と出力との間に順方
向に接続されている。また前記高耐圧ダイオードは、高
耐圧MOSトランジスタの接続されたトランジスタと逆
側のスイッチトランジスタと出力との間に順方向に接続
されている。2つのバイパス用ダイオードは、正側及び
負側のスイッチトランジスタの出力側端子と電源との間
にそれぞれ挿入される。
【0009】
【作用】本発明に係る超音波パルサー装置では、例えば
Bモードで超音波診断を行う場合には、高圧パルサー側
にスイッチ信号が入力される。このとき、高圧パルサー
と低圧パルサーとが並列に接続されているので、高圧パ
ルサーの出力信号が低圧パルサーの出力側に回り込む。
しかし、高圧パルサーから回り込んだ信号は、高耐圧ダ
イオードあるいは高耐圧MOSトランジスタによって遮
断され、正側及び負側のスイッチトランジスタに過度的
に大電圧が印加されるのが防止される。したがって、電
圧パルサーを構成する正側及び負側スイッチトランジス
タの破壊が防止される。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の一実施例による超音波パル
サー装置が採用されたドプラー断層超音波診断装置の概
略構成図である。プローブ1は、複数の微小振動子から
構成されており、生体内に超音波ビームを発射するとと
もに、生体内で反射した超音波エコーを受信するための
ものである。このプローブ1には、超音波パルサー装置
2が接続されている。超音波パルサー装置2は、プロー
ブ1を駆動するためのパルス信号あるいは連続波信号を
発振するものである。そして、超音波パルサー装置2に
は、可変遅延トリガーパルス発生回路3が接続されてい
る。可変遅延トリガーパルス発生回路3は、電子フォー
カス等を行うために、遅延量の制御されたトリガーパル
スを出力する。超音波パルサー装置2には、低電圧及び
高電圧を超音波パルサー装置2に対して供給するための
パルサー電源装置4が接続されている。
【0011】また、プローブ1には受信回路5が接続さ
れている。受信回路5は遅延回路を含み、プローブ1で
得られた反射エコー信号を受信処理するものである。受
信回路5の出力は、エコー処理回路(断層データ処理回
路)6及びドプラー処理回路(血流データ処理回路)7
に接続されている。エコー処理回路6は、生体のエコー
データ(断層データ)を得るための回路であり、検波機
能等を有している。ドプラー処理回路7は、ドプラー偏
位周波数をもとに血流演算を行い、生体の血流データを
得るための回路であり、フィルタ機能及び直交検波機能
等を有している。
【0012】前記エコー処理回路6及びドプラー処理回
路7のそれぞれの出力は、DSC(ディジタル・スキャ
ン・コンバータ)8に接続されている。このDSC8
は、エコー処理回路6及びドプラー処理回路7で得られ
た断層データ及び血流データを、CRTモニタにカラー
表示できるように変換するためのものである。図2は、
図1に示した超音波パルサー装置2の具体的な回路構成
を示す図である。
【0013】超音波パルサー装置2は、低圧パルサー1
0及び高圧パルサー11を含んでいる。低圧パルサー1
0は、連続波ドプラーモード時に使用されるものであ
り、ピーク電圧が5〜20ボルトの図3に示すような連
続波信号12をプローブ1に対して出力するものであ
る。また、高圧パルサー11は、Bモード時に使用され
るものであり、ピーク電圧が100〜200V程度の図
2に示すようなパルス14を出力するものである。
【0014】低圧パルサー10は、正側のスイッチトラ
ンジスタQ1と、負側のスイッチトランジスタQ2とを
有している。正側スイッチトランジスタQ1のエミッタ
には低電源電圧+VL が接続されている。また、ベース
には可変遅延トリガーパルスP1が入力されるようにな
っている。さらにコレクタとプローブ1との間には順方
向に直列に高耐圧ダイオードD1が接続されている。ま
た、負側のスイッチトランジスタQ2のエミッタは接地
され、ベースには可変遅延トリガーパルスP2が入力さ
れるようになっている。さらにコレクタとプローブ1と
の間には、高耐圧のダイオードD2が順方向に直列に接
続されている。このダイオードD2とトランジスタQ2
のコレクタとの間には、高耐圧MOSトランジスタQ3
が接続されている。このトランジスタQ3のゲートに
は、制御電圧VG が印加され得るようになっている。
【0015】また、トランジスタQ1のコレクタと電源
との間、及びトランジスタQ2のコレクタと電源の間に
は、それぞれバイパス用のダイオードD4,D5が接続
されている。なお、トランジスタQ3と並列のダイオー
ドD3と、コンデンサC0と、コンデンサCiとは、ト
ランジスタQ3の寄生ダイオード及び容量である。一
方、高圧パルサー11は、正側スイッチトランジスタQ
4と、負側スイッチトランジスタQ5と、各トランジス
タQ4,Q5と出力との間に順方向に接続されたダイオ
ードD6,D7とにより構成されている。ここで、高圧
パルサー11では、100〜200Vの出力パルスを得
るために、高電源電圧+VH が接続されており、各スイ
ッチトランジスタQ4,Q5はMOSトランジスタによ
り構成されている。そして、各MOSトランジスタQ
4,Q5のゲートには、可変遅延トリガーパルスP1,
P2が入力されるようになっている。
【0016】次に動作について説明する。低圧パルサー
10を使用する場合には、MOSトランジスタQ3のゲ
ートに制御電圧+VG を印加しMOSトランジスタQ3
をオンさせる。そして、正側及び負側スイッチトランジ
スタQ1,Q2にそれぞれ正極性パルスP1,P2を印
加して、各トランジスタQ1,Q2を交互にオンさせ
る。これにより、図3に示すような連続波信号12がプ
ローブ1に対して印加される。
【0017】次に、高圧パルサー11を使用する場合に
は、MOSトランジスタQ3のゲート電圧を0とし、M
OSトランジスタQ3をオフとする。そして、正側及び
負側のMOSトランジスタQ4,Q5のオン・オフ制御
を行う。MOSトランジスタQ4がオンとなった場合に
は、図3に示すような振幅+VH のパルス信号14が出
力される。このパルス信号14は、低圧パルサー10に
も回り込む。しかし、低圧パルサー10の正側スイッチ
ングトランジスタQ1は高耐圧ダイオードD1により、
また負側スイッチングトランジスタQ2はMOSトラン
ジスタQ3がオフしていることにより、それぞれのトラ
ンジスタQ1,Q2には電圧+VH は印加されない。
【0018】また、ダイオードD1とMOSトランジス
タQ3に漏れがあったり、また破壊されたりした場合に
も、ダイオードD4,D5によってバイパスされ、各ト
ランジスタQ1,Q2には電圧+VH が加わることはな
い。 〔他の実施例〕前記実施例では、正極性の出力パルスを
得る場合について説明したが、出力パルスが負極性の場
合には、MOSトランジスタQ3は正側スイッチングト
ランジスタQ1側に挿入する。また、両極性の出力パル
スを得る場合には、各スイッチングトランジスタQ1,
Q2の両側に挿入する。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明では、低圧パルサー
及び高圧パルサーが並列接続され、その入力側にスイッ
チング手段を設けて、両パルサーを切り換えて使用する
装置において、低圧パルサーに高耐圧ダイオード及び高
耐圧MOSトランジスタを設けて高圧パルサー側の回り
込みを遮断するようにしたので、低圧パルサーを構成す
るスイッチングトランジスタを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による超音波パルサー装置が
採用されたドプラー断層超音波診断装置の概略構成図。
【図2】前記超音波パルサー装置の回路図。
【図3】前記超音波パルサー装置の出力信号波形及び保
護用MOSトランジスタのゲート電圧の波形図。
【符号の説明】
2 超音波パルサー装置 10 低圧パルサー 11 高圧パルサー Q1 正側スイッチングトランジスタ Q2 負側スイッチングトランジスタ Q3 保護用高耐圧MOSトランジスタ D1,D2 高耐圧ダイオード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正側のスイッチトランジスタおよび負側の
    スイッチトランジスタを有する低圧パルサー及び高圧パ
    ルサーを有し、使用モードに応じてスイッチ信号を切り
    換えて低圧パルサー及び高圧パルサーのいずれか一方を
    駆動するようにした超音波パルサー装置であって、 出力パルスの極性に応じて前記低圧パルサーの正側及び
    負側スイッチトランジスタの少なくとも一方と出力との
    間に順方向に接続された高耐圧MOSトランジスタと、 前記高耐圧MOSトランジスタの接続されたトランジス
    タと逆側のスイッチトランジスタと出力との間に順方向
    に接続された高耐圧ダイオードと、 前記正側及び負側のスイッチトラジスタの出力側端子と
    電源との間にそれぞれ挿入される2つのバイパス用ダイ
    オードと、 を備えた超音波パルサー装置。
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