JP2758192B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP2758192B2 JP1044846A JP4484689A JP2758192B2 JP 2758192 B2 JP2758192 B2 JP 2758192B2 JP 1044846 A JP1044846 A JP 1044846A JP 4484689 A JP4484689 A JP 4484689A JP 2758192 B2 JP2758192 B2 JP 2758192B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、被検体に向けて送波した超音波の該被検体
よりの反射成分を収集して診断に供する超音波診断装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ultrasonic wave which collects a reflected component of an ultrasonic wave transmitted toward a subject from the subject and uses the collected component for diagnosis. It relates to a diagnostic device.

(従来の技術) 超音波診断装置においては、駆動パルス(励振パルス
とも称される)の印加により被検体に向けて超音波を送
波すると共に、該被検体よりの反射成分(超音波エコ
ー)を受波する超音波プローブが備えられている。
(Prior Art) In an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic wave is transmitted toward a subject by applying a drive pulse (also referred to as an excitation pulse), and a reflected component (ultrasonic echo) from the subject is applied. Is provided.

実際の超音波診断装置においては、タイプの異なる複
数の超音波プローブが用意され、診断対象部位や用途に
応じて適宜に使い分けられている。
In an actual ultrasonic diagnostic apparatus, a plurality of ultrasonic probes of different types are prepared, and are appropriately used depending on a diagnosis target site and a use.

複数の超音波振動子をアレイ状に配列して成り超音波
の電子スキャン(リニアスキャン,セクタスキャン)を
可能とする超音波プローブを備える超音波診断装置にお
いては、該プローブの超音波振動子への駆動パルス印加
用の複数の送信系チャンネルと、超音波エコー信号処理
用の複数の受信系チャンネルとを有して成る送受信回路
が設けられている。この送受信回路は電子スキャン用超
音波プローブ専用であり、当該プローブにおける超音波
振動子に対して入出力インピーダンス等が最適の値に設
定されている。
In an ultrasonic diagnostic apparatus that includes an ultrasonic probe that is configured by arranging a plurality of ultrasonic transducers in an array and that enables electronic scanning (linear scan, sector scan) of ultrasonic waves, the ultrasonic transducer of the probe is A transmission / reception circuit is provided which has a plurality of transmission channels for driving pulse application and a plurality of reception channels for ultrasonic echo signal processing. This transmission / reception circuit is dedicated to the ultrasonic probe for electronic scanning, and the input / output impedance and the like of the ultrasonic transducer in the probe are set to optimal values.

(発明が解決しようとする課題) ところで、このような超音波診断装置において、電子
スキャン用超音波プローブとは別のプローブ例えばメカ
ニカルスキャン用の超音波プローブを用いて被検体の超
音波情報を収集したい場合がある。メカニカルスキャン
用の超音波プローブとしては、リング状に形成された複
数の超音波振動子を同心円状に配列して成り、電子フォ
ーカシングを可能としたアニュラアレイ型と、円形状の
1個の超音波振動子を有して成るシングル型とが挙げら
れるが、いずれのプローブにおいても電子スキャン用超
音波プローブの振動子に比して振動子の面積が大きく、
逆にインピーダンスが小さい。上記のように、送受信回
路が電子スキャン用超音波プローブにおける振動子に対
して最適設計されているため、この送受信回路をそのま
ま使用して上記のメカニカルスキャン用超音波プローブ
を駆動しても、負荷(超音波振動子)駆動能力低下や受
信系におけるS/N比低下により被検体の超音波情報を高S
/N比で収集することは困難であり、どうしてもメカニカ
ルスキャン用超音波プローブ専用の送受信回路を別に付
加する必要がある。しかし、メカニカルスキャン用超音
波プローブ専用の送受信回路を付加すると、装置の大型
化及びコスト増大を招来する。
(Problems to be Solved by the Invention) Meanwhile, in such an ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic information of the subject is collected using a probe other than the ultrasonic probe for electronic scanning, for example, an ultrasonic probe for mechanical scanning. Sometimes you want to. An ultrasonic probe for mechanical scanning is composed of a plurality of ring-shaped ultrasonic transducers arranged concentrically, and an annular array type that enables electronic focusing, and a circular ultrasonic probe Although a single type having a vibrator is mentioned, the area of the vibrator is larger than the vibrator of the electronic scanning ultrasonic probe in any probe,
Conversely, the impedance is small. As described above, since the transmission / reception circuit is optimally designed for the transducer in the electronic scanning ultrasonic probe, even if the transmission / reception circuit is used as it is to drive the mechanical scanning ultrasonic probe, the (Ultrasonic vibrator) Ultrasonic information of the subject can be increased by high S due to a decrease in drive capability and a decrease in S / N ratio in the receiving system.
It is difficult to collect at the / N ratio, and it is absolutely necessary to separately add a transmission / reception circuit dedicated to the ultrasonic probe for mechanical scanning. However, if a transmission / reception circuit dedicated to the mechanical scanning ultrasonic probe is added, the size and cost of the apparatus are increased.

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、電子ス
キャン用超音波プローブの他に、メカニカルスキャン用
超音波プローブの如く超音波振動子の数が送受信回路の
チャンネル数より少ない超音波プローブの使用を可能と
する超音波診断装置であって超音波情報のS/N比の向上
を図ったものを小型且つ位コストにて提供することを目
的としている。
Therefore, the present invention eliminates the above-mentioned disadvantages. In addition to the ultrasonic probe for electronic scanning, the use of an ultrasonic probe having a smaller number of ultrasonic transducers than the number of channels of the transmission / reception circuit, such as an ultrasonic probe for mechanical scanning, is used. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the S / N ratio of ultrasonic information at a small size and at a low cost.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために本発明に係る超音波診断装
置では、超音波振動子への駆動パルス印加用の複数の送
信系チャンネルと、超音波エコー信号処理用の複数の受
信系チャンネルとを有する送受信回路、及び、この送受
信回路のチャンネル数よりも少ない数の超音波振動子を
有して成る超音波プローブと、各振動子の切換え接続を
行う高圧スイッチ群とを備えた超音波診断装置におい
て、複数の送信系チャンネルに対応する高圧スイッチ群
の出力端を前記超音波プローブにおける超音波振動子に
対して並列接続することで該振動子の並列駆動を可能と
する第1の手段と、複数の受信系チャンネルに対応する
前記高圧スイッチ群の入力端を前記超音波プローブにお
ける超音波振動子に対して並列接続することにより同一
の超音波エコー信号の複数チャンネルでの受信処理を可
能とする第2の手段との少なくともいずれかを有し、並
列接続された送信系チャンネル又は受信系チャンネルに
対して同一の遅延を与えることを特徴とするものであ
る。ここで、過電流に対する保護抵抗を送信系チャンネ
ルに対応して設けるようにするとよい。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, in an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, a plurality of transmission system channels for applying drive pulses to an ultrasonic transducer, A transmitting / receiving circuit having a plurality of receiving system channels for processing an acoustic echo signal, an ultrasonic probe having a smaller number of ultrasonic vibrators than the number of channels of the transmitting / receiving circuit, and switching connection of each vibrator And an output terminal of the high-voltage switch group corresponding to a plurality of transmission system channels is connected in parallel to the ultrasonic transducer in the ultrasonic probe. And the input means of the high voltage switch group corresponding to a plurality of receiving system channels are arranged in parallel with the ultrasonic transducer in the ultrasonic probe. A second means for enabling reception processing of the same ultrasonic echo signal in a plurality of channels by connecting the same, and the same means for a transmission system channel or a reception system channel connected in parallel. It is characterized by providing a delay. Here, a protection resistor against an overcurrent may be provided corresponding to the transmission channel.

(作 用) 前記第1の手段により、複数の送信系チャンネル出力
端を超音波振動子に対して並列接続した場合の等価回路
を第7図に示す。
(Operation) FIG. 7 shows an equivalent circuit when a plurality of transmission system channel output terminals are connected in parallel to the ultrasonic transducer by the first means.

同図において、VPは各送信系チャンネル毎のパルサ
出力電圧(内部起電力と考えられる)であり、ZPはパ
ルサの出力インピーダンスであり、ZLは超音波振動子
の入力インピーダンスである。
In the figure, VP is a pulser output voltage (considered as an internal electromotive force) for each transmission system channel, ZP is an output impedance of the pulser, and ZL is an input impedance of the ultrasonic transducer.

ここで、パルサ1個の場合を想定すると、この場合の
超音波振動子の両端間電圧V′Lは、 と表され、例えばZL=ZPの条件下で、V′L=VP/2と
なる。
Here, assuming the case of one pulsar, the voltage V′L between both ends of the ultrasonic transducer in this case is For example, under the condition of ZL = ZP, V'L = VP / 2.

一方、第7図のようにM個(M=2,3,4,…)のパルサ
が並列接続された場合、超音波振動子の両端間電圧VL
は、 と表わされ、複数のZPの並列の条件下でZL》ZP/Mが
成立するから、VLn1VPとなり、パルサの出力インピー
ダンスZPによる電圧降下を無視することができる。従
って、複数の送信チャンネル出力端を超音波振動子に対
して並列接続した場合には、送信回路の負荷駆動能力が
向上する。このため、超音波の送信レベルが増大し、送
信レベル増大により超音波情報のS/N比が向上する。
On the other hand, when M (M = 2, 3, 4,...) Pulsars are connected in parallel as shown in FIG.
Is Since ZL >> ZP / M is satisfied under the parallel condition of a plurality of ZP, VL n1 VP is obtained, and the voltage drop due to the output impedance ZP of the pulser can be ignored. Therefore, when a plurality of transmission channel output terminals are connected in parallel to the ultrasonic transducer, the load driving capability of the transmission circuit is improved. For this reason, the transmission level of the ultrasonic wave increases, and the S / N ratio of the ultrasonic information improves due to the increase in the transmission level.

前記第2の手段により、複数の受信系チャンネル入力
端を超音波振動子に対して並列接続した場合の等価回路
を第8図に示す。同図においてZsは超音波振動子の出力
インピーダンスであり、Vsは超音波振動子の出力信号電
圧(ノイズを含まない受信エコー)であり、VNはノイ
ズ電圧であり、AMPは各受信チャンネルにおけるプリア
ンプ(増幅度Av=1とする)であり、ADDは加算器であ
る。Vs,VNが同時にM個(M=2,3,4,…)のプリアンプ
(AMP)に同時に入力される。この場合、信号成分は互
いに相関があるため、M倍に加算されるが、プリアンプ
のノイズ成分は相関がないため に加算されることになる。プリアンプ(AMP)9の入力
換算ノイズVniが超音波振動子の出力ノイズVNよりも大
きいとき、出力電圧Voutは、 と表わされる。従って、受信系におけるS/N比は、 なり、VN<Vniのときに受信系におけるS/N比が改善さ
れることになる。
FIG. 8 shows an equivalent circuit when a plurality of receiving system channel input terminals are connected in parallel to the ultrasonic transducer by the second means. In the figure, Zs is the output impedance of the ultrasonic vibrator, Vs is the output signal voltage of the ultrasonic vibrator (reception echo including no noise), VN is the noise voltage, and AMP is the preamplifier in each reception channel. (Amplification degree Av = 1), and ADD is an adder. Vs and VN are simultaneously inputted to M (M = 2, 3, 4,...) Preamplifiers (AMP) at the same time. In this case, since the signal components are correlated with each other, they are added M times, but the noise components of the preamplifier are not correlated. Will be added. When the input conversion noise Vni of the preamplifier (AMP) 9 is larger than the output noise VN of the ultrasonic transducer, the output voltage Vout becomes It is expressed as Therefore, the S / N ratio in the receiving system is That is, when VN <Vni, the S / N ratio in the receiving system is improved.

ここで、複数のパルサ,複数のプリアンプ,加算器を
含んで成る送受信回路は、本来電子スキャン用超音波プ
ローブ専用のものであり、新たに付加したものではな
い。従って、本発明によれば、メカニカルスキャン用超
音波プローブの如く超音波振動子の数が送受信回路のチ
ャンネル数より少ない超音波プローブの使用を可能とす
る超音波診断装置を、小型且つ低コストにて提供でき
る。
Here, the transmission / reception circuit including a plurality of pulsars, a plurality of preamplifiers, and an adder is originally dedicated to the ultrasonic probe for electronic scanning, and is not newly added. Therefore, according to the present invention, an ultrasonic diagnostic apparatus that enables the use of an ultrasonic probe having a smaller number of ultrasonic transducers than the number of channels of the transmitting / receiving circuit, such as an ultrasonic probe for mechanical scanning, is reduced in size and cost. Can be provided.

尚、負荷(超音波振動子)駆動能力の向上又は受信系
S/N比の向上により、装置全体としての超音波情報のS/N
比の向上が可能となるから、上記第1,第2の手段の双方
を具備するのが理想的ではあるが、いずれか一方を具備
する場合でも本発明の目的を達成し得る。
It should be noted that the load (ultrasonic transducer) drive capability has been improved or the receiving system
By improving the S / N ratio, the S / N of ultrasonic information as a whole
Since it is possible to improve the ratio, it is ideal to have both of the first and second means. However, the object of the present invention can be achieved even with either one.

(実施例) 以下、図面に示した実施例に基づき本発明を具体的に
説明する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples shown in the drawings.

第1図は本発明の一実施例たる超音波診断装置のブロ
ック図である。同図において、1aはコネクタであり、超
音波プローブはこのコネクタ1aにより装置本体に着脱自
在に結合される。2−1乃至2−mは超音波プローブに
おける振動子の駆動タイミングを遅延させる送信遅延部
であり、3−1乃至3−mは該振動子の励振に供される
駆動パルスを発生するパルサである。4は振動子の切換
え接続を行う高圧スイッチ群である。6−1乃至6−m
は、振動子から高圧スイッチ群4を介して入力される超
音波エコー信号(超音波情報)を増幅するプリアンプで
あり、7−1乃至7−mはこのプリアンプ6−1乃至6
−mの出力を遅延する受信遅延部であり、8はこの受信
遅延部7−1乃至7−mの出力を加算する加算器であ
る。また、9はこの加算器8の出力を取込み、エコー信
号の処理を行うエコー信号処理部であり、10はフレーム
メモリを中心に構成されたディジタルスキャンコンバー
タであり、11はこのディジタルスキャンコンバータ10の
出力を可視化する表示部である。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1a denotes a connector, and the ultrasonic probe is detachably connected to the apparatus main body by the connector 1a. 2-1 to 2-m are transmission delay units for delaying the drive timing of the transducer in the ultrasonic probe, and 3-1 to 3-m are pulsers for generating drive pulses used for exciting the transducer. is there. Reference numeral 4 denotes a group of high-voltage switches for switching connection of the vibrator. 6-1 to 6-m
Are preamplifiers for amplifying ultrasonic echo signals (ultrasonic information) input from the vibrator via the high-voltage switch group 4, and 7-1 to 7-m denote the preamplifiers 6-1 to 6-m.
A reception delay unit that delays the output of −m, and 8 is an adder that adds the outputs of the reception delay units 7-1 to 7-m. Reference numeral 9 denotes an echo signal processing unit which takes in the output of the adder 8 and processes the echo signal. Reference numeral 10 denotes a digital scan converter mainly composed of a frame memory. Reference numeral 11 denotes a digital scan converter. This is a display unit for visualizing the output.

尚、上記のパルサ3−1乃至3−m,送信遅延部2−1
乃至2−m,プリアンプ6−1乃至6−m,受信遅延部7−
1乃至7−m,加算器8を有して送受信回路14が形成され
る。
The pulsars 3-1 to 3-m and the transmission delay unit 2-1
To 2-m, preamplifiers 6-1 to 6-m, reception delay unit 7-
The transmission / reception circuit 14 includes 1 to 7-m and the adder 8.

また、超音波プローブのタイプ識別のためのプローブ
IDはCPU13によって認識されるようになっている。CPU13
は、機能的に送受信制御手段12と駆動条件設定手段15と
を有する。送受信制御手段12は、前記高圧スイッチ群4,
送信遅延部2−1乃至2−m,受信遅延部7−1乃至7−
m等の動作制御を司るものである。駆動条件設定手段13
はプローブID情報に基づいて超音波プローブのタイプを
認識し、当該認識結果に基づいて超音波プローブの駆動
条件設定を行うものである。
Also, a probe for identifying the type of ultrasonic probe
The ID is recognized by the CPU 13. CPU13
Has a transmission / reception control means 12 and a driving condition setting means 15 functionally. The transmission / reception control means 12 includes the high-voltage switch group 4,
Transmission delay units 2-1 to 2-m, reception delay units 7-1 to 7-
It controls the operation of m and the like. Drive condition setting means 13
Is for recognizing the type of the ultrasonic probe based on the probe ID information, and setting driving conditions of the ultrasonic probe based on the recognition result.

第2図は、電子スキャン用超音波プローブ16がコネク
タ1a,1b(1aは装置本体側コネクタ,1bはプローブ側コネ
クタ)を介して装置本体に結合された状態を示してい
る。この超音波プローブ16は、複数の振動子19をアレイ
状に配列して成るもので、高圧スイッチ群4における各
スイッチの断続によってリニアスキヤンが可能となる。
FIG. 2 shows a state in which the electronic scanning ultrasonic probe 16 is connected to the apparatus main body via connectors 1a and 1b (1a is an apparatus main body side connector, and 1b is a probe side connector). The ultrasonic probe 16 is configured by arranging a plurality of transducers 19 in an array, and linear scanning can be performed by switching on and off the switches in the high-voltage switch group 4.

第3図は、アニュラアレイ型のメカニカルセクタスキ
ャン用超音波プローブ17がコネクタ1a,1b′を介して装
置本体に結合された状態を示している。この超音波プロ
ーブ17はリング状に形成された複数の超音波振動子17を
同心円状に配列して成るものである。この超音波プロー
ブ17における超音波振動子20の数は、送受信回路14のチ
ャンネル数より少ない。プローブ側コネクタ1b′におい
て4チャンネル毎に並列接続されており、これに対応し
て高圧スイッチ群4は送受信制御手段12の制御により4
チャンネル単位で駆動されるようになっている。つま
り、この高圧スイッチ群4のONにより、4チャンネル分
の送信系チャンネル出力端(パルサ出力端を意味する)
又は4チャンネル分の受信系チャンネル入力端(プリア
ンプ出力端を意味する)が1個の超音波振動子20に対し
て並列接続されることになる。それ故に、本発明におけ
る第1,第2の手段は、第3図の如く複数のコネクタピン
が短絡結線されたプローブ側コネクタ1b′と高圧スイッ
チ群4によって実現される。
FIG. 3 shows a state in which an annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe 17 is connected to the apparatus main body via connectors 1a and 1b '. The ultrasonic probe 17 includes a plurality of ring-shaped ultrasonic transducers 17 arranged concentrically. The number of the ultrasonic transducers 20 in the ultrasonic probe 17 is smaller than the number of channels of the transmission / reception circuit 14. The probe-side connector 1b 'is connected in parallel for every four channels.
It is designed to be driven in channel units. That is, when the high-voltage switch group 4 is turned on, the transmission system channel output terminals for four channels (meaning the pulser output terminals).
Alternatively, the receiving system channel input terminals (meaning the preamplifier output terminals) for four channels are connected in parallel to one ultrasonic transducer 20. Therefore, the first and second means of the present invention are realized by the probe side connector 1b 'in which a plurality of connector pins are short-circuited and the high voltage switch group 4 as shown in FIG.

次に、上記のように構成された実施例装置の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the embodiment device configured as described above will be described.

装置本体に電子スキャン用超音波プローブ16が装着さ
れた場合(第2図参照)、CPU13における駆動条件設定
手段15によって当該プローブ16が認識され、送受信制御
手段12の制御下でリニアスキャンが実行され、これによ
り得られた超音波情報がエコー信号処理部9により処理
され、ディジタルスキャンコンバータ10を介して表示部
11上に表示される。この場合の各部の動作は従来装置と
同様である。
When the electronic scanning ultrasonic probe 16 is mounted on the apparatus main body (see FIG. 2), the driving condition setting means 15 in the CPU 13 recognizes the probe 16 and executes a linear scan under the control of the transmission / reception control means 12. The obtained ultrasonic information is processed by the echo signal processing unit 9, and is displayed on the display unit via the digital scan converter 10.
Displayed on 11. The operation of each unit in this case is the same as that of the conventional device.

次に、装置本体にメカニカルセクタスキャン用超音波
プローブ17が装着された場合(第3図参照)、CPU13に
おける駆動条件設定手段15によって当該プローブ17が認
識され、送受信制御手段12の制御下でメカニカルセクタ
スキャンが実行される。本実施例では、超音波の送信に
おいて超音波プローブ17の各超音波振動子に対してパル
サ3−1乃至3−mのうちの4個が並列接続され、ま
た、超音波の受信においてプリアンプ6−1乃至6−m
のうちの4個が並列接続される。つまり、高圧スイッチ
群4の作用によって送信系チャンネル出力端及び受信系
チャンネル入力端がそれぞれ4チャンネル単位で並列接
続されるのである。これによれば、送信時において各超
音波振動子が4個の送信系チャンネルによって並列駆動
され、また、受信時において同一の超音波エコーが4個
の受信系チャンネルで受信処理されることになる。従っ
て、既述した理由により、送信系の負荷(超音波振動
子)駆動能力が向上し、また、受信系のS/N比が向上す
る。
Next, when an ultrasonic probe 17 for mechanical sector scanning is mounted on the apparatus main body (see FIG. 3), the probe 17 is recognized by the drive condition setting means 15 in the CPU 13, and is controlled under the control of the transmission / reception control means 12. A sector scan is performed. In this embodiment, four of the pulsars 3-1 to 3-m are connected in parallel to each of the ultrasonic transducers of the ultrasonic probe 17 in transmitting the ultrasonic wave, and the preamplifier 6 is connected in receiving the ultrasonic wave. -1 to 6-m
Are connected in parallel. That is, the output of the transmission system channel and the input of the reception system channel are connected in parallel in units of four channels by the action of the high voltage switch group 4. According to this, at the time of transmission, each ultrasonic transducer is driven in parallel by four transmission system channels, and at the time of reception, the same ultrasonic echo is received and processed by four reception system channels. . Therefore, for the reasons described above, the load (ultrasonic transducer) driving capability of the transmission system is improved, and the S / N ratio of the reception system is improved.

尚、当該プローブ17によるメカニカルセクタスキャン
において、送信遅延部2−1乃至2−m及び受信遅延部
7−1乃至7−mの遅延時間は、それぞれ超音波振動子
に並列接続されるチャンネル毎に同一となる。
In the mechanical sector scan by the probe 17, the delay time of the transmission delay units 2-1 to 2-m and the reception delay units 7-1 to 7-m is different for each channel connected in parallel to the ultrasonic transducer. Will be the same.

このように本実施例装置においては、高圧スイッチ群
4の作用により、複数のパルサ出力端の並列接続及び複
数のプリアンプ入力端の並列接続が行われるため、本
来、電子スキャン用超音波プローブ専用の送受信回路14
であるにもかかわらず、アニュラアレイ型に対する最適
化がなされ、良好な超音波情報の収集が可能となる。ま
た、アニュラアレイ型メカニカルセクタスキャン用超音
波プローブ専用の送受信回路を必要としないため、装置
の大型化,コスト上昇を回避できる。
As described above, in the apparatus of the present embodiment, the parallel connection of the plurality of pulser output terminals and the parallel connection of the plurality of preamplifier input terminals are performed by the action of the high-voltage switch group 4, so that the device is originally dedicated to the ultrasonic probe for electronic scanning. Transmitter / receiver circuit 14
However, the optimization for the annular array type is performed, and good ultrasonic information can be collected. Further, since a transmission / reception circuit dedicated to the annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe is not required, an increase in the size of the apparatus and an increase in cost can be avoided.

次に、他の実施例について説明する。 Next, another embodiment will be described.

上記実施例では、複数の送信系チャンネル出力端が同
一の超音波振動子に対して並列接続されるため、送信系
チャンネル間で遅延時間のばらつき、あるいは誤動作等
があると、各送信系チャンネル出力端が短絡したのと等
価になり、過電流が流れるために回路破壊の虞れがあ
る。
In the above embodiment, since a plurality of transmission system channel output terminals are connected in parallel to the same ultrasonic transducer, if there is a variation in delay time between the transmission system channels or a malfunction, etc. This is equivalent to short-circuiting the ends, and there is a risk of circuit breakdown due to the flow of overcurrent.

そこで、これを防止するため、第4図に示すように、
送信系チャンネルの過電流に対する保護抵抗21を各チャ
ンネル対応して設けるとよい。この抵抗21は、送信系チ
ャンネル出力端に対して直列となれば、いかなる箇所に
挿入接続してもよいが、他の超音波プローブ例えば電子
スキャン用超音波プローブ16等の切換え使用を考慮すれ
ば(第2図参照)、第4図のように超音波プローブ側、
具体的にはプローブ側コネクタ1b′内に配置するのがよ
い。このようにすれば、アニュラアレイ型のメカニカル
セクタスキャン用超音波プローブ17を使用する場合にの
み、保護抵抗21が送信系チャンネル出力端と直列に接続
されることになり、他の当音波プローブ切換え使用の場
合の保護抵抗21の関与を排除できる。
Therefore, in order to prevent this, as shown in FIG.
It is preferable to provide a protection resistor 21 for the overcurrent of the transmission system channel for each channel. This resistor 21 may be inserted and connected at any point as long as it is in series with the transmission system channel output terminal, but if another ultrasonic probe, such as the ultrasonic probe 16 for electronic scanning, is used for switching, (See FIG. 2), the ultrasonic probe side as shown in FIG.
Specifically, it is preferable to arrange it in the probe side connector 1b '. In this case, only when the annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe 17 is used, the protection resistor 21 is connected in series with the transmission system channel output terminal, and the other ultrasonic probe switching is performed. In the case of use, the involvement of the protection resistor 21 can be eliminated.

ここで保護抵抗20の値は以下のように決定される。 Here, the value of the protection resistor 20 is determined as follows.

第5図は第4図の構成において送信系チャンネル出力
端を超音波振動子に対して並列接続した場合の等価回路
を示している。VP1乃至VPMは各送信系チャンネル毎の
パルス出力電圧、ZPはパルサの出力インピーダンス、
ZLは超音波振動子の入力インピーダンスである。
FIG. 5 shows an equivalent circuit when the transmission system channel output terminal is connected in parallel to the ultrasonic transducer in the configuration of FIG. VP1 to VPM are pulse output voltages for each transmission channel, ZP is the output impedance of the pulser,
ZL is the input impedance of the ultrasonic transducer.

送信時の最大電流をIMAXとし、保護抵抗21の値をRと
し、送信パルスの電圧(波高)をVHとした場合、 R0≒VH/IMAX R0=R+ZP の関係よりRを求めることができる。
The maximum current at the time of transmission and I MAX, the value of the protection resistor 21 is R, when the voltage of the transmitted pulse (wave height) was VH, to obtain the R 0 ≒ VH / I MAX R 0 = R + R from the relation of ZP Can be.

例えば第6図に示すように、CH1乃至CHMのうちCH1の
み遅延時間がずれた場合、他の送信系チャンネル及び負
荷ZLに対して、VP1による電流I1が流れる。このI1の最
大値 は、 となり、この式を満すようにRの値を決定すればよい。
但し、Rをあまり大きくすると、負荷駆動能力が大幅に
低下するので注意を要する。
For example, as shown in FIG. 6, if the offset delay time only CH1 of CH1 to CHM, for other transmission channels and the load ZL, a current flows I 1 by VP 1. The maximum value of this I 1 Is And the value of R may be determined so as to satisfy this equation.
However, care must be taken because if R is too large, the load driving capability is greatly reduced.

このように保護抵抗21を設けることにより、遅延回路
のばらつきや外乱ノイズによる誤動作等があった場合で
も、過電流が流れることがないから、回路の破壊が防止
される。また、保護抵抗21の存在により負荷駆動能力は
上記実施例の場合よりも若干低下することになるが、そ
れでも、受信の場合にはこの保護抵抗21をほとんど無視
することができ、複数の受信系チャンネル入力端を超音
波振動子に対して並列接続した場合のS/N比改善につい
ては上記実施例の場合と同等であり、装置全体としての
超音波情報のS/N比は、従来に比して向上することにな
る。
By providing the protection resistor 21 in this manner, even if there is a malfunction of the delay circuit due to a variation or disturbance noise, an overcurrent does not flow, thereby preventing the circuit from being destroyed. Although the load driving capability is slightly lower than that of the above embodiment due to the presence of the protection resistor 21, the protection resistor 21 can be almost neglected in the case of reception. The improvement of the S / N ratio when the channel input terminal is connected in parallel to the ultrasonic transducer is equivalent to that of the above embodiment, and the S / N ratio of the ultrasonic information of the entire device is And will improve.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が
可能であるのは言うまでもない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made.

例えば上記実施例ではアニュラアレイ型のメカニカル
セクタスキャン用超音波プローブを用いる場合について
説明したが、通常の電子スキャン用超音波プローブの他
に、送受信回路14におけるチャンネル数よりも少ない数
の超音波振動子を有して成る超音波プローブを用いる場
合の全てにおいて本発明を適用することができる。尚、
シングル型のメカニカルスキャン用超音波プローブのよ
うに送受信の遅延時間が不要な場合には、該遅延時間を
零に設定すればよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe is used has been described. However, in addition to the ordinary electronic scanning ultrasonic probe, the number of ultrasonic vibrations smaller than the number of channels in the transmission / reception circuit 14 is reduced. The present invention can be applied to all cases where an ultrasonic probe having a probe is used. still,
When a transmission / reception delay time is not required as in the case of a single-type mechanical scanning ultrasonic probe, the delay time may be set to zero.

また、上記実施例ではプローブID情報に基づいて超音
波プローブの認識を行い、この認識結果に応じて高圧ス
イッチ群4の動作を制御するようにしたが、装置の操作
パネル上に超音波プローブのタイプに対応したスイッチ
を設け、このスイッチの操作によって駆動条件を設定す
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the ultrasonic probe is recognized based on the probe ID information, and the operation of the high voltage switch group 4 is controlled according to the recognition result. However, the ultrasonic probe is displayed on the operation panel of the apparatus. A switch corresponding to the type may be provided, and driving conditions may be set by operating this switch.

更に、上記実施例では高圧スイッチ群4によって実現
される第1,第2の手段の双方を備えたものについて説明
したが、いずれか一方の手段を省略してもよい。
Further, in the above-described embodiment, a description has been given of a device having both the first and second means realized by the high voltage switch group 4. However, either one of the means may be omitted.

そしてまた、高圧スイッチ群4を具備しない装置にお
いても本発明を適用することができる。すなわち、使用
可能プローブのうち超音波振動子数の最も多いプローブ
に対応する送受信回路を有し、この回路において超音波
送受信のON/OFF制御を行うようにした超音波診断装置に
おいても、超音波波振動子の並列駆動及び同一超音波エ
コー信号の複数チャンネルでの受信処理を行うことがで
き、従って、上記実施例と同様の効果を奏する。この場
合、本発明における第1,第2の手段は、第3図の如く結
線されたプローブ側コネクタと、前記送受信回路の超音
波送受信ON/OFF制御部とによって形成される。
Further, the present invention can be applied to a device that does not include the high-voltage switch group 4. That is, even in an ultrasonic diagnostic apparatus having a transmission / reception circuit corresponding to the probe having the largest number of ultrasonic transducers among the usable probes and performing ON / OFF control of ultrasonic transmission / reception in this circuit. It is possible to perform the parallel driving of the wave oscillator and the reception processing of the same ultrasonic echo signal in a plurality of channels, and therefore, the same effects as in the above-described embodiment can be obtained. In this case, the first and second means in the present invention are formed by the probe-side connector connected as shown in FIG. 3 and the ultrasonic transmission / reception ON / OFF control unit of the transmission / reception circuit.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、電子スキャン用
超音波プローブの他に、超音波振動子数が送受信回路の
チャンネル数より少ない超音波プローブの使用を可能と
する超音波診断装置であって超音波情報のS/N比の向上
を図ったものを、小型且つ低コストにて提供することが
できる。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, in addition to the ultrasonic probe for electronic scanning, an ultrasonic probe having a number of ultrasonic transducers smaller than the number of channels of the transmission / reception circuit can be used. An ultrasonic diagnostic apparatus that improves the S / N ratio of ultrasonic information can be provided at a small size and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
ブロック図、第2図及び第3図は本実施例装置の主要部
の詳細な説明図、第4図は他の実施例の説明図、第5図
は第4図の構成の場合の等価回路図、第6図は送信パル
スのタイミング図、第7図及び第8図は本発明の原理説
明図である。 (1b′,4)……第1の手段,第2の手段、 14……送受信回路、 19,20……超音波振動子、 21……保護抵抗。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are detailed explanatory views of main parts of the present embodiment, and FIG. 4 is another embodiment. 5, FIG. 5 is an equivalent circuit diagram in the case of the configuration of FIG. 4, FIG. 6 is a timing diagram of a transmission pulse, and FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of the principle of the present invention. (1b ', 4) ... first means, second means, 14 ... transmission / reception circuit, 19, 20 ... ultrasonic vibrator, 21 ... protection resistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 8/00 G01N 29/22──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) A61B 8/00 G01N 29/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】超音波振動子への駆動パルス印加用の複数
の送信系チャンネルと、超音波エコー信号処理用の複数
の受信系チャンネルとを有する送受信回路、及び、この
送受信回路のチャンネル数よりも少ない数の超音波振動
子を有して成る超音波プローブと、各振動子の切換え接
続を行う高圧スイッチ群とを備えた超音波診断装置にお
いて、複数の送信系チャンネルに対応する高圧スイッチ
群の出力端を前記超音波プローブにおける超音波振動子
に対して並列接続することで該振動子の並列駆動を可能
とする第1の手段と、複数の受信系チャンネルに対応す
る前記高圧スイッチ群の入力端を前記超音波プローブに
おける超音波振動子に対して並列接続することにより同
一の超音波エコー信号の複数チャンネルでの受信処理を
可能とする第2の手段との少なくともいずれかを有し、
並列接続された送信系チャンネル又は受信系チャンネル
に対して同一の遅延を与えることを特徴とする超音波診
断装置。
1. A transmission / reception circuit having a plurality of transmission channels for applying drive pulses to an ultrasonic transducer and a plurality of reception channels for processing an ultrasonic echo signal, and the number of channels of the transmission / reception circuit. A high-voltage switch group corresponding to a plurality of transmission channels in an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic probe having a small number of ultrasonic vibrators and a high-voltage switch group for switching connection of each vibrator First means for enabling parallel driving of the vibrator by connecting the output end of the high-frequency switch group in parallel with the ultrasonic vibrator in the ultrasonic probe, and the high-voltage switch group corresponding to a plurality of receiving system channels. A second method of receiving the same ultrasonic echo signal in a plurality of channels by connecting an input terminal in parallel with an ultrasonic transducer in the ultrasonic probe. At least one of the stages,
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the same delay is given to a transmission system channel or a reception system channel connected in parallel.
【請求項2】前記送信系チャンネルの過電流に対する保
護抵抗を各送信系チャンネルに対応して設けた請求項1
記載の超音波診断装置。
2. The transmission system according to claim 1, wherein a protection resistor for an overcurrent of the transmission system channel is provided for each transmission system channel.
An ultrasonic diagnostic apparatus as described in the above.
【請求項3】前記保護抵抗を超音波プローブ側に設けた
請求項2記載の超音波診断装置。
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein said protective resistor is provided on an ultrasonic probe side.
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