JP3244536B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP3244536B2 JP3244536B2 JP22943892A JP22943892A JP3244536B2 JP 3244536 B2 JP3244536 B2 JP 3244536B2 JP 22943892 A JP22943892 A JP 22943892A JP 22943892 A JP22943892 A JP 22943892A JP 3244536 B2 JP3244536 B2 JP 3244536B2
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- Japan
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- frequency
- ultrasonic
- transmission signal
- diagnostic apparatus
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置に係り、
特に診断用の超音波画像における被検体の浅部領域の分
解能と深部領域のペネトレーションとの双方を向上させ
る技術として好適なものである。
特に診断用の超音波画像における被検体の浅部領域の分
解能と深部領域のペネトレーションとの双方を向上させ
る技術として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置の分野では周知のよう
に、被検体の深度方向に対する距離分解能（以下、分解
能と記す。）は超音波の周波数を高くする程優れたもの
となるが、他方では、周波数を高くする程超音波の生体
内での減衰の影響が大きくなり、超音波の減衰の影響の
少ない浅部では分解能は向上するが深部のペネトレーシ
ョンが悪化する。深部のペネトレーションを向上するた
めには超音波の生体内での減衰を少なくするために、超
音波の周波数を低くすることが必要であるが、超音波の
周波数を低くすると分解能が低下してしまう。
に、被検体の深度方向に対する距離分解能（以下、分解
能と記す。）は超音波の周波数を高くする程優れたもの
となるが、他方では、周波数を高くする程超音波の生体
内での減衰の影響が大きくなり、超音波の減衰の影響の
少ない浅部では分解能は向上するが深部のペネトレーシ
ョンが悪化する。深部のペネトレーションを向上するた
めには超音波の生体内での減衰を少なくするために、超
音波の周波数を低くすることが必要であるが、超音波の
周波数を低くすると分解能が低下してしまう。
【０００３】このように、分解能の向上とペネトレーシ
ョンの向上とは背反の関係にあり、これらを両立させる
ことは、この分野での１つのテーマであった。このテー
マの解決手法の一つに、特公昭62−24094 号公報にて知
られている技術がある。この技術は、ダイナミックフィ
ルタと称されるものである。
ョンの向上とは背反の関係にあり、これらを両立させる
ことは、この分野での１つのテーマであった。このテー
マの解決手法の一つに、特公昭62−24094 号公報にて知
られている技術がある。この技術は、ダイナミックフィ
ルタと称されるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載された
技術は簡単に述べると、被検体内へ送波する超音波を広
帯域化するとともに、受信回路内に帯域を可変できるバ
ンドパスフィルタ回路を設け、探触子より被検体内へ広
帯域の超音波を送波し、被検体内からのエコー信号を受
信する時に、受信時間の経過と共に前記バンドパスフィ
ルタの通過帯域を連続的に、即ち、被検体の浅部領域か
ら深部領域へエコー信号が変化するにつれて通過帯域を
高周波から低周波へ変化させるというものである。しか
し、この技術を実施して公報に記載した効果を得るに
は、送波の超音波を広帯域化せねばならないが、現在超
音波診断装置で用いているパルス送波技術では広帯域化
に限界があり、所期の効果を達成し得ていないのが現状
である。
技術は簡単に述べると、被検体内へ送波する超音波を広
帯域化するとともに、受信回路内に帯域を可変できるバ
ンドパスフィルタ回路を設け、探触子より被検体内へ広
帯域の超音波を送波し、被検体内からのエコー信号を受
信する時に、受信時間の経過と共に前記バンドパスフィ
ルタの通過帯域を連続的に、即ち、被検体の浅部領域か
ら深部領域へエコー信号が変化するにつれて通過帯域を
高周波から低周波へ変化させるというものである。しか
し、この技術を実施して公報に記載した効果を得るに
は、送波の超音波を広帯域化せねばならないが、現在超
音波診断装置で用いているパルス送波技術では広帯域化
に限界があり、所期の効果を達成し得ていないのが現状
である。
【０００５】本発明の目的は、前記送波の超音波の広帯
域化をせずとも、上記浅部領域は分解能に優れ、深部領
域はペネトレーションの良い画像が得られる超音波診断
装置を提供することにある。
域化をせずとも、上記浅部領域は分解能に優れ、深部領
域はペネトレーションの良い画像が得られる超音波診断
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 上記目的は、複数の振
動子素子を配列してなる振動子素子アレーを有し、その
振動子素子アレーから被検体に超音波ビームを送波する
と共に、被検体からの反射波をエコー信号として受波す
る探触子と、前記振動子素子アレーを隣接する振動子素
子が複数連なるいくつかのブロックに分割し、各ブロッ
クに送波信号の異なる周波数を設定する周波数設定手段
と、該設定された送波信号の異なる周波数に応じて前記
ブロックを駆動する手段と、該駆動された送波信号によ
って得られたエコー信号を所定の中心周波数に応じて通
過させるバンドパスフィルタ手段と、前記エコー信号の
発生深度領域からの信号受信時刻により前記バンドパス
フィルタ手段の通過周波数を切り替える手段と、該切り
替えた通過周波数のエコー信号により超音波像を形成す
る手段と、該形成された超音波像を表示する手段とを備
えたことで達成される。
動子素子を配列してなる振動子素子アレーを有し、その
振動子素子アレーから被検体に超音波ビームを送波する
と共に、被検体からの反射波をエコー信号として受波す
る探触子と、前記振動子素子アレーを隣接する振動子素
子が複数連なるいくつかのブロックに分割し、各ブロッ
クに送波信号の異なる周波数を設定する周波数設定手段
と、該設定された送波信号の異なる周波数に応じて前記
ブロックを駆動する手段と、該駆動された送波信号によ
って得られたエコー信号を所定の中心周波数に応じて通
過させるバンドパスフィルタ手段と、前記エコー信号の
発生深度領域からの信号受信時刻により前記バンドパス
フィルタ手段の通過周波数を切り替える手段と、該切り
替えた通過周波数のエコー信号により超音波像を形成す
る手段と、該形成された超音波像を表示する手段とを備
えたことで達成される。
【０００７】
【作用】 上記構成において、複数の振動子素子群はそ
れぞれ異なった周波数、例えば高周波の超音波パルス、
低周波の超音波パルスがそれぞれ送波される。つまり、
送波ビームは高，低の周波数の超音波の入り混じったも
のとなる。そして、受信時にはエコー信号の発生深度に
対応する時間で受信手段（回路）内の受波周波数帯域コ
ントロール回路の通過帯域を送波の周波数に対応して切
り替える。この切替えは、エコー信号の発生領域が浅い
部位では送波の高周波に対応するように、また深い部位
では送波の低周波に対応するようにする。そして、高周
波と低周波の超音波で得られたエコー信号から超音波像
を形成し、該超音波像を表示することで、探触子を同一
部位に当接させながら被検体への深度を変える超音波計
測の際に、浅部領域は分解能に優れ、深部領域はペネト
レーションの良い超音波像を得ることができる。
れぞれ異なった周波数、例えば高周波の超音波パルス、
低周波の超音波パルスがそれぞれ送波される。つまり、
送波ビームは高，低の周波数の超音波の入り混じったも
のとなる。そして、受信時にはエコー信号の発生深度に
対応する時間で受信手段（回路）内の受波周波数帯域コ
ントロール回路の通過帯域を送波の周波数に対応して切
り替える。この切替えは、エコー信号の発生領域が浅い
部位では送波の高周波に対応するように、また深い部位
では送波の低周波に対応するようにする。そして、高周
波と低周波の超音波で得られたエコー信号から超音波像
を形成し、該超音波像を表示することで、探触子を同一
部位に当接させながら被検体への深度を変える超音波計
測の際に、浅部領域は分解能に優れ、深部領域はペネト
レーションの良い超音波像を得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２を用
いて説明する。図１は本発明の超音波診断装置の概略構
成を示すブロック図である。図１において、１は送波回
路で、従来装置と同様に送波パルサ，送波遅延回路，振
動子素子切替回路等から成るもの、２は超音波探触子で
複数の振動子素子がアレー状に配置されるとともに、そ
の前面には、音響整合層，音響レンズが、また後面には
吸音材が配置され、それらがケースに収納されたもの、
３は受信回路で、受波増幅回路，整相回路，検波回路，
ＴＧＣ回路等より成るもの、４はデジタル・スキャン・
コンバータ（以下、ＤＳＣと記す。）で、Ａ／Ｄ変換
器，バッファメモリ，フレームメモリ等から成るもの、
５は表示装置でＤ／Ａ変換器及びＣＲＴから成るもので
ある。
いて説明する。図１は本発明の超音波診断装置の概略構
成を示すブロック図である。図１において、１は送波回
路で、従来装置と同様に送波パルサ，送波遅延回路，振
動子素子切替回路等から成るもの、２は超音波探触子で
複数の振動子素子がアレー状に配置されるとともに、そ
の前面には、音響整合層，音響レンズが、また後面には
吸音材が配置され、それらがケースに収納されたもの、
３は受信回路で、受波増幅回路，整相回路，検波回路，
ＴＧＣ回路等より成るもの、４はデジタル・スキャン・
コンバータ（以下、ＤＳＣと記す。）で、Ａ／Ｄ変換
器，バッファメモリ，フレームメモリ等から成るもの、
５は表示装置でＤ／Ａ変換器及びＣＲＴから成るもので
ある。
【０００９】本発明は上記構成へ送波周波数コントロー
ル回路１１及び受波周波数帯域コントロール回路１２を
設けたものである。送波周波数コントロール回路１１は
図１に示すように送波回路１へ接続され、ＣＰＵ６の制
御により、振動子素子へ供給する高圧パルスの周波数を
複数設定するもので、例えば、高圧パルス発生回路内の
高耐圧ＦＥＴのゲートに加えるパルス幅を可変設定する
ことにより、高圧パルスの周波数を２.５ＭＨｚ と５Ｍ
Ｈｚの２種類設定することができるようにしたものであ
る。
ル回路１１及び受波周波数帯域コントロール回路１２を
設けたものである。送波周波数コントロール回路１１は
図１に示すように送波回路１へ接続され、ＣＰＵ６の制
御により、振動子素子へ供給する高圧パルスの周波数を
複数設定するもので、例えば、高圧パルス発生回路内の
高耐圧ＦＥＴのゲートに加えるパルス幅を可変設定する
ことにより、高圧パルスの周波数を２.５ＭＨｚ と５Ｍ
Ｈｚの２種類設定することができるようにしたものであ
る。
【００１０】また、受波周波数帯域コントロール回路１
２は受信回路３へ接続され、ＣＰＵ６の制御により受信
回路３内の増幅回路の周波数帯域を、被検体内でのエコ
ー発生深度領域からの信号受信時刻に応じて、送波の周
波数に対応するように制御するものである。例えば、受
信回路３内の増幅回路にバンドパスフィルタを２系統設
け、そのうちの一つは前述の例に従えば、２.５ＭＨｚ
用に、他の一つを５ＭＨｚ用にし、それらを受信開始時
刻には５ＭＨｚ用を、そして、１０cmから１２cm以上の
深部エコーの受信のタイミングになったら２.５ＭＨｚ
用に切り替えるようにしたものである。
２は受信回路３へ接続され、ＣＰＵ６の制御により受信
回路３内の増幅回路の周波数帯域を、被検体内でのエコ
ー発生深度領域からの信号受信時刻に応じて、送波の周
波数に対応するように制御するものである。例えば、受
信回路３内の増幅回路にバンドパスフィルタを２系統設
け、そのうちの一つは前述の例に従えば、２.５ＭＨｚ
用に、他の一つを５ＭＨｚ用にし、それらを受信開始時
刻には５ＭＨｚ用を、そして、１０cmから１２cm以上の
深部エコーの受信のタイミングになったら２.５ＭＨｚ
用に切り替えるようにしたものである。
【００１１】次に、本発明の超音波送受信動作を図２を
交えて説明する。図２は、超音波ビームを＃１〜＃１０
の１０個の振動子素子を１ブロックとなるように用いて
形成する場合を示している。本例では、図示のように連
なって隣接される＃１，＃２及び＃９，＃１０の４個の
素子は２.５ＭＨｚ の低周波パルスで駆動され、連なっ
て隣接される＃３から＃８までの６個の素子は５ＭＨｚ
の高周波パルスで駆動される。勿論、これらの＃１から
＃１０までの各素子への高圧パルスは、各素子からの送
波パルスが被検体内の所定深度点へ集束するように遅延
時間をもって印加されることは言うまでもない。被検体
内へ送波された超音波は、被検体内組織の音響インピー
ダンスの異なる境界面でその一部が反射される。この反
射される超音波には、送波の５ＭＨｚと２.５ＭＨｚ の
超音波が含まれる。
交えて説明する。図２は、超音波ビームを＃１〜＃１０
の１０個の振動子素子を１ブロックとなるように用いて
形成する場合を示している。本例では、図示のように連
なって隣接される＃１，＃２及び＃９，＃１０の４個の
素子は２.５ＭＨｚ の低周波パルスで駆動され、連なっ
て隣接される＃３から＃８までの６個の素子は５ＭＨｚ
の高周波パルスで駆動される。勿論、これらの＃１から
＃１０までの各素子への高圧パルスは、各素子からの送
波パルスが被検体内の所定深度点へ集束するように遅延
時間をもって印加されることは言うまでもない。被検体
内へ送波された超音波は、被検体内組織の音響インピー
ダンスの異なる境界面でその一部が反射される。この反
射される超音波には、送波の５ＭＨｚと２.５ＭＨｚ の
超音波が含まれる。
【００１２】本実施例では、被検体内よりのエコーを探
触子の送波に携った＃１〜１０の振動子素子で受信す
る。その受信された信号は受信回路３内の受波増幅回路
にて増幅され、受波整相回路，検波回路を介し、ＴＧＣ
回路へ入力される。このＴＧＣ回路は入力信号を時間経
過に従って増幅率を大きくするとともに、ＣＰＵ６によ
って制御される受波周波数帯域コントロール回路１２の
出力により、受信開始から所定時間、例えばエコー深度
が１０cmに対応する時間は５ＭＨｚのエコー信号を通過
させ、エコー深度が１０cmを超えた時間からは２.５Ｍ
Ｈｚのエコー信号を通過させる。このため、受波増幅回
路には５ＭＨzと２.５ＭＨzの中心周波数に対し、それ
ぞれ所定の帯域幅を有したバンドパスフィルタが組み込
まれている。
触子の送波に携った＃１〜１０の振動子素子で受信す
る。その受信された信号は受信回路３内の受波増幅回路
にて増幅され、受波整相回路，検波回路を介し、ＴＧＣ
回路へ入力される。このＴＧＣ回路は入力信号を時間経
過に従って増幅率を大きくするとともに、ＣＰＵ６によ
って制御される受波周波数帯域コントロール回路１２の
出力により、受信開始から所定時間、例えばエコー深度
が１０cmに対応する時間は５ＭＨｚのエコー信号を通過
させ、エコー深度が１０cmを超えた時間からは２.５Ｍ
Ｈｚのエコー信号を通過させる。このため、受波増幅回
路には５ＭＨzと２.５ＭＨzの中心周波数に対し、それ
ぞれ所定の帯域幅を有したバンドパスフィルタが組み込
まれている。
【００１３】以上のように処理されたエコー信号はＤＳ
Ｃ４へ超音波送受信毎に書き込まれ、次いでＣＲＴ５の
掃引に同期して読み出され、Ｄ／Ａ変換されてＣＲＴ５
の画面に表示される。画面に表示された超音波像は、被
検体の浅部においては高周波の超音波成分によるもので
あるため分解能が良く、また、被検体の深部においては
低周波の超音波成分によるものでペネトレーションが良
いものとなる。
Ｃ４へ超音波送受信毎に書き込まれ、次いでＣＲＴ５の
掃引に同期して読み出され、Ｄ／Ａ変換されてＣＲＴ５
の画面に表示される。画面に表示された超音波像は、被
検体の浅部においては高周波の超音波成分によるもので
あるため分解能が良く、また、被検体の深部においては
低周波の超音波成分によるものでペネトレーションが良
いものとなる。
【００１４】上記実施例では超音波探触子のブロック振
動子素子群を２種類の周波数のパルス電圧で駆動する場
合を説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、例えば、５ＭＨｚ，３.５ＭＨｚ，２ＭＨｚ のよう
にその種類を増加しても良い。
動子素子群を２種類の周波数のパルス電圧で駆動する場
合を説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、例えば、５ＭＨｚ，３.５ＭＨｚ，２ＭＨｚ のよう
にその種類を増加しても良い。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、広帯
域の超音波送信技術を用いずとも、被検体の浅部領域で
は分解能に優れ、また被検体の深部領域ではペネトレー
ションに優れた画像が得られるようになる。
域の超音波送信技術を用いずとも、被検体の浅部領域で
は分解能に優れ、また被検体の深部領域ではペネトレー
ションに優れた画像が得られるようになる。
【図１】本発明の一実施例の超音波診断装置の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】ブロック振動子素子群の駆動方法を説明する
図。
図。
１ 送波回路 ２ 超音波探触子 ３ 受信回路 ６ ＣＰＵ １１ 送波周波数コントロール回路 １２ 受波周波数帯域コントロール回路
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の振動子素子を配列してなる振動子
素子アレーを有し、その振動子素子アレーから被検体に
超音波ビームを送波すると共に、被検体からの反射波を
エコー信号として受波する探触子と、前記振動子素子ア
レーを隣接する振動子素子が複数連なるいくつかのブロ
ックに分割し、各ブロックに送波信号の異なる周波数を
設定する周波数設定手段と、該設定された送波信号の異
なる周波数に応じて前記ブロックを駆動する手段と、該
駆動された送波信号によって得られたエコー信号を所定
の中心周波数に応じて通過させるバンドパスフィルタ手
段と、前記エコー信号の発生深度領域からの信号受信時
刻により前記バンドパスフィルタ手段の通過周波数を切
り替える手段と、該切り替えた通過周波数のエコー信号
により超音波像を形成する手段と、該形成された超音波
像を表示する手段とを備えたことを特徴とする超音波診
断装置。 - 【請求項２】 前記振動子素子アレーは中央部と両端部
の各ブロックに分割すると共に、前記周波数設定手段は
中央部に設定する送波信号の周波数を両端部に設定する
送波信号の周波数より高くすることを特徴とする請求項
１に記載の超音波診断装置。 - 【請求項３】 前記中央部に設定する送波信号の周波数
は両端部に設定する送波信号の周波数の２倍であること
を特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。 - 【請求項４】 前記周波数設定手段は前記エコー信号の
発生深度領域によって設定可能に構成することを特徴と
する請求項１〜３に記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22943892A JP3244536B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22943892A JP3244536B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0654846A JPH0654846A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3244536B2 true JP3244536B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=16892227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22943892A Expired - Lifetime JP3244536B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3244536B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001095798A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波撮像方法及び超音波診断装置 |
| JP2002345810A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP22943892A patent/JP3244536B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654846A (ja) | 1994-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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