JP3568437B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械走査式プローブからのエンコーダ信号を基準として超音波の送信を制御する超音波診断装置に関し、特に、超音波の送受信を常に適切な時間間隔で行うことを可能にした超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械走査式プローブを用いた超音波診断装置における送信制御方式としては、診断装置本体側のシステムクロックに同期して特定の時間間隔で超音波の送信を制御する方式と、プローブからのエンコーダ信号を基準として特定の距離間隔で超音波の送信を制御する方式（以下プローブマスタ方式と記す）が知られている。前者の方式では、機械走査の位置に関わらず特定の時間間隔で送受信が行われるため、超音波画像の走査方向の距離精度がプローブ側の機械的な走査精度に依存してしまう。これに対して後者のプローブマスタ方式では、走査位置に応じて送受信が制御されるため、走査方向に関して距離精度の高い超音波画像が得られる、という利点を有する。
【０００３】
図４に、プローブマスタ方式による、従来の超音波診断装置の概略図を示す。この超音波診断装置４は、機械走査式超音波プローブ４０と、機械走査式超音波プローブ４０で生成されたエンコーダ信号４１を基準として送信トリガ信号を生成する送信トリガ信号生成手段４２と、送信トリガ信号によりトリガされ、機械走査式超音波プローブ４０に駆動電圧を供給する送信駆動部４３と、機械走査式プローブ４０からの受信信号を増幅する受信部４４と、受信部４４で増幅された受信信号に対して各種信号処理を施し、超音波画像を生成する画像信号処理部４５、画像信号処理部４５から出力される画像信号を表示する表示モニタ４６とを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のプローブマスタ方式による超音波診断装置においては、安価な低精度のエンコーダを用いた場合、エンコーダ信号のパルス幅が短すぎて、一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われてしまうと、音響走査線が欠落してしまう。ここで、エンコーダ信号のパルス幅が安定しない要因としては、エンコーダの精度の他に、配線による信号の劣化などがある。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、プローブマスタ方式による超音波診断装置おいて、低精度のエンコーダを用いても、一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われないようにすることを可能にした超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、機械走査式プローブからのエンコーダ信号のパルス幅を設定範囲時間に整形する波形整形手段と、前記波形整形手段により整形されたエンコーダ信号に基づいて送信トリガ信号を生成するトリガ信号生成手段とを有する。この構成により、エンコーダ信号のパルス幅が変動したとしても、波形整形手段により適切なパルス幅に整形されるため、受信信号処理回路が一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われないようにすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施の形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１は、機械走査式超音波プローブ１０と、機械走査式超音波プローブ１０で生成されたエンコーダ信号１１のパルス幅を整形する波形整形手段１２と、波形整形手段１２から出力される整形後のエンコーダ信号１３を基準として送信トリガ信号を生成する送信トリガ信号生成手段１４と、送信トリガ信号によりトリガされ、機械走査式超音波プローブ１０に駆動電圧を供給する送信駆動部１５と、機械走査式プローブ１０からの受信信号を増幅する受信部１６と、受信部１６で増幅された受信信号に対して各種信号処理を施し、超音波画像を生成する画像信号処理部１７と、画像信号処理部１７から出力される画像信号を表示する表示モニタ１８とを有する。
【０００９】
以上のように構成された超音波診断装置において、機械走査式超音波プローブ１０は自身の動きに伴って生成されたエンコーダ信号１１を波形整形手段１２に出力する。波形整形手段１２は、入力されたエンコーダ信号１１を所定のパルス幅に整形して波形整形後のエンコーダ信号１３とし、送信トリガ信号生成手段１４に出力する。送信トリガ信号生成手段１４は、パルス幅整形後のエンコーダ信号１３を用いて送信トリガ信号を生成し、送信駆動部１５に出力する。送信駆動部１５は、入力された送信トリガ信号に従って機械走査式プローブ１０の超音波振動子に駆動電圧を供給する。機械走査式プローブ１０はその超音波振動子から被検体へ超音波を送信し、その反射エコーを電気信号に変換して受信部１６へ送る。受信部１６は受信信号を増幅し、画像信号処理部１７へ出力する。画像信号処理部１７は、入力画像信号に対し各種信号処理を施して超音波画像を生成し、表示モニタ１８へ出力する。そして、表示モニタ１８は入力された超音波画像を表示する。
【００１０】
次に、図２および図３を参照しながら、波形整形手段１２について具体的に説明する。図２は、波形整形手段１２の構成例を示すブロック図であり、図３はその動作タイミングチャートである。
【００１１】
波形整形手段１２は、エンコーダ信号１１がロウレベルからハイレベルへ変化したことを検出する立ち上がり検出手段１２０と、立ち上がり検出手段１２０の検出出力をもとに、ハイレベル幅を整形する場合に基準となる信号（以下、基準信号Ａという）を発生する基準信号Ａ発生手段１２２と、エンコーダ信号１１と基準信号Ａ発生手段１２２の出力との論理和を出力するＯＲ回路１２４と、ＯＲ回路１２４の出力信号がハイレベルからロウレベルへ変化したことを検出する立ち下がり検出手段１２１と、立ち下がり検出手段１２１の検出出力をもとに、ロウレベル幅を整形する場合に基準となる信号（以下、基準信号Ｂという）を発生する基準信号Ｂ発生手段１２３と、ＯＲ回路１２４の出力と基準信号Ｂ発生手段１２３の出力との論理積を出力するＡＮＤ回路１２５とから構成されている。
【００１２】
以上のように構成された波形整形手段１２において、機械走査式プローブ１０が図３（ｂ）に示すエンコーダ信号１１を生成したものとする。このエンコーダ信号１１は、図３（ａ）に示されている理想的なエンコーダ信号と比較すると、２周期目の矩形波のハイレベルの部分の時間が短く、かつ３周期目の矩形波のロウレベルの部分の時間が短い。
【００１３】
そこで、まず、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、立ち上がり検出手段１２０で検出されたエンコーダ信号１１の立ち上がりから、基準信号Ａ発生手段１２２により、許容される最小限のハイレベル幅Ｗ１を有する基準信号Ａを出力する。
【００１４】
次に、基準信号Ａとエンコーダ信号１１とがＯＲ回路１２４に入力され、ここで論理和を演算することにより、図３（ｄ）に示すように、エンコーダ信号１１のハイレベル幅が基準信号Ａのハイレベル幅Ｗ１よりも短い場合には、ハイレベル幅をＷ１に整形する。したがって、ここでは、２周期目の矩形波のハイレベルの部分の幅を設定範囲時間Ｗ１に整形する。１周期目と３周期目の矩形波のハイレベルの部分の幅は、Ｗ１より長いため、もとの長さのままである。
【００１５】
次に、図３（ｅ）に示すように、立ち下がり検出手段１２１で検出されたＯＲ回路１２４の出力信号の立ち下がりから、基準信号Ｂ発生手段１２３により、許容される最小限のロウレベル幅Ｗ２を有する基準信号Ｂを出力する。
【００１６】
さらに、図３（ｆ）に示すように、基準信号ＢとＯＲ回路１２４の出力とがＡＮＤ回路１２５に入力され、ここで論理積を演算することにより、ＯＲ回路１２４の出力信号のロウレベル幅が基準信号Ｂのロウレベル幅Ｗ２よりも短い場合には、ロウレベル幅をＷ２に整形する。したがって、ここでは、３周期目の矩形波のロウレベルの部分の幅を設定範囲時間Ｗ２に整形する。１周期目と２周期目の矩形波のロウレベルの部分の幅は、Ｗ２より長いため、もとの長さのままである。
【００１７】
なお、基準信号Ａ発生手段１２２が発生する基準信号Ａ、および基準信号Ｂ発生手段１２３が発生する基準信号Ｂの時間は、例えばカウンタやＣＲ（コンデンサと抵抗の時定数）によるタイマによって発生することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、波形整形手段が機械走査式プローブからのエンコーダ信号のパルス幅を設定範囲時間に整形し、送信トリガ信号生成手段は整形後のエンコーダ信号を基準として送信トリガ信号を生成するので、安価で低精度のエンコーダを用いても一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われないようにすることが可能になるという優れた効果を有する超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図、
【図２】本発明の実施の形態における波形整形手段の構成を示すブロック図、
【図３】本発明の実施の形態における波形整形手段の動作タイミングチャート、
【図４】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 超音波診断装置
１０ 機械走査式プローブ
１１ エンコーダ信号
１２ 波形整形手段
１３ 整形後のエンコーダ信号
１４ 送信トリガ信号生成手段
１５ 送信駆動部
１６ 受信部
１７ 画像信号処理部
１８ 表示モニタ
１２０ 立ち上がり検出手段
１２１ 立ち下がり検出手段
１２２ 基準信号Ａ発生手段
１２３ 基準信号Ｂ発生手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械走査式プローブからのエンコーダ信号を基準として超音波の送信を制御する超音波診断装置に関し、特に、超音波の送受信を常に適切な時間間隔で行うことを可能にした超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械走査式プローブを用いた超音波診断装置における送信制御方式としては、診断装置本体側のシステムクロックに同期して特定の時間間隔で超音波の送信を制御する方式と、プローブからのエンコーダ信号を基準として特定の距離間隔で超音波の送信を制御する方式（以下プローブマスタ方式と記す）が知られている。前者の方式では、機械走査の位置に関わらず特定の時間間隔で送受信が行われるため、超音波画像の走査方向の距離精度がプローブ側の機械的な走査精度に依存してしまう。これに対して後者のプローブマスタ方式では、走査位置に応じて送受信が制御されるため、走査方向に関して距離精度の高い超音波画像が得られる、という利点を有する。
【０００３】
図４に、プローブマスタ方式による、従来の超音波診断装置の概略図を示す。この超音波診断装置４は、機械走査式超音波プローブ４０と、機械走査式超音波プローブ４０で生成されたエンコーダ信号４１を基準として送信トリガ信号を生成する送信トリガ信号生成手段４２と、送信トリガ信号によりトリガされ、機械走査式超音波プローブ４０に駆動電圧を供給する送信駆動部４３と、機械走査式プローブ４０からの受信信号を増幅する受信部４４と、受信部４４で増幅された受信信号に対して各種信号処理を施し、超音波画像を生成する画像信号処理部４５、画像信号処理部４５から出力される画像信号を表示する表示モニタ４６とを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のプローブマスタ方式による超音波診断装置においては、安価な低精度のエンコーダを用いた場合、エンコーダ信号のパルス幅が短すぎて、一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われてしまうと、音響走査線が欠落してしまう。ここで、エンコーダ信号のパルス幅が安定しない要因としては、エンコーダの精度の他に、配線による信号の劣化などがある。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、プローブマスタ方式による超音波診断装置おいて、低精度のエンコーダを用いても、一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われないようにすることを可能にした超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、機械走査式プローブからのエンコーダ信号のパルス幅を設定範囲時間に整形する波形整形手段と、前記波形整形手段により整形されたエンコーダ信号に基づいて送信トリガ信号を生成するトリガ信号生成手段とを有する。この構成により、エンコーダ信号のパルス幅が変動したとしても、波形整形手段により適切なパルス幅に整形されるため、受信信号処理回路が一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われないようにすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施の形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１は、機械走査式超音波プローブ１０と、機械走査式超音波プローブ１０で生成されたエンコーダ信号１１のパルス幅を整形する波形整形手段１２と、波形整形手段１２から出力される整形後のエンコーダ信号１３を基準として送信トリガ信号を生成する送信トリガ信号生成手段１４と、送信トリガ信号によりトリガされ、機械走査式超音波プローブ１０に駆動電圧を供給する送信駆動部１５と、機械走査式プローブ１０からの受信信号を増幅する受信部１６と、受信部１６で増幅された受信信号に対して各種信号処理を施し、超音波画像を生成する画像信号処理部１７と、画像信号処理部１７から出力される画像信号を表示する表示モニタ１８とを有する。
【０００９】
以上のように構成された超音波診断装置において、機械走査式超音波プローブ１０は自身の動きに伴って生成されたエンコーダ信号１１を波形整形手段１２に出力する。波形整形手段１２は、入力されたエンコーダ信号１１を所定のパルス幅に整形して波形整形後のエンコーダ信号１３とし、送信トリガ信号生成手段１４に出力する。送信トリガ信号生成手段１４は、パルス幅整形後のエンコーダ信号１３を用いて送信トリガ信号を生成し、送信駆動部１５に出力する。送信駆動部１５は、入力された送信トリガ信号に従って機械走査式プローブ１０の超音波振動子に駆動電圧を供給する。機械走査式プローブ１０はその超音波振動子から被検体へ超音波を送信し、その反射エコーを電気信号に変換して受信部１６へ送る。受信部１６は受信信号を増幅し、画像信号処理部１７へ出力する。画像信号処理部１７は、入力画像信号に対し各種信号処理を施して超音波画像を生成し、表示モニタ１８へ出力する。そして、表示モニタ１８は入力された超音波画像を表示する。
【００１０】
次に、図２および図３を参照しながら、波形整形手段１２について具体的に説明する。図２は、波形整形手段１２の構成例を示すブロック図であり、図３はその動作タイミングチャートである。
【００１１】
波形整形手段１２は、エンコーダ信号１１がロウレベルからハイレベルへ変化したことを検出する立ち上がり検出手段１２０と、立ち上がり検出手段１２０の検出出力をもとに、ハイレベル幅を整形する場合に基準となる信号（以下、基準信号Ａという）を発生する基準信号Ａ発生手段１２２と、エンコーダ信号１１と基準信号Ａ発生手段１２２の出力との論理和を出力するＯＲ回路１２４と、ＯＲ回路１２４の出力信号がハイレベルからロウレベルへ変化したことを検出する立ち下がり検出手段１２１と、立ち下がり検出手段１２１の検出出力をもとに、ロウレベル幅を整形する場合に基準となる信号（以下、基準信号Ｂという）を発生する基準信号Ｂ発生手段１２３と、ＯＲ回路１２４の出力と基準信号Ｂ発生手段１２３の出力との論理積を出力するＡＮＤ回路１２５とから構成されている。
【００１２】
以上のように構成された波形整形手段１２において、機械走査式プローブ１０が図３（ｂ）に示すエンコーダ信号１１を生成したものとする。このエンコーダ信号１１は、図３（ａ）に示されている理想的なエンコーダ信号と比較すると、２周期目の矩形波のハイレベルの部分の時間が短く、かつ３周期目の矩形波のロウレベルの部分の時間が短い。
【００１３】
そこで、まず、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、立ち上がり検出手段１２０で検出されたエンコーダ信号１１の立ち上がりから、基準信号Ａ発生手段１２２により、許容される最小限のハイレベル幅Ｗ１を有する基準信号Ａを出力する。
【００１４】
次に、基準信号Ａとエンコーダ信号１１とがＯＲ回路１２４に入力され、ここで論理和を演算することにより、図３（ｄ）に示すように、エンコーダ信号１１のハイレベル幅が基準信号Ａのハイレベル幅Ｗ１よりも短い場合には、ハイレベル幅をＷ１に整形する。したがって、ここでは、２周期目の矩形波のハイレベルの部分の幅を設定範囲時間Ｗ１に整形する。１周期目と３周期目の矩形波のハイレベルの部分の幅は、Ｗ１より長いため、もとの長さのままである。
【００１５】
次に、図３（ｅ）に示すように、立ち下がり検出手段１２１で検出されたＯＲ回路１２４の出力信号の立ち下がりから、基準信号Ｂ発生手段１２３により、許容される最小限のロウレベル幅Ｗ２を有する基準信号Ｂを出力する。
【００１６】
さらに、図３（ｆ）に示すように、基準信号ＢとＯＲ回路１２４の出力とがＡＮＤ回路１２５に入力され、ここで論理積を演算することにより、ＯＲ回路１２４の出力信号のロウレベル幅が基準信号Ｂのロウレベル幅Ｗ２よりも短い場合には、ロウレベル幅をＷ２に整形する。したがって、ここでは、３周期目の矩形波のロウレベルの部分の幅を設定範囲時間Ｗ２に整形する。１周期目と２周期目の矩形波のロウレベルの部分の幅は、Ｗ２より長いため、もとの長さのままである。
【００１７】
なお、基準信号Ａ発生手段１２２が発生する基準信号Ａ、および基準信号Ｂ発生手段１２３が発生する基準信号Ｂの時間は、例えばカウンタやＣＲ（コンデンサと抵抗の時定数）によるタイマによって発生することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、波形整形手段が機械走査式プローブからのエンコーダ信号のパルス幅を設定範囲時間に整形し、送信トリガ信号生成手段は整形後のエンコーダ信号を基準として送信トリガ信号を生成するので、安価で低精度のエンコーダを用いても一音響線の受信信号処理に要する時間よりも短い間隔で超音波の送受信が行われないようにすることが可能になるという優れた効果を有する超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図、
【図２】本発明の実施の形態における波形整形手段の構成を示すブロック図、
【図３】本発明の実施の形態における波形整形手段の動作タイミングチャート、
【図４】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 超音波診断装置
１０ 機械走査式プローブ
１１ エンコーダ信号
１２ 波形整形手段
１３ 整形後のエンコーダ信号
１４ 送信トリガ信号生成手段
１５ 送信駆動部
１６ 受信部
１７ 画像信号処理部
１８ 表示モニタ
１２０ 立ち上がり検出手段
１２１ 立ち下がり検出手段
１２２ 基準信号Ａ発生手段
１２３ 基準信号Ｂ発生手段
Claims (4)
- 機械走査式プローブからのエンコーダ信号のパルス幅を設定範囲時間に整形する波形整形手段と、前記波形整形手段により整形されたエンコーダ信号に基づいて送信トリガ信号を生成するトリガ信号生成手段とを有する超音波診断装置。
- 前記波形整形手段は、前記エンコーダ信号のレベルの立ち上がりを検出する立ち上がり検出手段と、前記立ち上がり検出手段で検出された立ち上がりを基点としてハイレベル幅を設定範囲時間に整形するハイレベル幅整形手段とを備えた請求項１記載の超音波診断装置。
- 前記波形整形手段は、前記エンコーダ信号のレベルの立ち下がりを検出する立ち下がり検出手段と、前記立ち下がり検出手段で検出された立ち下がりを基点としてロウレベル幅を設定範囲時間に整形するロウレベル幅整形手段とを備えた請求項１記載の超音波診断装置。
- 前記波形整形手段は、前記エンコーダ信号のレベルの立ち上がりを検出する立ち上がり検出手段と、前記立ち上がり検出手段で検出された立ち上がりを基点としてハイレベル幅を設定範囲時間に整形するハイレベル幅整形手段と、前記ハイレベル幅整形手段の出力信号および前記エンコーダ信号の論理和出力レベルの立ち下がりを検出する立ち下がり検出手段と、前記立ち下がり検出手段で検出された立ち下がりを基点としてロウレベル幅を設定範囲時間に整形するロウレベル幅整形手段とを備えた請求項１記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34371899A JP3568437B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34371899A JP3568437B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001157678A JP2001157678A (ja) | 2001-06-12 |
| JP3568437B2 true JP3568437B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=18363725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34371899A Expired - Fee Related JP3568437B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7508426B2 (en) | 2004-05-17 | 2009-03-24 | Sony Corporation | Image pickup device, and driving controlling method for solid-state imaging device |
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1999
- 1999-12-02 JP JP34371899A patent/JP3568437B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001157678A (ja) | 2001-06-12 |
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