JP3571587B2 - Ultrasound diagnostic apparatus having a pulse generation circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主に医療用に用いられる超音波診断装置に関し、特に超音波振動子を駆動するパルスを発生するパルス発生回路を備えた超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波診断装置は対象物に超音波を当て、対象物から反射した反射エコーを対象物の断層像として画像化し、医療診断を行うものである。従来の超音波診断装置における狭帯域の超音波振動子駆動用のパルス発生回路(パルス発生装置)の一例を図6に示す。
この従来例のパルス発生回路31では入力パルスにより生成した半波の出力パルスを図示しない超音波プローブ内の超音波振動子32に与えるようにしている。
【0003】
具体的には図示しないパルス制御部からの入力パルスは入力パルス入力端からそれに直列のコンデンサ21を経て、電界効果型トランジスタ(FETと略記)35のゲートに印加され、このFET35のゲートは抵抗23を介してグランドに接続され、このFET35のドレインはトランス33の第1の巻線33a及びこの第1の巻線33aに並列接続された抵抗34を介して高圧の電源端+HVに接続され、このFET32のソースはグランドに接続されている。トランス35の各巻線の巻始め側をドットで示している。
【0004】
また、トランス33の第2の巻線33bには超音波振動子32が接続され、この超音波振動子32にはマッチングコイル20が並列接続されており、第2の巻線33bから出力される出力パルスを超音波振動子32に特定の中心周波数foとして効率よく伝達できるインピーダンスのマッチングを行っている。
【0005】
この中心周波数foが低いほど、深部の断層像が得られが、分解能は悪くなる。逆に中心周波数foが高いほど、分解能が良くなるが、深部の断層像が得られなくなる。そのため診断に応じて中心周波数foを変えた複数の超音波プローブが必要であった。
【0006】
ところで、最近では中心周波数foにピークを持たず、周波数帯域の低域から高域までフラットな特性を持つ広帯域の超音波振動子の開発が進められている。そして、広帯域の超音波振動子を用いて分解能が良く、しかも深部の断層像が得られる超音波プローブの開発も進められている。
【0007】
広帯域の超音波振動子を駆動する場合、図6に示すようなマッチングコイル20を接続すると周波数帯域が狭くなってしまう。マッチングコイル20が無しで、従来のように半波の出力パルスで駆動すると、出力パルスが伝達されるケーブルの特性がローパスフィルタと等価になり、パルスの高周波成分が減衰してしまう。
【0008】
そのため、図7に示すパルス発生回路41では、正負1波の出力パルス(駆動パルス)で広帯域の超音波振動子42を駆動するようにしている。
このパルス発生回路41では図示しないパルス制御部からの第1の入力パルスは第1の入力パルス入力端からそれに直列のコンデンサ21aを経て、電界効果型トランジスタ(FETと略記)22aのゲートに印加され、このFET22aのゲートは抵抗23aを介してグランドに接続され、このFET22aのドレインはパルストランス24の第1の巻線24a及びこの第1の巻線24aに並列接続された抵抗Raを介して高圧の電源端+HVに接続され、このFET22aのソースはグランドに接続されている。
【0009】
また、第2の入力パルスは第2の入力パルス入力端からそれに直列のコンデンサ21bを経て、電界効果型トランジスタ(FETと略記)22bのゲートに印加され、このFET22bのゲートは抵抗23bを介してグランドに接続され、このFET22bのドレインはパルストランス24の第2の巻線24b及びこの第2の巻線24bに並列接続された抵抗Rbを介して高圧の電源端+HVに接続され、このFET5bのソースはグランドに接続されている。
また、パルストランス24の第3の巻線24cには広帯域の超音波振動子42が接続されている。
【0010】
また、パルストランス24における第1の巻線24aと第2の巻線24bとはFET22a及び22bに接続される端部が逆にしてあり、第1の入力パルスでFET22aがONして第1の巻線24aに流れる電流の向きと、第1の入力パルス後に印加される第2の入力パルスでFET22bがONして第2の巻線24bに流れる電流の向きとが逆位相となり、これらの逆位相の電流により、第3の巻線24cから図7に示す波形の1波の出力パルスが出力される。
また、この従来例では抵抗RaとRbとが同じ抵抗値に設定されている。
【0011】
図7に示すパルス発生回路41により正負1波の出力パルスで広帯域の超音波振動子42を駆動すると、低域周波数成分でのパワーが若干落ちるが、ケーブルによる減衰が見込まれる高域周波数成分でのパワーを大きくすることができる利点がある。
一般に、出力パルスの立ち上がりが急峻なほど高周波成分を多く持つので、広帯域の超音波振動子42を駆動するためには立ち上がりの早いパルス発生手段が必要である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
広帯域の超音波振動子42を採用して、分解能が良いエコー信号を得るためには、高電圧の駆動パルスが必要であり、また早い立ち上がりパルスを発生することが必要になるが、従来例ではこの点が十分でなかった。
【0013】
また、広帯域の超音波振動子42を駆動するパルス発生回路41の他に、従来の中心周波数foにピークを持つマッチングコイル付の超音波振動子32を半波の駆動パルスを印加できる機能を備えたパルス発生回路を実現することが望ましいが、この機能を更に設けた場合にはパルス発生回路が大規模になってしまうという問題がある。
【0014】
(発明の目的)
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、広帯域の超音波振動子を駆動するのに適した急峻な波形で、しかも狭帯域の超音波振動子も駆動でき、簡単な構成で実現できるパルス発生回路を備えた超音波診断装置を提供することを第1の目的とする。
【0015】
また、広帯域の超音波振動子を駆動するのに適した急峻な波形で、しかも従来の超音波振動子も駆動でき、簡単な構成で実現できるパルス発生回路を提供することを第2の目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、超音波振動子を駆動するためにトランスの1次巻線にパルス状電流を流して、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加するパルス発生回路を備えた超音波診断装置において、
前記1次巻線を第1及び第2の巻線で構成して、第1の巻線のみに第1のパルス状電流を流し、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加可能にすると共に、
第1の巻線に第1のパルス状電流を流し、この第1のパルス状電流に遅れて第2の巻線に第2のパルス状電流を流し、該第2のパルス状電流により2次巻線には第1のパルス状電流を流した場合とは逆極性のパルス状電流を発生可能にし、
かつ第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値を第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さくする事により、
第1の巻線のみに第1のパルス状電流を流し、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加にすることにより、この2次巻線に発生した半波のパルス状電流で狭帯域の超音波振動子を駆動できると共に、第1及び第2の巻線に第1及び第2のパルス状電流を流して2次巻線に発生した逆極性の2つのパルス状電流により形成される1波のパルス状電流を広帯域の超音波振動子に印加してそれを駆動することもできるようにすると共に、第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値を第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さくして、2次巻線に発生するパルス状電流を高い波高値をもつ急峻な波形にできるようにした。
【0017】
また、前記超音波診断装置に接続される超音波プローブに具備されたパルス設定手段と、
該パルス設定手段に応じて前記第1のパルス状電流及び前記第2のパルス状電流の発生を制御するパルス制御手段を具備することにより、
超音波プローブ内に具備されたパルス設定手段に応じて、超音波診断装置内に具備されたパルス制御手段が、第1の巻線と第2巻線にパルス状電流を流す制御を行うことにより第3の巻線から正負1波パルスが出力され、広帯域の超音波振動子を駆動することができる。また、パルス制御手段がパルス設定手段に応じて、第1の巻線のみにパルス状電流を流す制御を行うことによりすると、狭帯域の超音波振動子を駆動することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態の超音波診断装置の全体構成を示し、図2は図1におけるパルス発生回路等の主要部の構成を示し、図3は動作説明図を示し、図4は図3のT字等価回路を示す。
【0020】
図1に示す本発明の第1の実施の形態の超音波診断装置1は第1の超音波プローブ2Aと、第2の超音波プローブ2Bと、これらの超音波プローブ2I(I=A,B)が選択的に着脱自在に接続され、超音波画像を生成する超音波観測装置3と、この超音波観測装置3から出力される映像信号が入力され、対応する超音波画像を表示するモニタ4とから構成される。
【0021】
超音波プローブ2Iは超音波振動子5Iが設けられたプローブ本体6と、このプローブ本体6から延出されたケーブル7と、このケーブル7の後端に設けられたコネクタ8とを有し、コネクタ8は超音波観測装置3のコネクタ受け9に着脱自在で接続することができる。
【0022】
本実施の形態では、例えば第1の超音波プローブ2Aの超音波振動子5Aは広帯域の超音波振動子が採用されており、また第2の超音波プローブ2Bの超音波振動子5Bは中心周波数foで駆動するのに適した狭帯域の超音波振動子が採用されており、この超音波振動子5Bには並列にマッチングコイル20が接続されている。
【0023】
また、各超音波プローブ2Iの例えばコネクタ8には、各超音波プローブ2Iに設けた超音波振動子5Iに固有の識別情報の発生手段として例えばパルス設定部(パルス設定情報発生部)10Iが設けられ、超音波観測装置3にはこのパルス設定部10Iからのパルス設定情報が送られ、超音波観測装置3は接続された超音波プローブ2Iに設けた超音波振動子5Iに適した駆動を行うことができるようにしている。
【0024】
超音波観測装置3は接続された超音波プローブ2Iの超音波振動子5Iに駆動パルス(送信パルス)を印加して超音波を出射させるパルス発生回路(或いは送信回路)11と、生体側からの反射超音波を受けて超音波振動子5Iから出力されるエコー信号を受けて受信処理して、標準的な映像信号を生成する信号処理回路12とを有し、信号処理回路12から出力される映像信号はモニタ4に入力され、このモニタ4の表示面には超音波断層像が表示される。
【0025】
パルス発生回路11はパルス発生部13とパルス制御部14とからなり、パルス発生部13は図2に示すような回路構成である。
このパルス発生部13は図7のパルス発生回路41において、第1の巻線24aに並列の抵抗Raを抵抗R1とし、第2の巻線24bに並列の抵抗Rbを取り去ったものにしている。
【0026】
具体的に説明すると、パルス制御部14からの第1の入力パルスが印加される第1の入力パルス入力端に直列のコンデンサ21aを経て、電界効果型トランジスタ(FETと略記)22aのゲートに印加され、このFET22aのゲートは抵抗23aを介してグランドに接続され、このFET22aのドレインは広帯域の入出力特性を持つパルストランス等のトランス24の1次巻線を構成する第1の巻線24a及びこの第1の巻線24aに並列接続されたダンピング抵抗R1を介して高圧の電源端+HVに接続され、このFET22aのソースはグランドに接続されている。
【0027】
また、第2の入力パルスが印加される第2の入力パルス入力端に直列のコンデンサ21bを経て、電界効果型トランジスタ(FETと略記)22bのゲートに印加され、このFET22bのゲートは抵抗23bを介してグランドに接続され、このFET22bのドレインはトランス24の1次巻線を構成する第2の巻線24bを介して高圧の電源端+HVに接続され、このFET22bのソースはグランドに接続されている。
【0028】
図2に示すように第1の巻線24aの両端にはパルスのリンギングを抑えるのに充分なダンピング抵抗R1が接続されており、第2の巻線24bの両端にはダンピング抵抗を接続していない構成にしている。
【0029】
また、トランス24の2次巻線を構成する第3の巻線24cはコネクタ受け9の超音波振動子接続用端子に接続され、接続される超音波プローブ2Iに設けた超音波振動子5Iにトランス24の第3の巻線24cから出力パルスを印加できるようにしている。
【0030】
また、第1の巻線24aがFET22a及び電源端+HVに接続される両端と、第2の巻線24bがFET22b及び電源端+HVに接続される両端とは互いに逆にしてあり、第1の入力パルスでFET22aがONして第1の巻線24aに流れる電流の向きと、第2の入力パルスでFET22bがONして第2の巻線24bに流れる電流の向きとが逆位相となるようにしている。
また、トランス24の第1の巻線24aと第2の巻線24bとは殆ど同じ特性となるように設定されている(例えばバイ−ファイラ巻き等)。
【0031】
また、本実施の形態では、第1の入力端と第2の入力端に印加される入力パルスをパルス制御部14で制御可能にすると共に、パルス設定部10Iの信号で制御できるようにしている。
【0032】
パルス設定部10Iは図2で示す具体例では抵抗で構成され、例えばプローブ2Aでは抵抗値raの抵抗で、そしてプローブ2Bでは抵抗値rb(ここで、ra≠rb)の抵抗で構成されている。そして、その抵抗値ra或いはrbに対応してパルス制御部14は対応する超音波振動子5A或いは5Bを駆動するに適したパルス発生の制御を行う。
【0033】
つまり、図2に示すように抵抗値raの抵抗によるパルス設定部10Aの場合には、広帯域の超音波振動子5Aを駆動するように、パルス制御部14は第1のパルス出力端から第1のパルスを発生し、この第1のパルスに遅れて、具体的には第1のパルスの立ち下がり時に第2のパルス出力端から第2のパルスを発生する。
【0034】
また、抵抗値rbの抵抗によるパルス設定部10Bの場合には、狭帯域の超音波振動子5Bを駆動するように、パルス制御部14は第1のパルス出力端から第1のパルスのみを発生し、この第1のパルスでパルス発生部13を駆動する。 なお、パルス設定部10Iとしては、抵抗の他に、例えばROM等のメモリを用いた電気的手段や、バーコード等の光学的手段を用いて形成しても良い。
【0035】
本実施の形態では第1の巻線24aに並列接続される抵抗R1と第2の巻線24aに並列接続される抵抗R2(図2の具体例では抵抗を接続していないが説明上R2とし、図2の具体例ではその抵抗値が無限大に相当する)の値がR1<R2(本明細書では簡単化のため、抵抗R1、R2の抵抗値もそれぞれR1、R2で表す)に設定している。
【0036】
次に本実施の形態の作用を説明する。
生体等の診断対象物に対して超音波を照射して超音波断層像を得るために、例えば広帯域の超音波振動子5Aを内蔵した超音波プローブ2Aを使用する場合には、図2に示すようにこの超音波プローブ2Aを超音波観測装置3に接続する。
すると、この超音波プローブ2Aのパルス設定部10Aを形成する抵抗の抵抗値raがパルス制御部14で読み取られ、この場合にはパルス制御部14は広帯域の超音波振動子5Aを駆動するための入力パルスをパルス発生部13に出力する。
【0037】
そして、パルス制御部14は送信タイミング時に、第1の入力パルスをコンデンサ21aを介してFET22aに印加して、このFET22aをONし、このFET22aのドレインに接続された第1の巻線24aに電源端+HVから電流が流れるようにして、第1の巻線24aと電磁結合された第3の巻線24cにパルス状の出力パルス(便宜上Paとする)を発生させる。
【0038】
この場合、第1の巻線24aにはダンピング抵抗R1が接続されており、リンギングの発生を抑制できる。また、第1の入力パルスがFET22aに印加される時、他方のFET22bは(第2の入力パルスが発生されない)OFFの状態であり、従って第1の巻線24aに電流が流れる時、第2の巻線24bの両端は解放状態と等価である。
【0039】
この状態で第1の巻線24aに電流を流して、第3の巻線24cに出力パルス(駆動パルス)を発生させると、(図3により)後述するように急峻な立ち上がり波形でかつ高電圧にできる。
【0040】
この第1の入力パルスの立ち下がり時に、パルス制御部14は第2の入力パルスをコンデンサ21bを介してFET22bに印加して、このFET22bをONし、このFET22bのドレインに接続された第2の巻線24bに電源端+HVから電流が流れるようにして、第2の巻線24aと電磁結合された第3の巻線24cにパルス状の出力パルス(便宜上Pbとする)を発生させる。
【0041】
この場合、第2の巻線24aに流れる電流の向きは第1の巻線24aに流れた場合とは逆向きであり、従って第3の巻線24cに誘起されるパルス状の出力パルスは上記出力パルスPaと逆極性の出力パルス(Pbとする)を発生させる。
この場合、第2の巻線24aの両端にはダンピング用の抵抗が接続されていないので、第3の巻線24cに誘起される出力パルスPbはリンギングを持った、しかしリンギングを抑制するダンピング(抵抗)のないために急峻な波形となる。
【0042】
そして、これら出力パルスPa、Pbを合成した1波の出力パルス(図7に示す出力パルスよりも第2の半波側ではより急峻な波形でリンギングを持つ波形)が超音波プローブ2Aのケーブルを介して超音波振動子5Aに印加される。
【0043】
この場合、上記出力パルスはケーブルによる容量性の負荷により、その1波の終わり部分の立ち上がり波形がなまり(急峻な立ち上がり波形が若干急峻の程度が緩和され)、かつリンギングも抑制されて、超音波振動子5Aに印加されることになる。
【0044】
また、第1の入力パルスにより第1の巻線24aに電流を流した場合、図7の従来例では第2の巻線24bの両端に抵抗Rbが接続されているために、この第2の巻線24bでエネルギ消費が行われるのに対し、本実施の形態では第2の巻線24bの両端に抵抗が接続されていないので、第2の巻線24bによりエネルギ消費がされることを防止でき、従って第3の巻線24cに誘起される出力パルスの電圧(波高値)を従来例より大きくできるし、かつ急峻な波形にすることもできる。
【0045】
従って、図7の従来例の場合に比べて、1波の最初の半波の出力パルスPaの波高値を大きく、かつ波形を急峻にできると共に、1波の後半の出力パルスPbの立ち上がり部分がなまってしまうのを軽減ないしは解消できる。つまり、本実施の形態によれば、簡単な構成で高い電圧で、かつより高い周波数成分も保持した状態で超音波送受することができる。
【0046】
超音波振動子5Aから出射されたパルス状の超音波は観察対象物の音響インピーダンスの変化部分で反射され、反射超音波となって再び超音波振動子5Aで受信され、電気信号、つまりエコー信号に変換され、信号処理回路12に入力されて増幅、検波、座標変換等されてモニタ4に超音波断層像として表示される。
【0047】
この場合、上述したように従来例の場合に比べてより高い電圧で、かつより高い周波数成分も持ったエコー信号を得ることができるので、分解能が高い診断に適した画質の良い超音波断層像を得ることができる。
【0048】
一方、超音波プローブ2Bを接続して超音波診断を行う場合には、この超音波プローブ2Bを超音波観測装置3に接続する。
すると、この超音波プローブ2Bのパルス設定部10Bを形成する抵抗の抵抗値rbがパルス制御部14で読み取られ、この場合にはパルス制御部14は狭帯域の超音波振動子5Bを駆動するための入力パルスをハルス発生部13に出力する。
【0049】
そして、パルス制御部14は送信タイミングに、第1の入力パルスをコンデンサ21aを介してFET22aに印加して、このFET22aをONし、このFET22aのドレインに接続された第1の巻線24aに電源端+HVから電流が流れるようにして、第1の巻線24aと電磁結合された第3の巻線24cにパルス状の出力パルスを発生させる。
この場合、第1の巻線24aにはダンピング抵抗R1が接続されており、リンギングの発生を抑制できる。
【0050】
そして、この出力パルスが超音波プローブ2Bのケーブルを介して超音波振動子5Bに印加される。この超音波振動子5Bには例えば中心周波数foの特性を持つマッチングコイル20が接続されており、この中心周波数foでピークとなる周波数成分を持つ出力パルスが超音波振動子5Bに印加される。
【0051】
この場合には、パルス制御部14は第2の入力パルスを発生しない状態を保持し、従ってFET22bは常時OFFの状態となる。
従って、第1の巻線24aに電流が流れた場合に、第2の巻線24bの両端は解放された状態と等価な状態である。このような状態で第1の巻線24a側に電流が流れるようにして出力パルスを発生させる場合を図3等を参照して詳しく述べる。
【0052】
図3は図2のトランス24の入出力部分を等価回路で示す。説明を簡略化するためにトランス24の3本の巻線は同じ巻線数と同じ自己インダクタンスと同じ相互インダクタンスを有するものとする。
【0053】
第1の巻線24aにはパルスのリンギングを抑えるためのダンピング抵抗R1が並列に接続されており、第2の巻線24bには同様にダンピング抵抗R2が並列に接続されている。
【0054】
また、第3の巻線24cには超音波振動子5Cが並列に接続されている。ここで、第1の巻線24aの端子間に電圧v1を加えたとき、第1の巻線24aに流れる電流をi1とする。第2の巻線24bの端子間に現れる電圧v2、第2の巻線24bに流れる電流i2、第3の巻線24cの端子間に現れる電圧v3、第3の巻線24cに流れる電流i3は以下の式で表すことができる。
【0055】
ただし、Lは3本の巻線の自己インダクタンス、Mは3本の巻線の相互インダクタンスとする。
【0056】
v1=L×d(i1)/dt+M×d(i2)/dt+M×d(i3)/dt
v2=M×d(i1)/dt+L×d(i2)/dt+M×d(i3)/dt
v3=M×d(i1)/dt+M×d(i2)/dt+L×d(i3)/dt
v3に着目すると実際にはi2とi3は図3中の矢印とは反対方向に流れるので
v3=M×d(i1)/dt−M×d(i2)/dt−L×d(i3)/dt
となる。このとき巻線2の端子間は抵抗R2を除いて開放されているとすれば、
v3=M×d(i1)/dt−M/R2×d(v2)/dt−L×d(i3)/dt
となる。よって、抵抗R2の値が大きいほど電圧v3の値は大きくなる。電圧v3は大きいほど超音波振動子5Cに大きなエネルギを与えることができる。このとき電流i1は
v1=L×d(i1)/dt
で決まるので、電圧v1が一定であれば抵抗R1の値によらない。
【0057】
また、第1の巻線24aと第2の巻線24bだけに着目してT字等価回路にあらわすと図4のようになる。理想トランスにおいてはL→∞、M→∞となるので、第1の巻線24aから見たインピーダンスは抵抗R1とR2の並列抵抗成分だけとなる。前記のように電圧v3の値を大きくするために抵抗R2の値は大きくしなくてはならない。抵抗R1の値はパルスのリンギングを押さえるためには充分に小さくしなくてはならない。
【0058】
超音波振動子5Cが持つ固有インピーダンスに対して加える電圧v3が大きいほど、電圧v3の立ち上がりが急峻にあると考えられる。よって、抵抗R1,R2に対し、R1<R2の条件を満たすようにすることによって、超音波振動子5Cに加える電圧v3を大きくでき、パルスの立ち上がりが急峻にできる。
【0059】
図2の具体的な構成の場合には、抵抗R2はその抵抗値を無限大とした場合に相当し、この場合には超音波振動子5Bを大きな電圧の出力パルスでかつ急峻な波形で駆動できることになる。
【0060】
本実施の形態によれば、広帯域の超音波振動子5Aを駆動するのに適した立ち上がり等の急峻な波形で、しかも高い電圧で駆動でき、しかも狭帯域の超音波振動子5Bも駆動できるパルス発生回路11を簡単な構成で実現した超音波診断装置1を実現できる。
【0061】
(第1の実施の形態の変形例)
第1の実施の形態の変形例を説明する。この変形例は例えば図2において、第1の巻線24aの両端に並列な抵抗R1を接続しているが、この第1の巻線24aの両端にスイッチS1及び抵抗R1の直列回路を接続する。
【0062】
また、パルス制御部14は第1の入力パルスを発生する場合にはスイッチS1をONにし、第2の入力パルスを発生する場合には、スイッチS1をOFFにする。
このようにすると、第1の入力パルスで、第1の巻線24aに電流を流した場合の動作は第1の実施の形態と同様である。また、第2の入力パルスで第2の巻線24bに電流を流した場合の動作は第1の実施の形態における第1の巻線24aの両端に抵抗R1が接続されていた場合のエネルギ消費を防止でき、より高い電圧値の出力パルスを発生できる。
その他は第1の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。つまり、この変形例によれば、より高い電圧値を有する駆動パルスを生成でき、S/Nが良く、分解能が高い超音波診断に適した超音波断層像が得られる。
【0063】
また、さらにその変形例として、例えば図2において、第1の巻線24aの両端に並列な抵抗R1を接続しているが、この第1の巻線24aの両端にスイッチS1及び抵抗R1の直列回路を接続し、また第2の巻線24bの両端にスイッチS2及び抵抗R3の直列回路を接続する。
【0064】
また、パルス制御部14は第1の入力パルスを発生する場合にはスイッチS1をONにし、かつスイッチS2はOFFにする。
同様に第2の入力パルスを発生する場合には、スイッチS1をOFFにし、かつスイッチS2はONにする。
なお、抵抗R1とR3とは例えばR1<R2とする。その他は第1の実施の形態と同様の構成である。
【0065】
このようにすると、第1の入力パルスで、第1の巻線24aに電流を流した場合の動作は第1の実施の形態と同様である。また、第2の入力パルスで第2の巻線24bに電流を流した場合の動作は第1の実施の形態とは若干異なり、第1の実施の形態における第1の巻線24aの両端に抵抗R1が接続されていた場合のエネル消費を防止でき、より高い電圧値の出力パルスを発生できる。なお、リンギングは第1の実施の形態の場合よりは、抵抗R3が接続されているだけ、抑制される。
その他は第1の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
【0066】
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態を図5を参照して説明する。第1の実施の形態ではトランス24は3本の巻線を有するトランスを用いているが、本実施の形態ではこのトランス24の代わりに図5に示すように2本の巻線を有する同じ特性のトランス26、27を用いて、各々の2次巻線26bと27bを直列に接続して第3の巻線を構成にしても良い。
【0067】
そして、例えばトランス26の第1の巻線26aには抵抗R1を接続し、トランス27の第1の巻線27aには抵抗R2(ここで、R2>R1であり、R2は無限大の場合を含む)を接続して第2の巻線とし、第1の実施の形態のような構成にする(図5では図3と同様の符号を付けている)。
【0068】
本実施の形態によれば、より簡単な構成のトランスを採用できるので、より低コスト化することができる。その他は第1の実施の形態と同様の効果を有する。
[付記]
1.超音波振動子を駆動するためにトランスの1次巻線にパルス状電流を流して、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加するパルス発生回路を備えた超音波診断装置において、
前記1次巻線を第1及び第2の巻線で構成して、第1の巻線のみに第1のパルス状電流を流し、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加可能にすると共に、
第1の巻線に第1のパルス状電流を流し、この第1のパルス状電流に遅れて第2の巻線に第2のパルス状電流を流し、該第2のパルス状電流により2次巻線には第1のパルス状電流を流した場合とは逆極性のパルス状電流を発生可能にし、
かつ第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値を第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さくした事を特徴とする超音波診断装置。
【0069】
2.前記超音波診断装置に接続される超音波プローブに具備されたパルス設定手段と、
該パルス設定手段に応じて前記第1のパルス状電流及び前記第2のパルス状電流の発生を制御するパルス制御手段を具備する請求項1に記載の超音波診断装置。
【0070】
(効果)正負1波パルスと半波パルスを選択的に出力できる。その結果、1つのパルス発生装置で広帯域の超音波振動子と従来の超音波振動子を駆動することができる。
【0071】
3.超音波振動子を駆動する駆動パルスを発生するパルス発生回路において、
第1のパルス状電流が入力される第1の巻線と、
第1の巻線とは逆向きに第1のパルス状電流より遅れて第2のパルス状電流が入力可能な第2の巻線と、
第1の巻線のみ、或いは第1及び第2の巻線によって第3のパルス状電流が出力される第3の巻線を有するトランスを具備し、
第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値が第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さいパルス発生回路。
【0072】
4.超音波振動子を駆動するためにトランスの1次巻線にパルス状電流を流して、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加するパルス発生回路を備えた超音波診断装置において、
前記1次巻線を第1及び第2の巻線で構成して、第1の巻線両端に接続されたダンピング抵抗の値より第2の巻線両端間のダンピング抵抗の値を小さくしたダンピング規制部と、
前記1次巻線及び第2の巻線における少なくとも1次巻線に流すパルス状電流の制御を行うパルス制御手段と、
を設け、
第1の巻線のみに第1のパルス状電流を流し、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加可能にすると共に、
第1の巻線に第1のパルス状電流を流し、この第1のパルス状電流に遅れて第2の巻線に第2のパルス状電流を流し、該第2のパルス状電流により2次巻線には第1のパルス状電流を流した場合とは逆極性のパルス状電流を発生可能したことを特徴とする超音波診断装置。
【0073】
5.付記4において、前記ダンピング規制部は第2の巻線両端間にはダンピング用抵抗を接続しないでダンピング機能を規制した。
【0074】
6.超音波振動子を駆動する駆動パルスを発生するパルス発生回路において、
第1のパルス状電流が入力される第1の巻線と、
第1の巻線とは逆向きに第1のパルス状電流より遅れて第2のパルス状電流が入力可能な第2の巻線と、
第1及び第2の巻線によって第3のパルス状電流が出力される第3の巻線を有するトランスを具備し、
第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値が第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さいパルス発生回路。
【0075】
(効果)第1の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値を第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さくすることにより、第3の巻線に発生する電圧が大きくなる。その結果、パルスの立ち上がりが急峻となり、広帯域の超音波振動子を駆動するのに適したパルス発生回路を提供できる。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第1の巻線及び第2の巻線に流すパルス状電流を制御することにより、2次巻線に発生したパルス状電流を狭帯域または広帯域の超音波振動子に印加してそれを駆動することができる。
また、第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値を第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さくすることにより、2次巻線に発生するパルス状電流を高い波高値をもつ急峻な波形にできる。
【0077】
また、前記超音波診断装置に接続される超音波プローブに具備されたパルス設定手段と、
該パルス設定手段に応じて前記第1のパルス状電流及び前記第2のパルス状電流の発生を制御するパルス制御手段を具備することにより、
超音波プローブ内に具備されたパルス設定手段に応じて、超音波診断装置内に具備されたパルス制御手段が、第1の巻線1と第2巻線にパルス状電流を流す制御を行うことにより第3の巻線から正負1波パルスが出力され、広帯域の超音波振動子を駆動することができる。また、パルス制御手段がパルス設定手段に応じて、第1の巻線のみにパルス状電流を流す制御を行うことによりすると、狭帯域の超音波振動子を駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の超音波診断装置の全体構成図。
【図2】パルス発生回路の構成を示す回路図。
【図3】パルス発生回路の動作説明図。
【図4】図3のトランスのT字等価回路を示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態におけるトランスを示す図。
【図6】従来例における狭帯域の超音波振動子用のパルス発生回路を示す回路図。
【図7】従来例における広帯域の超音波振動子用のパルス発生回路を示す回路図。
【符号の説明】
1…超音波診断装置
2A,2B…超音波プローブ
3…超音波観測装置
4…モニタ
5A,5B…超音波振動子
6…プローブ本体
8…コネクタ
10A,10B…パルス設定部
11…パルス発生回路
12…信号処理回路
13…パルス発生部
14…パルス制御部
22a,22b…FET
24…トランス
24a…第1の巻線
24b…第2の巻線
24c…第3の巻線
R1…ダンピング抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus mainly used for medical use, and in particular, to a pulse generating circuit for generating a pulse for driving an ultrasonic transducer.The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus including:
[0002]
[Prior art]
The ultrasonic diagnostic apparatus irradiates an ultrasonic wave to an object, images a reflected echo reflected from the object as a tomographic image of the object, and performs medical diagnosis. FIG. 6 shows an example of a pulse generator (pulse generator) for driving a narrow-band ultrasonic transducer in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
In this conventional
[0003]
Specifically, an input pulse from a pulse control unit (not shown) is applied from an input pulse input terminal to a gate of a field-effect transistor (abbreviated as FET) 35 through a
[0004]
The
[0005]
The lower the center frequency fo, the deeper the tomographic image is obtained, but the lower the resolution. Conversely, the higher the center frequency fo, the higher the resolution, but the deeper the tomographic image cannot be obtained. Therefore, a plurality of ultrasonic probes having different center frequencies fo according to the diagnosis are required.
[0006]
By the way, recently, a broadband ultrasonic transducer having no peak at the center frequency fo and having flat characteristics from a low frequency band to a high frequency band has been developed. Also, development of an ultrasonic probe that has good resolution using a wideband ultrasonic transducer and that can obtain a tomographic image of a deep part has been promoted.
[0007]
When a broadband ultrasonic transducer is driven, the frequency band is narrowed if a
[0008]
Therefore, the
In the
[0009]
The second input pulse is applied from a second input pulse input terminal to a gate of a field effect transistor (abbreviated as FET) 22b via a
A wide-band
[0010]
Also, the ends of the first winding 24a and the second winding 24b of the
In this conventional example, the resistances Ra and Rb are set to the same resistance value.
[0011]
When the broadband
In general, the sharper the rise of the output pulse, the more high frequency components it has. Therefore, in order to drive the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In order to employ a wide-band
[0013]
Further, in addition to the
[0014]
(Object of the invention)
The present invention has been made in view of the above points, and has a steep waveform suitable for driving a wide-band ultrasonic vibrator, and can drive a narrow-band ultrasonic vibrator, and can be realized with a simple configuration. A first object is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus including a pulse generation circuit.
[0015]
It is a second object of the present invention to provide a pulse generation circuit which has a steep waveform suitable for driving a wideband ultrasonic vibrator and can drive a conventional ultrasonic vibrator and can be realized with a simple configuration. I do.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a pulse current is supplied to a primary winding of a transformer to drive an ultrasonic transducer, and a pulse current generated in a secondary winding is supplied to the ultrasonic transducer. In an ultrasonic diagnostic apparatus having a pulse generating circuit to be applied,
The primary winding is composed of first and second windings, and a first pulse-like current is applied only to the first winding, and a pulse-like current generated in the secondary winding is applied to an ultrasonic vibrator. To be applied to
A first pulsed current is passed through the first winding, a second pulsed current is passed through the second winding with a delay from the first pulsed current, and a second pulsed current is passed through the second pulsed current. It is possible to generate a pulsed current having a polarity opposite to that of the case where the first pulsed current is applied to the winding,
By making the value of the damping resistor connected in parallel with the first winding smaller than the value of the damping resistor connected in parallel with the second winding,
By applying a first pulse-like current only to the first winding and applying a pulse-like current generated in the secondary winding to the ultrasonic vibrator, a half-wave pulse generated in this secondary winding is obtained. A narrow-band ultrasonic vibrator can be driven by the pulse-shaped current, and the first and second pulse-shaped currents are supplied to the first and second windings to generate two pulse-shaped pulses having opposite polarities generated in the secondary winding. A single pulsed current formed by the current can be applied to the broadband ultrasonic vibrator to drive it, and the value of the damping resistor connected in parallel with the first winding can be changed. By making the value smaller than the value of the damping resistor connected in parallel to the second winding, the pulse-like current generated in the secondary winding can be made to have a steep waveform having a high peak value.
[0017]
Further, a pulse setting means provided in the ultrasonic probe connected to the ultrasonic diagnostic apparatus,
By providing pulse control means for controlling generation of the first pulse-like current and the second pulse-like current according to the pulse setting means,
According to the pulse setting means provided in the ultrasonic probe, the pulse control means provided in the ultrasonic diagnostic apparatus controls the flow of the pulsed current through the first winding and the second winding. One positive / negative pulse is output from the third winding, so that a wide-band ultrasonic transducer can be driven. Further, when the pulse control means controls the flow of the pulse current only through the first winding according to the pulse setting means, it is possible to drive a narrow-band ultrasonic transducer.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 shows main components such as a pulse generation circuit in FIG. 3 shows an operation explanatory view, and FIG. 4 shows a T-shaped equivalent circuit of FIG.
[0020]
An ultrasonic
[0021]
The ultrasonic probe 2I has a probe
[0022]
In the present embodiment, for example, the
[0023]
Further, for example, a
[0024]
The
[0025]
The
This
[0026]
More specifically, the first input pulse from the
[0027]
A second input pulse to which a second input pulse is applied is applied to the gate of a field effect transistor (abbreviated as FET) 22b through a
[0028]
As shown in FIG. 2, a damping resistor R1 sufficient to suppress pulse ringing is connected to both ends of the first winding 24a, and a damping resistor is connected to both ends of the second winding 24b. There is no configuration.
[0029]
The third winding 24c constituting the secondary winding of the
[0030]
Further, both ends of the first winding 24a connected to the FET 22a and the power supply terminal + HV, and both ends of the second winding 24b connected to the
The first winding 24a and the second winding 24b of the
[0031]
Further, in the present embodiment, the input pulse applied to the first input terminal and the second input terminal can be controlled by the
[0032]
In the specific example shown in FIG. 2, the pulse setting unit 10I is formed of a resistor. For example, the
[0033]
In other words, as shown in FIG. 2, in the case of the
[0034]
Further, in the case of the
[0035]
In the present embodiment, a resistor R1 connected in parallel to the first winding 24a and a resistor R2 connected in parallel to the second winding 24a (in the specific example of FIG. In the specific example of FIG. 2, the resistance value is set to R1 <R2 (for the sake of simplicity, the resistance values of the resistors R1 and R2 are also represented by R1 and R2, respectively). are doing.
[0036]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
When an
Then, the resistance value ra of the resistor forming the
[0037]
Then, the
[0038]
In this case, a damping resistor R1 is connected to the first winding 24a, so that occurrence of ringing can be suppressed. When the first input pulse is applied to the FET 22a, the
[0039]
In this state, when an electric current is supplied to the first winding 24a to generate an output pulse (drive pulse) in the third winding 24c, a steep rising waveform and a high voltage as described later (see FIG. 3) are obtained. Can be.
[0040]
At the time of falling of the first input pulse, the
[0041]
In this case, the direction of the current flowing through the second winding 24a is opposite to the direction of the current flowing through the first winding 24a. Therefore, the pulse-like output pulse induced in the third winding 24c is An output pulse (referred to as Pb) having a polarity opposite to that of the output pulse Pa is generated.
In this case, since no damping resistor is connected to both ends of the second winding 24a, the output pulse Pb induced in the third winding 24c has ringing, but damping to suppress ringing ( Resistance), resulting in a steep waveform.
[0042]
Then, one output pulse (a waveform having a steeper waveform and ringing on the second half-wave side than the output pulse shown in FIG. 7) obtained by combining these output pulses Pa and Pb passes through the cable of the
[0043]
In this case, due to the capacitive load of the cable, the rising waveform at the end of one wave of the output pulse is blunted (the steep rising waveform is somewhat less steep), and ringing is suppressed, and the output pulse is suppressed. This is applied to the
[0044]
When a current flows through the first winding 24a by the first input pulse, the resistance Rb is connected to both ends of the second winding 24b in the conventional example of FIG. While energy is consumed by the winding 24b, in the present embodiment, since no resistance is connected to both ends of the second winding 24b, energy is prevented from being consumed by the second winding 24b. Therefore, the voltage (peak value) of the output pulse induced in the third winding 24c can be made larger than that of the conventional example, and a steep waveform can be obtained.
[0045]
Therefore, as compared with the case of the conventional example of FIG. 7, the peak value of the output pulse Pa of the first half wave of one wave can be increased and the waveform can be sharpened, and the rising portion of the output pulse Pb in the latter half of one wave can be reduced. It can be reduced or eliminated. That is, according to the present embodiment, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves with a simple configuration at a high voltage and with a higher frequency component held.
[0046]
The pulse-like ultrasonic wave emitted from the
[0047]
In this case, as described above, since an echo signal having a higher voltage and higher frequency components can be obtained as compared with the conventional example, an ultrasonic tomographic image with good image quality suitable for diagnosis with high resolution can be obtained. Can be obtained.
[0048]
On the other hand, when performing ultrasonic diagnosis by connecting the ultrasonic probe 2B, the ultrasonic probe 2B is connected to the
Then, the resistance value rb of the resistor forming the
[0049]
Then, at the transmission timing, the
In this case, a damping resistor R1 is connected to the first winding 24a, so that occurrence of ringing can be suppressed.
[0050]
Then, this output pulse is applied to the ultrasonic transducer 5B via the cable of the ultrasonic probe 2B. This ultrasonic transducer 5B has, for example, a characteristic of a center frequency
[0051]
In this case, the
Therefore, when a current flows through the first winding 24a, both ends of the second winding 24b are in a state equivalent to a released state. A case where an output pulse is generated by causing a current to flow on the first winding 24a side in such a state will be described in detail with reference to FIG.
[0052]
FIG. 3 shows an input / output portion of the
[0053]
A damping resistor R1 for suppressing pulse ringing is connected in parallel to the first winding 24a, and a damping resistor R2 is connected in parallel to the second winding 24b.
[0054]
An ultrasonic transducer 5C is connected in parallel to the third winding 24c. Here, when a voltage v1 is applied between the terminals of the first winding 24a, a current flowing through the first winding 24a is defined as i1. The voltage v2 appearing between the terminals of the second winding 24b, the current i2 flowing through the second winding 24b, the voltage v3 appearing between the terminals of the third winding 24c, and the current i3 flowing through the third winding 24c are It can be represented by the following equation.
[0055]
Here, L is the self-inductance of the three windings, and M is the mutual inductance of the three windings.
[0056]
v1 = L × d (i1) / dt + M × d (i2) / dt + M × d (i3) / dt
v2 = M × d (i1) / dt + L × d (i2) / dt + M × d (i3) / dt
v3 = M × d (i1) / dt + M × d (i2) / dt + L × d (i3) / dt
Focusing on v3, i2 and i3 actually flow in the opposite direction to the arrow in FIG.
v3 = M × d (i1) / dt−M × d (i2) / dt−L × d (i3) / dt
It becomes. At this time, if the terminals of the winding 2 are open except for the resistor R2,
v3 = M × d (i1) / dt−M / R2 × d (v2) / dt−L × d (i3) / dt
It becomes. Therefore, the value of the voltage v3 increases as the value of the resistor R2 increases. The larger the voltage v3, the more energy can be given to the ultrasonic transducer 5C. At this time, the current i1 is
v1 = L × d (i1) / dt
Therefore, if the voltage v1 is constant, it does not depend on the value of the resistor R1.
[0057]
FIG. 4 shows a T-shaped equivalent circuit by focusing only on the first winding 24a and the second winding 24b. Since L → ∞ and M → ∞ in the ideal transformer, the impedance viewed from the first winding 24a is only the parallel resistance component of the resistors R1 and R2. As described above, in order to increase the value of the voltage v3, the value of the resistor R2 must be increased. The value of the resistor R1 must be small enough to suppress pulse ringing.
[0058]
It is considered that the larger the voltage v3 applied to the inherent impedance of the ultrasonic transducer 5C, the steeper the rise of the voltage v3. Therefore, by satisfying the condition of R1 <R2 with respect to the resistors R1 and R2, the voltage v3 applied to the ultrasonic transducer 5C can be increased, and the rising of the pulse can be sharpened.
[0059]
In the specific configuration of FIG. 2, the resistor R2 corresponds to a case where the resistance value is infinite, and in this case, the ultrasonic transducer 5B is driven with a large voltage output pulse and a steep waveform. You can do it.
[0060]
According to the present embodiment, a pulse that can be driven at a high voltage with a steep waveform such as a rising edge suitable for driving a wide-band
[0061]
(Modification of First Embodiment)
A modified example of the first embodiment will be described. In this modified example, for example, in FIG. 2, a parallel resistor R1 is connected to both ends of a first winding 24a, and a series circuit of a switch S1 and a resistor R1 is connected to both ends of the first winding 24a. .
[0062]
The
In this case, the operation when a current flows through the first winding 24a with the first input pulse is the same as that of the first embodiment. The operation when the current flows through the second winding 24b with the second input pulse is the energy consumption when the resistor R1 is connected to both ends of the first winding 24a in the first embodiment. Can be prevented, and an output pulse having a higher voltage value can be generated.
The other effects are almost the same as those of the first embodiment. In other words, according to this modification, a drive pulse having a higher voltage value can be generated, and an S / N ratio is high, and an ultrasonic tomographic image suitable for ultrasonic diagnosis with high resolution can be obtained.
[0063]
Further, as a modified example, for example, in FIG. 2, a parallel resistor R1 is connected to both ends of the first winding 24a, and a switch S1 and a resistor R1 are connected in series to both ends of the first winding 24a. A circuit is connected, and a series circuit of a switch S2 and a resistor R3 is connected to both ends of the second winding 24b.
[0064]
When generating the first input pulse, the
Similarly, when generating the second input pulse, the switch S1 is turned off and the switch S2 is turned on.
Note that the resistors R1 and R3 satisfy, for example, R1 <R2. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0065]
In this case, the operation when a current flows through the first winding 24a with the first input pulse is the same as that of the first embodiment. Further, the operation when a current flows through the second winding 24b with the second input pulse is slightly different from that of the first embodiment, and is applied to both ends of the first winding 24a in the first embodiment. Energy consumption when the resistor R1 is connected can be prevented, and an output pulse having a higher voltage value can be generated. Note that the ringing is suppressed as compared with the case of the first embodiment because the resistor R3 is connected.
The other effects are almost the same as those of the first embodiment.
[0066]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, a transformer having three windings is used as the
[0067]
For example, a resistor R1 is connected to the first winding 26a of the
[0068]
According to the present embodiment, since a transformer having a simpler configuration can be employed, the cost can be further reduced. The other effects are the same as those of the first embodiment.
[Appendix]
1. Ultrasound diagnosis including a pulse generating circuit for applying a pulse current to a primary winding of a transformer and applying a pulse current generated in a secondary winding to the ultrasonic transducer to drive the ultrasonic transducer In the device,
The primary winding is composed of first and second windings, and a first pulse-like current is applied only to the first winding, and a pulse-like current generated in the secondary winding is applied to an ultrasonic vibrator. To be applied to
A first pulsed current is passed through the first winding, a second pulsed current is passed through the second winding with a delay from the first pulsed current, and a second pulsed current is passed through the second pulsed current. It is possible to generate a pulsed current having a polarity opposite to that of the case where the first pulsed current is applied to the winding,
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the value of a damping resistor connected in parallel with the first winding is smaller than the value of the damping resistor connected in parallel with the second winding.
[0069]
2. Pulse setting means provided in an ultrasonic probe connected to the ultrasonic diagnostic apparatus,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to
[0070]
(Effect) One positive and negative wave pulse and half wave pulse can be selectively output. As a result, a single pulse generator can drive a broadband ultrasonic transducer and a conventional ultrasonic transducer.
[0071]
3. In a pulse generation circuit that generates a drive pulse for driving the ultrasonic transducer,
A first winding to which a first pulse current is input;
A second winding to which a second pulsed current can be input in a direction opposite to the first winding and delayed from the first pulsed current;
A transformer having a third winding in which only the first winding or a third pulse-like current is output by the first and second windings;
A pulse generation circuit in which a value of a damping resistor connected in parallel to the first winding is smaller than a value of a damping resistor connected in parallel to the second winding.
[0072]
4. Ultrasound diagnosis including a pulse generating circuit for applying a pulse current to a primary winding of a transformer and applying a pulse current generated in a secondary winding to the ultrasonic transducer to drive the ultrasonic transducer In the device,
Damping in which the primary winding is composed of first and second windings and a value of a damping resistance between both ends of the second winding is smaller than a value of a damping resistance connected between both ends of the first winding. Regulatory department,
Pulse control means for controlling a pulse current flowing through at least the primary winding in the primary winding and the second winding;
And
A first pulse-like current is applied only to the first winding, and a pulse-like current generated in the secondary winding can be applied to the ultrasonic transducer.
A first pulsed current is passed through the first winding, a second pulsed current is passed through the second winding with a delay from the first pulsed current, and a second pulsed current is passed through the second pulsed current. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a pulse-like current having a polarity opposite to that of a case where a first pulse-like current flows through a winding can be generated.
[0073]
5. In
[0074]
6. In a pulse generation circuit that generates a drive pulse for driving the ultrasonic transducer,
A first winding to which a first pulse current is input;
A second winding to which a second pulsed current can be input in a direction opposite to the first winding and delayed from the first pulsed current;
A transformer having a third winding from which a third pulse-like current is output by the first and second windings;
A pulse generation circuit in which a value of a damping resistor connected in parallel to the first winding is smaller than a value of a damping resistor connected in parallel to the second winding.
[0075]
(Effect) By making the value of the damping resistance connected in parallel to the first winding smaller than the value of the damping resistance connected in parallel to the second winding, the voltage generated in the third winding increases. . As a result, the pulse rises steeply, and a pulse generation circuit suitable for driving a wide-band ultrasonic transducer can be provided.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first winding and the second windingofBy controlling the pulse current flowing through the winding,The generated pulse currentIt can be applied to and drive a narrow band or wide band ultrasonic transducer.
Also, the first windingThe value of the damping resistor connected in parallel with the second winding is smaller than the value of the damping resistor connected in parallel to the second winding.By doing so, the pulse-like current generated in the secondary winding can be made a steep waveform having a high peak value.
[0077]
Further, a pulse setting means provided in the ultrasonic probe connected to the ultrasonic diagnostic apparatus,
By providing pulse control means for controlling generation of the first pulse-like current and the second pulse-like current according to the pulse setting means,
The pulse control means provided in the ultrasonic diagnostic apparatus performs control to supply a pulse current to the first winding 1 and the second winding in accordance with the pulse setting means provided in the ultrasonic probe. As a result, one positive / negative pulse is output from the third winding, and a wide-band ultrasonic transducer can be driven. Further, when the pulse control means controls the flow of the pulse current only through the first winding according to the pulse setting means, it is possible to drive a narrow-band ultrasonic transducer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pulse generation circuit.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of a pulse generation circuit.
FIG. 4 is a diagram showing a T-shaped equivalent circuit of the transformer shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a transformer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a pulse generation circuit for a narrow-band ultrasonic transducer in a conventional example.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a pulse generation circuit for a wideband ultrasonic transducer in a conventional example.
[Explanation of symbols]
1. Ultrasonic diagnostic equipment
2A, 2B ... ultrasonic probe
3. Ultrasonic observation equipment
4: Monitor
5A, 5B ... ultrasonic vibrator
6: Probe body
8 Connector
10A, 10B ... pulse setting section
11 ... Pulse generation circuit
12 ... Signal processing circuit
13 ... Pulse generator
14 ... Pulse control unit
22a, 22b ... FET
24 ... Transformer
24a: first winding
24b: second winding
24c... Third winding
R1 ... Damping resistance
Claims (2)
前記1次巻線を第1及び第2の巻線で構成して、第1の巻線のみに第1のパルス状電流を流し、2次巻線に発生したパルス状電流を超音波振動子に印加可能にすると共に、
第1の巻線に第1のパルス状電流を流し、この第1のパルス状電流に遅れて第2の巻線に第2のパルス状電流を流し、該第2のパルス状電流により2次巻線には第1のパルス状電流を流した場合とは逆極性のパルス状電流を発生可能にし、
かつ第1の巻線と並列接続されたダンピング抵抗の値を第2の巻線に並列接続されたダンピング抵抗の値より小さくした事を特徴とするパルス発生回路を備えた超音波診断装置。Ultrasound diagnosis including a pulse generating circuit for applying a pulse current to a primary winding of a transformer and applying a pulse current generated in a secondary winding to the ultrasonic transducer to drive the ultrasonic transducer In the device,
The primary winding is composed of first and second windings, and a first pulse-like current is applied only to the first winding, and a pulse-like current generated in the secondary winding is applied to an ultrasonic vibrator. To be applied to
A first pulsed current is passed through the first winding, a second pulsed current is passed through the second winding with a delay from the first pulsed current, and a second pulsed current is passed through the second pulsed current. It is possible to generate a pulsed current having a polarity opposite to that of the case where the first pulsed current is applied to the winding,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a pulse generating circuit, wherein a value of a damping resistor connected in parallel with the first winding is smaller than a value of a damping resistor connected in parallel with the second winding.
該パルス設定手段に応じて前記第1のパルス状電流及び前記第2のパルス状電流の発生を制御するパルス制御手段を具備する請求項1に記載のパルス発生回路を備えた超音波診断装置。Pulse setting means provided in an ultrasonic probe connected to the ultrasonic diagnostic apparatus,
2. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a pulse generation circuit according to claim 1, further comprising pulse control means for controlling generation of said first pulse current and said second pulse current according to said pulse setting means.
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