JP4516340B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は超音波診断装置に関し、特に1.25Dタイプの超音波振動子の動作制御に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to operation control of a 1.25D type ultrasonic transducer.
超音波振動子のタイプとしては、1Dアレイ振動子、2Dアレイ振動子が知られているが、それらの中間的なタイプとして、1.25Dアレイ振動子、1.5Dアレイ振動子、なども知られている。 As types of ultrasonic transducers, 1D array transducers and 2D array transducers are known, but as intermediate types, 1.25D array transducers, 1.5D array transducers, etc. are also known. It has been.
従来の1.25Dアレイ振動子は、1Dアレイ振動子と同様に、アレイ方向に複数の振動素子を配列してなるものであって、各振動素子はエレべーション方向に複数の要素に分割される。その分割数は例えば3又は5などであるが、偶数の場合もある。例えば、分割数3の場合には、中央要素とその両側の端部要素ペアとで構成され、分割数5の場合には、中央要素と、それを挟んだ第1端部要素ペアと、更にその外側に設けられる第2端部要素ペアと、で構成される。各端部要素ペアは、エレべーション方向の中心位置から見て対称の位置にある2つの要素で構成される。 A conventional 1.25D array transducer is formed by arranging a plurality of vibration elements in the array direction, like the 1D array transducer, and each vibration element is divided into a plurality of elements in the elevation direction. The The number of divisions is 3 or 5, for example, but may be an even number. For example, in the case of the division number 3, it is composed of a central element and end element pairs on both sides thereof, and in the case of the division number 5, the central element and a first end element pair sandwiching the center element, and And a second end element pair provided on the outside thereof. Each end element pair is composed of two elements at symmetrical positions when viewed from the center position in the elevation direction.
以上のように、1.25Dアレイ振動子は、アレイ方向に並んだ複数の振動素子つまり要素列として構成され、各要素列はエレべーション方向に並んだ複数の要素で構成される。従来の1.25Dアレイ振動子においては、各振動素子ごとに、端部要素ペアの接続の有無や接続数を個別的に切り換えることはできなかった。つまり、全振動素子についてエレべーション方向の開口幅を一律にしか設定できなかった。なお、1.5Dアレイ振動子においては、一般に、フォーカス点の深さに応じて、アレイ方向の開口幅が可変設定され、且つ、エレべーション方向の開口幅も可変設定される。 As described above, the 1.25D array transducer is configured as a plurality of vibrating elements, that is, element rows arranged in the array direction, and each element row is configured of a plurality of elements arranged in the elevation direction. In the conventional 1.25D array transducer, the presence / absence of the connection of the end element pairs and the number of connections cannot be individually switched for each vibration element. That is, the opening width in the elevation direction can be set only uniformly for all vibration elements. In the 1.5D array transducer, generally, the opening width in the array direction is variably set according to the depth of the focus point, and the opening width in the elevation direction is also variably set.
なお、1.5Dアレイ振動子は、上記の端部要素ペアごとに中央要素とは別の遅延制御を行って、アレイ方向と同様にエレべーション方向についても電子的にビームパターンを制御するものである。これに対し、1.25Dアレイ振動子は、個々の振動素子において動作させる各要素に対して共通の送信信号を供給し、またそれら各要素からの受信信号をまとめて1つの受信信号として処理するものである。 The 1.5D array transducer controls the beam pattern electronically in the elevation direction as well as the array direction by performing delay control different from the central element for each of the end element pairs. It is. On the other hand, the 1.25D array transducer supplies a common transmission signal to each element operated in each vibration element, and processes reception signals from these elements together as one reception signal. Is.
以上のように、従来の1.25Dアレイ振動子においては、各振動素子ごとにエレべーション方向の開口幅を個別的に設定できないという問題がある。 As described above, the conventional 1.25D array transducer has a problem that the opening width in the elevation direction cannot be individually set for each transducer element.
上記特許文献1には、1.25Dアレイ振動子に相当するアレイ振動子が開示されているが、アレイ方向における端部に存在する振動素子についてはエレべーション方向の開口幅が固定されている。そもそも当該特許文献に記載された構成は、電子セクタ走査において、矩形の開口をその中心位置を不動にして且つその形状を維持して段階的に大小させるためのものである。なお、特許文献1の図5には、各振動素子ごとに要素ペアの動作有無を選択するスイッチを設けた構成が開示されているが、それらのスイッチの動作を個別制御すること、つまり各振動素子位置におけるエレべーション方向の開口を個別設定することについて記載されていない。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses an array transducer corresponding to a 1.25D array transducer, but the opening width in the elevation direction is fixed for the vibration element present at the end in the array direction. . In the first place, the configuration described in the patent document is to increase or decrease the size of the rectangular opening step by step while keeping the center position of the rectangular opening in the electronic sector scanning. Note that FIG. 5 of Patent Document 1 discloses a configuration in which a switch for selecting whether or not an element pair operates is provided for each vibration element. However, individual control of the operation of these switches, that is, each vibration is disclosed. There is no description about individually setting the opening in the elevation direction at the element position.
上記の特許文献2には、アレイ振動子をエレべーション方向に時分割動作させることが開示されている。各時分割動作で得られる受信信号は遅延加算処理されており、つまり、そのアレイ振動子は結果として1.5Dアレイ振動子として機能している。上記の特許文献3の図7には上記特許文献2に記載された構成と同様の構成が記載されている。 Patent Document 2 described above discloses that the array transducer is operated in a time-sharing manner in the elevation direction. The received signal obtained by each time division operation is subjected to delay addition processing, that is, the array transducer functions as a 1.5D array transducer as a result. FIG. 7 of Patent Document 3 described above describes a configuration similar to that described in Patent Document 2.
本発明の目的は、1.25Dアレイ振動子において、アレイ方向の各振動素子位置ごとに、エレべーション方向の開口幅を個別的に設定できるようにすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to individually set the opening width in the elevation direction for each vibration element position in the array direction in the 1.25D array transducer.
本発明の他の目的は、1.25Dアレイ振動子において、送信時及び受信時のそれぞれにおいて良好な開口形状を設定できるようにすることにある。 Another object of the present invention is to make it possible to set a favorable aperture shape at the time of transmission and at the time of reception in a 1.25D array transducer.
本発明の他の目的は、1.25Dアレイ振動子において、連続波ドプラモードに対応して適切な送信開口及び受信開口を設定することにある。 Another object of the present invention is to set an appropriate transmission aperture and reception aperture corresponding to a continuous wave Doppler mode in a 1.25D array transducer.
本発明の他の目的は、1.25Dアレイ振動子において、ケーブルを挿通する信号線の本数を削減し、また、簡易な制御を実現することにある。 Another object of the present invention is to reduce the number of signal lines that pass through a cable and realize simple control in a 1.25D array transducer.
(1)本発明は、アレイ方向に並んだ複数の振動素子からなるアレイ振動子と、前記各振動素子ごとに個別的に設けられた複数のスイッチ回路からなるスイッチ回路群と、前記スイッチ回路群に対してスイッチ動作パターンを切り換え設定するコントローラと、前記複数の振動素子に対応して設けられた複数の信号線を有するケーブルと、を含む超音波探触子と、前記複数の信号線に接続される送受信部と、前記コントローラに対して制御信号を出力する送受信制御部と、を有し、前記超音波探触子のケーブルが接続される装置本体と、を含み、前記各振動素子は、前記アレイ方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の要素からなる要素列として構成され、前記各要素列は、前記エレべーション方向における中央位置に設けられ、前記ケーブルを構成する信号線に常時接続された1又は複数の常用要素と、前記エレべーション方向における中央位置から両側の対称位置に設けられた少なくとも1つの要素ペアであって、前記信号線に選択的に接続される少なくとも1つの選択用要素ペアと、で構成され、前記コントローラは、前記各スイッチ回路の動作を個別的にコントロールする信号を前記各スイッチ回路へ出力し、これにより、前記各スイッチ回路は、それに対応する振動素子に含まれる各選択用要素ペアについて前記信号線への接続の有無を選択し、前記アレイ振動子が、前記アレイ方向に開口サイズを可変でき、且つ、前記アレイ方向における各振動素子位置ごとに前記エレべーション方向の開口サイズを個別的に設定できる非一律動作型1.25Dアレイ振動子である、ことを特徴とする。 (1) The present invention provides an array transducer including a plurality of vibration elements arranged in the array direction, a switch circuit group including a plurality of switch circuits individually provided for each of the vibration elements, and the switch circuit group. An ultrasonic probe including a controller that switches and sets a switch operation pattern with respect to the plurality of vibration elements, and a cable having a plurality of signal lines provided corresponding to the plurality of vibration elements, and connected to the plurality of signal lines A transmission / reception unit, and a transmission / reception control unit that outputs a control signal to the controller, and an apparatus main body to which a cable of the ultrasonic probe is connected, It is configured as an element row composed of a plurality of elements arranged in an elevation direction orthogonal to the array direction, and each element row is provided at a central position in the elevation direction. One or a plurality of regular elements always connected to the signal line constituting the cable, and at least one element pair provided at symmetrical positions on both sides from the center position in the elevation direction, and selected as the signal line And at least one selection element pair connected to each other, and the controller outputs a signal individually controlling the operation of each switch circuit to each switch circuit. The circuit selects the presence or absence of connection to the signal line for each selection element pair included in the corresponding vibration element, and the array transducer can vary the opening size in the array direction , and the array direction non uniform operation type 1.25D array transducer that can be set individually the aperture size of the Jer base Shon direction for each vibration element position in There, characterized in that.
上記構成によれば、各振動素子ごとに個別的にスイッチ回路が設けられ、各スイッチ回路によって、各振動素子に含まれる1又は複数の選択要素ペアをそれぞれ当該振動素子用の信号線に接続するか否かが選択される。したがって、1.25Dアレイ振動子であっても、各振動素子ごとにエレべーション方向の開口幅を個別的に設定できる。すなわち、上記従来の1.25Dアレイ振動子ではアレイ方向の各振動素子位置においてエレべーション方向の開口サイズにつき一律の設定しかできなかったが、上記構成によれば非一律の設定を行える。スイッチ回路群の動作制御は、プローブヘッド内に設けられたコントローラが装置本体側からの制御信号に基づいて実行する。したがって、2Dアレイ振動子のように二次元の送信開口形状及び受信開口形状を適宜設定でき、しかも、探触子ケーブルを構成する信号線の本数については1Dアレイ振動子を用いる場合の本数(通常、100−200本)に若干のコントロール用信号線を付加するだけでよいので、1.5Dアレイ振動子や2Dアレイ振動子を用いる場合に比べて、探触子ケーブルを著しく細くできる。ここで、コントロール用信号線の本数は、例えば、1−10本であり、特に望ましくはコントロール信号のシリアル伝送により、1本あるいは数本まで削減できる。送信期間と受信期間との間でスイッチ動作パターンを切り換えられるように構成するのが望ましい。
According to the above configuration, the switch circuit is individually provided for each vibration element, and each switch circuit connects one or a plurality of selection element pairs included in each vibration element to the signal line for the vibration element. Is selected. Therefore, even with a 1.25D array transducer, the opening width in the elevation direction can be individually set for each transducer element. That is, in the conventional 1.25D array transducer, only a uniform setting can be made for the opening size in the elevation direction at each vibration element position in the array direction. However, according to the above configuration, a non-uniform setting can be performed. The operation control of the switch circuit group is executed by a controller provided in the probe head based on a control signal from the apparatus main body side. Therefore, the two-dimensional transmission aperture shape and the reception aperture shape can be set as in the case of the 2D array transducer, and the number of signal lines constituting the probe cable is the number when the 1D array transducer is used (normally 100-200), it is only necessary to add a few control signal lines, so that the probe cable can be remarkably thin compared with the case of using a 1.5D array transducer or a 2D array transducer. Here, the number of control signal lines is, for example, 1-10, and can be reduced to one or several by serial transmission of control signals. It is desirable that the switch operation pattern be switched between the transmission period and the reception period.
望ましくは、前記送受信制御部は、送信開口の二次元形状と受信開口の二次元形状とを異ならせる。この構成によれば、送信時と受信時とで個別的に最適な音場を形成できる。特に、送信時の開口形状を円形あるいは楕円形としたり、受信時の開口形状を矩形等とすることができ、また、送信時の開口形状よりも受信時の開口形状を大きくすることもできる。なお、一般に、エレべーション方向の中心位置を通過するアレイ方向の中心線に対して、各開口形状は線対称となる。 Preferably, the transmission / reception control unit makes the two-dimensional shape of the transmission aperture different from the two-dimensional shape of the reception aperture. According to this configuration, an optimal sound field can be formed individually for transmission and reception. In particular, the aperture shape at the time of transmission can be a circle or an ellipse, the aperture shape at the time of reception can be a rectangle or the like, and the aperture shape at the time of reception can be made larger than the aperture shape at the time of transmission. In general, each opening shape is axisymmetric with respect to the center line in the array direction passing through the center position in the elevation direction.
望ましくは、前記送受信制御部は、前記送信開口及び前記受信開口をアレイ方向に電子走査する。各振動素子ごとに個別的に開口サイズを設定できるので、各開口形状を維持したままそれをアレイ方向に電子リニア走査することができる。 Preferably, the transmission / reception control unit electronically scans the transmission aperture and the reception aperture in the array direction. Since the aperture size can be individually set for each vibration element, it is possible to perform electronic linear scanning in the array direction while maintaining the shape of each aperture.
望ましくは、前記送受信制御部は、連続波ドプラモードにおいて前記アレイ振動子上に送信開口及び受信開口を同時に設定し、前記送信開口の二次元形状と前記受信開口の二次元形状とを異ならせる。連続波ドプラモードでは、アレイ振動子に送信開口と受信開口とが同時かつ並んで設定されるが、上記構成によれば、各振動素子ごとにエレべーション方向の開口幅を設定できるので、連続波ドプラモードにおける各開口のエレべーション方向の幅あるいは二次元形状をそれぞれ適宜設定できる。例えば、エレべーション方向について、送信開口よりも受信開口を大きくすることも容易である。なお、送信開口と受信開口との間に空隙地帯(不動作区間)を設けて音響的な回り込みを防止するようにしてもよい。 Preferably, the transmission / reception control unit simultaneously sets a transmission aperture and a reception aperture on the array transducer in the continuous wave Doppler mode, and makes the two-dimensional shape of the transmission aperture different from the two-dimensional shape of the reception aperture. In the continuous wave Doppler mode, the transmission aperture and the reception aperture are set simultaneously and side by side in the array transducer. However, according to the above configuration, the aperture width in the elevation direction can be set for each resonator element. The width or two-dimensional shape of each opening in the wave Doppler mode can be set as appropriate. For example, it is easy to make the reception aperture larger than the transmission aperture in the elevation direction. Note that an air gap zone (non-operating section) may be provided between the transmission opening and the reception opening to prevent acoustic wraparound.
望ましくは、前記送信開口のエレべーション方向の大きさよりも前記受信開口のエレべーション方向の大きさの方が大きい。望ましくは、前記送受信制御部は、フォーカス点の深さに応じて少なくとも送信開口の二次元形状を可変する。 Preferably, the size of the reception aperture in the elevation direction is larger than the size of the transmission aperture in the elevation direction. Preferably, the transmission / reception control unit changes at least the two-dimensional shape of the transmission aperture according to the depth of the focus point.
望ましくは、前記送受信制御部は、前記制御信号として、スイッチ動作パターンを特定するコード信号を出力し、前記コントローラは、前記コード信号をデコードするデコーダを含む。望ましくは、前記コード信号はシリアルデータとして伝送される。 Preferably, the transmission / reception control unit outputs a code signal specifying a switch operation pattern as the control signal, and the controller includes a decoder for decoding the code signal. Preferably, the code signal is transmitted as serial data.
上記構成によれば、シリアルデータが伝送されるので、その伝送に要する信号線の本数を少なくでき、基本的に1本の信号線でシリアルデータを伝送できる。シリアルデータがデコードされ、各スイッチ回路の動作を制御するためのコントロール信号が生成される。各振動素子が3つの要素で構成される場合、つまり中央の常時要素とその両側にある一対の選択用要素ペアとで構成される場合、各スイッチ回路へ供給するコントロール信号はスイッチのon/off信号でよい。 According to the above configuration, since serial data is transmitted, the number of signal lines required for the transmission can be reduced, and basically the serial data can be transmitted through one signal line. The serial data is decoded, and a control signal for controlling the operation of each switch circuit is generated. When each vibration element is composed of three elements, that is, when it is composed of a constant element at the center and a pair of selection elements on both sides, the control signal supplied to each switch circuit is on / off of the switch. It can be a signal.
なお、必要に応じて、更に、クロック信号用の信号線、電源用の信号線、グランド用の信号線などが付加されるが、その場合においても、1.5Dアレイ振動子や2Dアレイ振動子を用いる場合等に比べて、探触子ケーブルの太さを非常に細くできる。 If necessary, a signal line for a clock signal, a signal line for power supply, a signal line for ground, and the like are added. In this case, the 1.5D array vibrator and the 2D array vibrator are also used. The thickness of the probe cable can be made very thin as compared with the case of using.
以上説明したように、本発明によれば、1.25Dアレイ振動子において、アレイ方向の各振動素子位置ごとに、エレべーション方向の開口幅を個別的に設定できる。本発明によれば、送信時及び受信時のそれぞれにおいて良好な開口形状を設定できる。本発明によれば、連続波ドプラモードに対応して適切な送信開口及び受信開口を設定できる。本発明によれば、ケーブルを挿通する信号線の本数を削減し、また、簡易な制御を実現できる。 As described above, according to the present invention, in the 1.25D array transducer, the opening width in the elevation direction can be individually set for each vibration element position in the array direction. According to the present invention, it is possible to set a favorable opening shape at the time of transmission and at the time of reception. According to the present invention, it is possible to set an appropriate transmission aperture and reception aperture corresponding to the continuous wave Doppler mode. According to the present invention, the number of signal lines that pass through a cable can be reduced, and simple control can be realized.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はそのブロック図である。 FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram thereof.
超音波診断装置は、本体10と超音波探触子とによって構成される。超音波探触子はプローブヘッド12及びプローブケーブル14によって構成される。ここで、超音波探触子は、本実施形態において、生体の表面上に当接して用いられるものであるが、その超音波探触子が体腔内に挿入されるものであってもよい。
The ultrasonic diagnostic apparatus includes a main body 10 and an ultrasonic probe. The ultrasonic probe includes a probe head 12 and a
プローブヘッド12は、1.25Dタイプのアレイ振動子16を有する。このアレイ振動子16は、アレイ方向(Y方向)に整列した複数の振動素子18によって構成される。たとえばアレイ振動子16は100あるいは200個の振動素子18によって構成される。各振動素子18は、図1に示す例において5つの要素18a〜18cに分割されている。ここで、中央要素18aは、当該振動素子18用の信号線100に常に接続された要素であり、それを中心として左右両側に2つの要素ペア18b,18cが設けられている。要素ペア18bは、エレべーション方向であるX方向の中心から等距離にある2つの要素によって構成され、これは要素ペア18cについても同様である。要素ペア18bには信号線102が接続され、要素ペア18cには信号線104が接続される。信号線102,104はそれぞれスイッチ回路20によって信号線100に対する接続の有無が切換えられる。
The probe head 12 has a 1.25D
以上のようにアレイ振動子16はアレイ方向に整列した複数の振動素子18によって構成され、各振動素子18はエレべーション方向に整列した複数の要素18a〜18cによって構成される。そして、以下に説明するスイッチ回路20のペア選択により中央要素18aと共に信号が供給されあるいは信号が出力される要素ペアが選択される。ちなみに、各振動素子18ごとに上記の信号線100,102,104(及び以下のスイッチ回路20)が設けられている。
As described above, the
プローブヘッド12内には電子回路32が設けられている。電子回路32は、複数のスイッチ回路20からなるスイッチ回路群を有している。各振動素子18ごとにそれに対応するスイッチ回路20が設けられている。スイッチ回路20は上記のように当該振動素子用の本来的な信号線100に対して各ペアごとの信号線102,104を接続するか否かを選択する。このため、スイッチ回路20は2つの要素ペアに対応して設けられた2つのスイッチ22A,22Bを有している。本実施形態において、スイッチ回路20は、信号処理回路24を有している。この信号処理回路24は必要に応じて設けられるものであり、送信信号に対する増幅等の処理や受信信号に対する増幅等の処理を行う。スイッチ回路20ごとに各振動素子用の信号線108が設けられ、その信号線108は信号処理回路24を介して信号線100に接続されている。
An electronic circuit 32 is provided in the probe head 12. The electronic circuit 32 has a switch circuit group including a plurality of
プローブヘッド12内には、コントローラとしてのデコーダ26が設けられている。このデコーダ26は本体10側から制御信号としてのコード信号109が入力されると、そのコード信号をデコードして各スイッチ回路20の動作をコントロールする信号を生成する。ここで、コード信号はシリアル伝送されており、すなわち、そのコード信号を伝送する信号線109としては基本的に1本のみ設ければよい。
A
ただし、必要に応じてデコーダ26を動作させるためのクロック信号をシリアル伝送するようにしてもよいし、またデコーダ26を動作させるための電源を供給するようにしてもよい。
However, a clock signal for operating the
図1に示す例では、各振動素子18が2つの要素ペア18b,18cを有しており、これに対応して各スイッチ回路20において2つのスイッチ22A,22bが設けられている。デコーダ26から各スイッチ回路20へ与えられる制御信号106は例えば各スイッチ22A,22Bの動作をオンオフコントロールする2本の信号ラインであってもよい。各振動素子18が中央要素18aに加えて1つの要素ペアのみを有する場合、各スイッチ回路20へ与える信号線は基本的に1本でよく、すなわちその信号線に対してスイッチのオンオフを切り換える信号を与えればよい。
In the example shown in FIG. 1, each
以上の構成から理解されるように、探触子ケーブル14は複数の振動素子18に対応して設けられた複数の信号線108の他に、上記のコントロール用の信号線109及び必要な少数の信号線が含まれる。したがって、従来の1Dアレイ振動子を用いる場合における信号線の本数に加えて若干の信号線を加えるだけで探触子ケーブル14を構成することができ、1.5Dアレイ振動子や2Dアレイ振動子を用いる場合に比べて探触子ケーブル14の太さを十分に細くできるという利点がある。つまり、探触子ケーブル14を細くしてプローブヘッド12の取り扱い性を向上できると共に、後述するように各振動素子ごとにエレべーション方向の開口幅を自在に設定できるという利点がある。
As can be understood from the above configuration, the
本体10は、複数の信号線108に接続された送受信部28を有している。送受信部28は、複数の振動素子18に対応して設けられた複数の送信器及び受信器を有している。送受信制御部30は送受信部28の動作を制御すると共に、上記のコード信号を生成し、それをデコーダ26に対して供給している。また送信制御部30は必要に応じて各信号処理回路24に対して供給する制御信号を生成している。そのような制御信号は信号線107を用いて伝送される。
The main body 10 has a transmission /
本実施形態においては、1.25Dアレイ振動子が構成されているため、従来の1.25Dアレイ振動子と同様に、超音波のフォーカス点の深さに応じてエレべーション方向の送受信開口幅を可変設定することができる。また、通常の1Dアレイ振動子と同様に、アレイ方向についても送受信開口幅を可変設定することができる。したがって、アレイ方向及びエレべーション方向の両方向について開口幅を自在に設定できるため、換言すれば、フォーカス点の深さに応じて送信開口及び受信開口の二次元形状を自在に設定できるという利点がある。ただし、各開口は、エレべーション方向における中心点を通過するアレイ方向中心線に対して対称の形状を有するものである。 In the present embodiment, since the 1.25D array transducer is configured, similarly to the conventional 1.25D array transducer, the transmission / reception aperture width in the elevation direction according to the depth of the ultrasonic focus point. Can be variably set. Similarly to the normal 1D array transducer, the transmission / reception aperture width can be variably set in the array direction. Therefore, the aperture width can be freely set in both the array direction and the elevation direction. In other words, there is an advantage that the two-dimensional shape of the transmission aperture and the reception aperture can be freely set according to the depth of the focus point. is there. However, each opening has a symmetrical shape with respect to the center line in the array direction passing through the center point in the elevation direction.
また、本実施形態に係る構成によれば、送信期間と受信期間との間において、デコーダ26に対して適切なコード信号を与えることにより、送信時におけるスイッチ動作パターンと受信時におけるスイッチ動作パターンとを切り換えることができ、すなわち送信時における送信開口形状と受信時における受信開口形状とをそれぞれ独立して設定できるという利点がある。
Further, according to the configuration according to the present embodiment, by providing an appropriate code signal to the
次に、図2〜図5を用いて送信開口及び受信開口の可変設定について説明する。 Next, variable setting of the transmission aperture and the reception aperture will be described with reference to FIGS.
図2において、(A)にはアレイ振動子16上に設定された送信開口44が示されており、(B)にはアレイ振動子16上に設定された受信開口46が示されている。それらの開口44,46は交互に形成され、電子リニア走査法にしたがってアレイ方向に電子走査される。図2に示されるように、送信開口44は、それ全体として円形あるいは楕円形をもって構成されており、その一方において、受信開口46は四角形あるいは長方形といった矩形の形状を有している。このように、本実施形態によれば送信時と受信時とで開口の形状を独立して定めることができ、すなわち送信時においては送信音場が最も良好になるような開口の二次元形状が設定され、一方、受信時においてはできるだけエコー信号を多く受信できるようにより広い開口面積を設定することができる。なお図2において受信開口46は矩形の形状を有しており、送信開口44よりも大きなサイズをもっていたが、送信開口44と受信開口46の形状を合わせることもでき、またそのサイズについては状況に応じて適宜設定することができる。
2A shows a
なお、上記のような電子リニア走査を行う場合において、フォーカス点の深さに応じてアレイ方向及びエレべーション方向における開口幅を可変設定した方が望ましい点については上記で説明した通りである。 As described above, it is desirable to variably set the aperture width in the array direction and the elevation direction in accordance with the depth of the focus point when performing electronic linear scanning as described above.
図3には、アレイ振動子16を電子セクタ走査によって駆動する場合における送受信開口48が示されている。送受信開口48は全体として菱形あるいは長楕円の形状をもっており、すなわち端部においてエレべーション方向における開口幅が狭められており、これによってサイドローブの低減化が図られている。ちなみに、電子セクタ走査を行う場合においても、送信開口形状と受信開口形状とを異ならせてもよい。例えば図3に示される開口形状を送信時において採用し、受信時においてはアレイ振動子16の全体を開口としてもよい。なお、受信時におけるサイドローブの影響を低減するため、各振動素子に対応する受信信号に対して利得の調整などを行い、これによって電子的に重み付けを行うようにしてもよい。
FIG. 3 shows a transmission /
図4及び図5には、エレべーション方向に3つの要素が配列されたアレイ振動子40
,42が示されている。このような構成が採用される場合、各振動素子は中央要素とその両側に設けられた一対の要素ペアとによって構成され、要素ペアについてはそれぞれオンオフ信号を与えることによって中央要素への接続の有無が切換えられる。図4に示す例では、電子セクタ走査を前提として、アレイ方向についてはアレイ振動子40の全体にわたって開口幅が設定されているが、エレべーション方向についてはアレイ方向の中央部において最大の開口とされているものの、その両端部50Bにおいては中央要素のみが動作している。
4 and 5 show an
, 42 are shown. When such a configuration is adopted, each vibration element is composed of a central element and a pair of element pairs provided on both sides thereof, and each element pair is connected to the central element by providing an on / off signal. Is switched. In the example shown in FIG. 4, the aperture width is set over the
図5に示す例は、連続波ドプラ法(CWドプラ法)にしたがってアレイ振動子42を動作させる場合の送信開口52及び受信開口54が示されている。連続波ドプラ法では、送信開口52から連続波としての超音波が連続的に放射され、その一方において、生体内から連続的に反射してくる反射波が受信開口54によって受波される。本実施形態では、各振動素子ごとにエレべーション方向における開口幅を設定可能であるため、図5に示されるように、送信開口52についてはエレべーション方向の開口幅を小さくし、一方、受信開口54についてはエレべーション方向における開口幅を大きくすることが可能となる。ちなみに、ビームスピアリングなどを行うことも可能であり、その場合においては送信ビームと受信ビームとの交点位置におけるドプラ情報が精度良く観測される。
The example shown in FIG. 5 shows a transmission aperture 52 and a reception aperture 54 when the
以上のように、アレイ振動子において、1又は複数の常用要素と1又は複数の選択用要素ペアとを設け、各振動素子ごとに1又は複数の選択用要素ペアについての動作の有無を自在に設定できるように構成したので、一定の制約があるものの2Dアレイ振動子のように様々な形状をもった送信開口及び受信開口を実現することができ、その一方において、探触子ケーブルを構成する信号線の本数を2Dアレイ振動子などよりも著しく削減できるという利点がある。更に、上記の実施形態においては送信時と受信時とでスイッチ動作パターンを切り換えることができるので、送信開口の二次元形状と受信開口の二次元形状とを切り換えて送信時及び受信時の各音場を最適化することができ、結果として、超音波画像の画質を高めることが可能となる。更に、上記実施形態においては、プローブヘッド内における電子回路の制御にあたって数本(例えば2〜5本)の信号線を追加するだけでよいので、上記のような開口形状の自由度という利点を享受しつつも、同時に、プローブケーブルの細径化を達成できるという利点がある。なお、上記において示した各開口形状はもちろん一例であって、様々な開口形状を採用することができる。特に、フォーカス点の深さが異なるごとに開口形状を可変したりあるいは開口サイズを可変するのが望ましい。 As described above, in the array transducer, one or a plurality of common elements and one or a plurality of selection element pairs are provided, and the operation of one or a plurality of selection element pairs can be freely performed for each vibration element. Since it is configured so that it can be set, although there are certain restrictions, it is possible to realize a transmission aperture and a reception aperture having various shapes like a 2D array transducer, and on the other hand, a probe cable is configured. There is an advantage that the number of signal lines can be remarkably reduced as compared with a 2D array transducer or the like. Furthermore, in the above embodiment, since the switch operation pattern can be switched between transmission and reception, each sound during transmission and reception can be switched between the two-dimensional shape of the transmission aperture and the two-dimensional shape of the reception aperture. The field can be optimized, and as a result, the image quality of the ultrasonic image can be improved. Furthermore, in the above embodiment, only a few (for example, 2 to 5) signal lines need to be added for controlling the electronic circuit in the probe head, so that the advantage of the freedom of the opening shape as described above can be enjoyed. However, at the same time, there is an advantage that the diameter of the probe cable can be reduced. In addition, each opening shape shown above is an example of course, and various opening shapes are employable. In particular, it is desirable to change the aperture shape or the aperture size every time the depth of the focus point is different.
10 本体、12 プローブヘッド、14 探触子ケーブル(プローブケーブル)、16 アレイ振動子(1.25D振動子)、18 振動素子、20 スイッチ回路、22A,22B スイッチ、24 信号処理回路、26 デコーダ、28 送受信部、30 送受信制御部。 10 body, 12 probe head, 14 probe cable (probe cable), 16 array transducer (1.25D transducer), 18 transducer, 20 switch circuit, 22A, 22B switch, 24 signal processing circuit, 26 decoder, 28 Transmission / reception unit, 30 Transmission / reception control unit.
Claims (8)
前記複数の信号線に接続される送受信部と、前記コントローラに対して制御信号を出力する送受信制御部と、を有し、前記超音波探触子のケーブルが接続される装置本体と、
を含み、
前記各振動素子は、前記アレイ方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の要素からなる要素列として構成され、
前記各要素列は、
前記エレべーション方向における中央位置に設けられ、前記ケーブルを構成する信号線に常時接続された1又は複数の常用要素と、
前記エレべーション方向における中央位置から両側の対称位置に設けられた少なくとも1つの要素ペアであって、前記信号線に選択的に接続される少なくとも1つの選択用要素ペアと、
で構成され、
前記コントローラは、前記各スイッチ回路の動作を個別的にコントロールする信号を前記各スイッチ回路へ出力し、これにより、前記各スイッチ回路は、それに対応する振動素子に含まれる各選択用要素ペアについて前記信号線への接続の有無を選択し、
前記アレイ振動子が、前記アレイ方向に開口サイズを可変でき、且つ、前記アレイ方向における各振動素子位置ごとに前記エレべーション方向の開口サイズを個別的に設定できる非一律動作型1.25Dアレイ振動子である、ことを特徴とする超音波診断装置。 An array transducer composed of a plurality of vibration elements arranged in the array direction, a switch circuit group composed of a plurality of switch circuits individually provided for each of the vibration elements, and a switch operation pattern for the switch circuit group An ultrasonic probe including a controller for switching setting and a cable having a plurality of signal lines provided corresponding to the plurality of vibration elements;
A transmission / reception unit connected to the plurality of signal lines; and a transmission / reception control unit that outputs a control signal to the controller; and an apparatus main body to which a cable of the ultrasonic probe is connected;
Including
Each of the vibrating elements is configured as an element row composed of a plurality of elements arranged in an elevation direction orthogonal to the array direction,
Each element sequence is
One or more common elements provided at a central position in the elevation direction and always connected to a signal line constituting the cable;
At least one element pair provided at a symmetrical position on both sides from the center position in the elevation direction, and at least one element pair for selection selectively connected to the signal line;
Consists of
The controller outputs a signal for individually controlling the operation of each switch circuit to each switch circuit, whereby each switch circuit performs the selection element pair included in the corresponding vibration element. Select whether to connect to the signal line,
A non-uniform operation type 1.25D array in which the aperture size of the array transducer can be varied in the array direction , and the aperture size in the elevation direction can be individually set for each vibration element position in the array direction. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by being a vibrator .
前記送受信制御部は、送信開口の二次元形状と受信開口の二次元形状とを異ならせることを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 1.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the transmission / reception control unit makes the two-dimensional shape of the transmission aperture different from the two-dimensional shape of the reception aperture.
前記送受信制御部は、前記送信開口及び前記受信開口をアレイ方向に電子走査することを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the transmission / reception control unit electronically scans the transmission aperture and the reception aperture in an array direction.
前記送受信制御部は、連続波ドプラモードにおいて前記アレイ振動子上に送信開口及び受信開口を同時に設定し、
前記送信開口の二次元形状と前記受信開口の二次元形状とを異ならせたことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 1.
The transmission / reception control unit simultaneously sets a transmission aperture and a reception aperture on the array transducer in continuous wave Doppler mode,
2. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a two-dimensional shape of the transmission aperture is different from a two-dimensional shape of the reception aperture.
前記送信開口のエレべーション方向の大きさよりも前記受信開口のエレべーション方向の大きさの方が大きいことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 4.
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a size of the reception aperture in the elevation direction is larger than a size of the transmission aperture in the elevation direction.
前記送受信制御部は、フォーカス点の深さに応じて少なくとも送信開口の二次元形状を可変することを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 1.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the transmission / reception control unit varies at least the two-dimensional shape of the transmission aperture according to the depth of the focus point.
前記送受信制御部は、前記制御信号として、スイッチ動作パターンを特定するコード信号を出力し、
前記コントローラは、前記コード信号をデコードするデコーダを含むことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 1.
The transmission / reception control unit outputs a code signal specifying a switch operation pattern as the control signal,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the controller includes a decoder that decodes the code signal.
前記コード信号はシリアルデータとして伝送されることを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 7.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the code signal is transmitted as serial data.
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US8128563B2 (en) * | 2007-10-16 | 2012-03-06 | General Electric Company | Method and apparatus for reducing size of ultrasound transducer cable |
US8508103B2 (en) * | 2009-03-23 | 2013-08-13 | Sonavation, Inc. | Piezoelectric identification device and applications thereof |
JP5486901B2 (en) * | 2009-11-06 | 2014-05-07 | 株式会社東芝 | Ultrasonic diagnostic equipment |
US9575165B2 (en) | 2010-05-25 | 2017-02-21 | General Electric Company | Ultrasound probe and ultrasound imaging system |
US8430819B2 (en) * | 2010-05-28 | 2013-04-30 | General Electric Company | System and method for ultrasound imaging with a configurable receive aperture |
JP5574936B2 (en) | 2010-12-07 | 2014-08-20 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03181877A (en) * | 1989-11-28 | 1991-08-07 | Hewlett Packard Co <Hp> | Supersonic system |
JPH0576527A (en) * | 1991-09-24 | 1993-03-30 | Fujitsu Ltd | Production of ultrasonic probe and composite piezoelectric oscillator used for the probe |
JPH0862196A (en) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
JPH11113898A (en) * | 1997-10-17 | 1999-04-27 | Aloka Co Ltd | Ultrasonograph |
JP2003260055A (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-16 | Hitachi Medical Corp | Ultrasonograph |
JP2004057460A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnostic instrument |
-
2004
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03181877A (en) * | 1989-11-28 | 1991-08-07 | Hewlett Packard Co <Hp> | Supersonic system |
JPH0576527A (en) * | 1991-09-24 | 1993-03-30 | Fujitsu Ltd | Production of ultrasonic probe and composite piezoelectric oscillator used for the probe |
JPH0862196A (en) * | 1994-08-26 | 1996-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
JPH11113898A (en) * | 1997-10-17 | 1999-04-27 | Aloka Co Ltd | Ultrasonograph |
JP2003260055A (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-16 | Hitachi Medical Corp | Ultrasonograph |
JP2004057460A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnostic instrument |
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