JPH01195844A - 超音波受波整相回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リニアスキャン、セクタスキャン又はコンベ
ックススキャンに使用されるアレイ状微小振動子からの
エコーの帰投時間に合わせて連続的に焦点及び開口を制
御する超音波受波整相回路に関する。

（従来の技術） 医用超音波診断装置の分野において、アレ・（状の微小
振動子群からなる超音波探触子を備えて超音波の送受波
を行うときに、実時間性を保持しつつ、良好な指向性を
得るために、１回の送信に対し、焦点及び開口を連続的
に変えながら受信１−る方法が開発されている。即ち、
受信連続ダイナミックフォーカス・アバ−チア法（以下
、ＣＤＡ　Ｆと言う）であるが、その特徴はエコーの帰
投時間に合わせて連続的に焦点及び開口を制御し、受信
中、常時所望の位置に焦点を結ぶようにしている点にあ
る。

第３図はＣＤＡＦを行う従来の超音波受波整相回路の概
念を示す構成図である。端子１１〜１９には、スキャン
のときに同時に駆動されるチアンネルがそれぞれ接続さ
れ、端子１５にはそのときの開口中心に係るチアンネル
が接続される。使用される超音波探触子（図示せず）は
アレイ状微小振動子で構成され、駆動はリニアスキャン
、セクタスキシン又はフンペックススキャンで行われる
る。可変開口手段２は端子１〜１３及び１７〜１９のラ
インに可変減衰器２１〜２３及び２７〜２、を有し、各
可変減衰器はアパーチュアｌ１ｔｌｌ信号によって操作
される。可変デイレ−手段３は端子１５からの信号を遅
延するディレーライン３５が最大の遅延量を有し、該デ
ィレーラインから位置的に離れるディレーラインはど遅
延量が減少するように設定されている（退延薇はチアン
ネルの配列に対し凸状パターンを呈する）。各ディレー
ラインにおける遅延量の伸縮（レンズの曲率の変化−凸
状パターンの変化）はフォーカス制御信号によって一斉
に行われる。可変デイレ−手段３の出力はステアリング
−ＩＩ］Ｉｌｌ信号によって操作されるビームステアリ
ング用クロスポイントスイッチ４を介してタップ付きデ
ィレーライン５に与えられ、受波整相出力として次段に
出力される。

以上の構成において、ｉｉ制御部の制御の下で、近距離
フォーカス領域に対して、可変減衰器２１〜２３及び２
□〜２９の減衰量が最大に設定され（開口が狭くなる）
、エコーの帰投時間に合わせて可変ディレーライン３〜
３９が連続的に一斉に可変される。又、遠距離フォーカ
ス領域に対して、各可変減衰器２〜２　及び２〜２９０
減哀＆が最小に設定され（開口が広くなる）、エコーの
帰投時間に合わせて可変ディレーライン３１〜３９が連
続的に一斉に制御される。可変デイレ−手段３の動作に
よって、遅延時間τは第４図（ａ）に示す斜線の範囲へ
で変る。（ａ）において、破線Ｂで示す範囲は遅延時間
τ（フォーカス）が可変開口手段２によって制限される
ことを表わしている。上記遅延時間τの変化に従って焦
点領域は第４図（ｂ）　（Ｆ　　は固定分、Ｆｌは最近
フォーカス距離、Ｆ２は最遠フォーカス距離）に示すよ
うになる。即ち、受信中、焦点は（Ｆ０＋　Ｆｌ）〜（
Ｆ０＋　Ｆ２）間で連続して結ばれる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来の超音波受波整相回路にあっては、可変デ
ィレーラインを一斉に可変する構成（ディレーラインに
よって遅延量が凸形状を保持して変化する構成）となっ
ているため、大開口時に広い範囲の焦点領域を得ること
ができない。例えば、１■ピツチ６４工レメント開口で
、ＣＤＡＦがきく領域は９０〜１６０ｕ（固定分が２０
０　ｍｓ無焦点とき）である。即ち、従来の超音波受波
整相回路では大開口を形成して、均一分解能を高めるこ
とができないと言う問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は大開口アレイに適用可能なＣＤＡＦを実現する超
音波受波整相回路を提供することにある。

（ｖＲ題を解決するための手段） 上記目的を達成する本発明の超音波受波整相回路は、所
定数の振動子毎に１個設けられる複数の手段であって、
入力側に接続される複数のチアンネルの中から、全数又
は任意の数のチアンネルを選択し、該チアンネルのエコ
ー信号を整相用１次ディレーラインを介して出力する手
段と、該手段の出力ラインそれぞれとクロスポイントス
イッチ間に同一の構成で設けられる可変減衰器及び可変
ディレーラインと、該可変減衰器及び可変ディレーライ
ンそれぞれを個々に制御する制御部を備え、エコーの帰
投時間に合わせて可変減衰器及び可変ディレーラインを
操作して連続的に焦点及び開口−を１１１１１１１１す
る構成となっている。

（実施例） 以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の概念を示す構成図である。

第１図において、第３図に付した符号と同一のものは同
一意味で用いられている。

各受渡系中のバッファアンプ１１１〜１１１ｏは第３図
では省略されていたものである。バツファアンプ１１１
と１１２は１次スイッチ１２１に接続される。１次スイ
ッチ１２１は超音波診断装置本体内の制御部（図示せず
）の制御下にあり、選択された信号は整相用１次ディレ
ーライン１３１を介して出力される。その出力は可変減
衰器１４１及び可変ディレーライン１５１を介してクロ
スポイントスイッチ４に入力される。　可変減衰器１４
１には専用の制御部からの信号（制御信号は制御部のＲ
ＯＭ又はＲＡＭの内容に基づく）がＤ／Ａ変換器１６１
を介して与えられる。又、可変ディレーライン１５１に
も他の専用制御部（制御信号は制御部のＲＯＭ又はＲＡ
Ｍの内容に基づく）からの信号がＤ／Ａ変換器１７１を
介して与えられる。上記以外の受波系も、同様に受波系
２個ずつがまとめられ、上記と同一構成で可変減衰器及
び可変ディレーラインを介してクロスポイントスイッチ
４に接続される。又、各可変減衰器１４□〜１４５及び
可変ディレーライン１５２〜１５５は可変減衰器１４１
や可変ディレーライン１５１の場合と同じように個々に
設けられる制御部からの信号で制御される。

尚、可変減衰器１４１〜１４５及び可変ディレーライン
１５〜１５５はいずれも同じ構成で、各減衰量及び各遅
延量は独立して設定される。

以上の構成において、端子１．１３〜１９（添字が奇数
の端子）に接続される振動子群と、端子１．１〜１１ｏ
（添字が偶数の端子）に接続される振動子群とは別々に
駆動され、駆動中のチアンネルが１次スイッチ１２１〜
１２５によって選択され、選択されたチアンネルのエコ
ー信号が１次ディレーライン１３〜１３５に出力されす る。

一方、各可変減衰器１４〜１４５及び各可変ディレーラ
イン１５〜１５５は個々に設けれた制御部よって独立し
て制御される。制御部は近距離フォーカス領域に対して
、可変減衰器１４１及び１４５の減衰量を最大に、　又
、可変減衰器１４．１４　及び１４４の減衰量を最小に
設定し（小開口が形成される）、エコーの帰投時間に合
わせて・可変減衰器１４１及び１４５の減衰量を減少さ
せる。と同時に制御部は可変ディレーライン１５〜１５
４を連続的に可変する。このとき可変ディレーライン１
５３の遅延量は可変ディレーライン１５□及び１５４　
（１５２及び１５４の遅延量は略同じ）の遅延量より大
きく設定される。

従って、可変ディレーライン１５２〜１５４による遅延
けは第２図（ａ）に示すように凸形特性τ１となる（斜
線は遅延量の可変範囲である）。又、制御部は遠距離フ
ォーカス領域に対して、各可変減衰器１４１〜１４５の
減衰１を最小に設定しく大開口が形成される）、エコー
の帰投時間に合わせで可変ディレーライン１５〜１５．
を連続的に制御する。制御は固定部分がステアリングの
みの場合、比較的浅い焦点領域に対し、各可変ディレー
ライン間における遅延量の大小関係は、可変ディレーラ
イン１５３の遅延ｉ！＞１５２及び１５４の各遅延ｆｆ
１（２つの遅延量は略同じ）〉１５　及び１５５の各遅
延ｍ＜２つの遅延量は略同じ）の関係を保持してレンズ
の曲率が可変される。そして、時間の経過とともに可変
ディレーライン１５１〜１５５間の遅延量の差をつめな
がら個々の遅延量を太きしてゆく。最終的には可変ディ
レーライン１５〜１５５の各遅延ｍを最大、かつ、等し
くする。これにより、遅延量τは第２図（ａ）に示すよ
うに凸形特性τ２から平坦な特性τ３に移行する。いま
、近距離領域及び遠距離領域における遅延量特性が上記
のように重なり合う部分を有する場合、この重畳部分で
近距離領域から遠距離領域への切換えを行うことにより
、焦点領域を第２図（ｂ）に示すように零近傍から■ま
で形成することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定するものではない。１次
スイッチに接続する受渡系は３個以上であってもよい。

この接続数の増加に対応して可変ディレーライン１５〜
１５５の数が減少する。

又、実施例においては、端子１．１３〜１９で示される
チアンネルと、端子１．１４〜１１０で示されるチアン
ネルとは別々に駆動されているが、全チアンネルが同時
に駆動される（セクタスキャン）場合であってもよい。

この場合、各１次ディレーラインで複数のエコー信号が
整相加算されて出力される。

（発明の効果） 以上説明の通り、本発明の超音波受波整相回路によれば
、可変減衰器及び可変ディレーラインを個々に制御して
、任意の遅延量特性パターンを形成することができるた
め、開口の大小に応じて焦点領域を広げることができる
。従って、大開口を形成して、均一分解能を高めること
ができる。しかも、可変減衰器及び可変ディレーライン
は振動子Ｎ個当り１系統用意すればよいので、可変遅延
ディレーラインの数を少なくすることができ、コスト低
減を図ることができる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念を示す構成図、第２図
は本発明の一実施例における動作説明図、第３図は従来
例の概念を示す構成図、第４図は従来例における動作説
明図である。 １１１〜１１　・・・バッファアンプ、１２１〜Ｇ １２５・・・１次スイッチ、１３１〜１３５・・・１次
ディレーライン、１４１〜１４５・・・可変減衰器、１
５１〜１５５・・・可変ディレーライン、４・・・ステ
アリング用クロスポイントスイッチ、５・・・ステアリ
ング用ディレーライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アレイ状微小振動子で受波されたエコー信号をビームス
   テアリング用クロスポイントスイッチ、ディレーライン
   等を介して整相出力する超音波受波整相回路において、 所定数の振動子毎に１個設けられる複数の手段であって
   、入力側に接続される複数のチァンネルの中から、全数
   又は任意の数のチァンネルを選択し、該チァンネルのエ
   コー信号を整相用１次ディレーラインを介して出力する
   手段と、該手段の出力ラインそれぞれとクロスポイント
   スイッチ間に同一の構成で設けられる可変減衰器及び可
   変ディレーラインと、該可変減衰器及び可変ディレーラ
   インそれぞれを個々に制御する制御部を備え、エコーの
   帰投時間に合わせて可変減衰器及び可変ディレーライン
   を操作して連続的に焦点及び開口を制御することを特徴
   とする超音波受波整相回路。