JPH01201240A

JPH01201240A - 超音波受波整相回路

Info

Publication number: JPH01201240A
Application number: JP63024963A
Authority: JP
Inventors: Takao Tosen; 東泉　隆夫; Toru Shimazaki; 島崎　通; Keiki Yamaguchi; 山口　珪紀; Yasuo Takiura; 滝浦　泰郎
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-08-14

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１ｆｔ！Ｊ）
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、アレイ状微小振動
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
えながら受信す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、ＣＤ
ＡＦ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ｆＩｌｌ　ｆｉｌｌ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４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。超音波受波整相回路は、端子１
１〜１３及び１７〜１９のラインに可変減衰器２１〜２
３及び２□〜２９を有する可変開口手段２と、端子１１
〜１９の全ラインにディレーライン３〜３９を有する可
変フォーカス手段３と、ステアリング用クロスポイント
スイッチ４と、整相用ディレーライン５とで構成される
。可変フォーカス手段３は端子１５のラインのディレー
ライン３５が常に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（遅延量は端子１１〜１９の
配列に対し凸状パターンを呈する）。可変開口手段２、
可変フォーカス手段３、クロスポイントスイッチ４は超
音波診断装置本体内の制御部（図示せず）からの信号に
よって操作される。

以上の構成において、制御部によって、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
の減衰器が最大に設定され（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３１〜３゜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２７〜２９の減衰
ｍ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５図（ａ）に示す斜Ｉ２Ａの範囲で
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５図（ｂ）
　（Ｆ　　は固定弁、Ｆｌは最近フォーカス距離、Ｆ２
は最遠フォーカス距１１）に示すようになる。

即ち、受信中焦点は（Ｆ　　十　Ｆ）〜（Ｆｏ十Ｆ２）
間で連続して結ばれる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、従来の超音波受波整相回路にあっては、可変
フォーカス手段３は端子１５に接続されるチアンネルを
、常に開口の中心にして受波するようになっている。従
って、例えば端子１１〜１．１２〜１６．１３〜１□・
・・に接続されるチアンネル５個ずつを順次駆動するリ
ニアスキャン又はコンベックススキャンを行う場合（各
スキャンにおいて、開口中心は端子１．１．１５・・・
に接続されるチアンネルへと順次変る）、常に開口の中
心で焦点を形成することができないと言う問題がある。

この問題点を解決するには、チアンネルの切換えに合せ
て、可変ディレーライン３１〜３９や可変減衰器２１〜
２９の８吊を個々に制御する必要がある。しかし、これ
を実現するには、可変フォーカス手段３、可変開口手段
２、制御信号発生回路等が複雑な構成となるうえに、各
手段の制御も複雑になると言う問題点がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は可変フォーカス手段等の構成を複雑にすることな
く、リニアスキャン又はコンベックススキャンにおける
ＣＤＡＦの制御を油中に行える超音波受波整相回路を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成する第１の発明は、アレイ状微小振動子
で受波されるリニアスキャン又はコンベックススキャン
によるエコー信号を、チアンネルの並べ変えをして連続
可変ダイナミックフォー力及び連続可変開口手段の所定
のラインに与えるローテーションマトリックススイッチ
を備える構成となっている。又、第２の発明は、前記ロ
ーテーションマトリックススイッチの前に、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を協え
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４図に付した符号と同一のものは同
−意味で用いられている。

この実施例では、受波整相回路は１２８個のチアンネル
に接続される構成となっている。バッファアンプ１１〜
１１　　は第４図では省略されていたちのである。バッ
フ７アンブ１１１と１１２の出力はクロスポイントスイ
ッチ１２１で選択され、整相用１次ディレーライン１３
１を介し−て次段に与えられる。他のチアンネルにおい
ても、バッファアンプが２個ずつまとめられ、上記と同
じように構成される。ディレーライン１３１〜１３６４
の各出力ラインは、リニアスキャン用ローテーションマ
トリックススイッチ１４に接続される。ローテーション
マトリックススイッチ１４は６４本の出力ラインを有し
、それぞれ可変ディレーライン１５１〜１５６４及び可
変減衰器１６１〜１６６４からなる連続可変ダイナミッ
クフォーカス及び連続可変開口手段を介してステアリン
グ用クロスポイントスイッチ４に接続される。スイッチ
４．１２１〜１２６４．１４等の切換えは超富波診断装
百本体内の制御部（図示せず。以下制御部と言う）にょ
って直接制御される。可変ディレーライン１５１〜１５
６４は可変容量ダイオード、インダクタ、整合抵抗等で
構成され、可変減衰器１６１〜１６６４はＦＥＴで構成
される。第２図（ａ）は可変ディレーライン１５〜１５
６４の各可変容置ダイオード及び整合抵抗の制御信号発
生回路を示す構成図、（ｂ）は可変減衰器１６〜１６６
４の各ＦＥＴの制御御信号発生回路を示す構成図である。第２図（ａ）にお
いて、発生回路は３２個の抵抗Ｒ−Ｒ３，２が直列に接
続され、抵抗Ｒ１の一端に定電圧”ｆｌが、又、抵抗Ｒ
３２の一端にＣＤＦ用可変電圧Ｅ、２（≠Ｅ、１）がそ
れぞれ接続される。ＣＤＦ用可変電圧Ｅ　は１／ｌ　　
（ｔは時間）で決まる電圧Ｅｆ２（＝■→Ｅｆ１）を出
力する。接続点１７１〜１７３２（３２個）に現れる信
号（各チアンネルの遅延時間に対応した電圧）はリニア
ライザ１９．１９ｂ〜１９３２．．１９　　　に与え、
リニアライズ２ｂされた侵、添字ａが付されたリニアライザの出力は整合
抵抗にバイアス電圧として与えられ、添字すが付された
リニアライザの出力は可変容量ダイオードに与えられる
。第２図（ｂ）において、発生回路は３２個の抵抗ｒ　
　”　ｒ　３２が直列に接続され、抵抗ｒ　の一端に定
電圧Ｅ、１が、又、抵抗’３２の一端にＣＤＡ用可変電
圧Ｅ、２（≠Ｅ、１）がそれぞれ接続される。ＣＤＡ用
可変電圧Ｅａ２は１／ｌで決まる電圧Ｅ　ａ２　（＝■
→Ｅａ１）を出力する。接続点２０１〜２０３２（３２
個）に現れる信号は可変減衰器（ＦＥＴ）２０　〜２０
３□に与えられる。

以上の構成において、リニアスキャン又はコンベックス
スキャンの場合、動員されるチアンネルの切換えは表１
に示す（１）　、（２）　、・・・の順序で行ねれる。

表１は同時に動員されるチアンネル数が６個の場合を示
しており、端子符号をチアンネル符号として使用してい
る。

表１（１）＝１．１．１．１．１．１（２）：１．１．１．１．１．１（３）：１．１５．１７．１．１．１（４）：１．１．１．１１ｏ、１，２．１１４上記各ス
キャンにおいて、クロスポイントスイッチ１２〜１２６
４は、常にスキャンに動員されているチアンネル側を選
択し、１次ディレーライン１３〜１３６４に接続する。

又、ローテーションマトリックススイッチ１４は動員さ
れるチアンネルの中央部、即ち、表１の（１）の場合、
チアンネル１　及び１、（２）の場合、チアンネル１６
及び１、！３）の場合、チアンネル１７及び１９・・・
を可変ディレーライン１５　及び１５３３（中央に位置
する可変ディレーライン）に接続する。

一方、エコーの帰投時間に合せて（近距離フォーカス領
域から遠距離フォーカス領域にかけて）、可変ディレー
ライン１５〜１５６４はＣＤＦ用電圧Ｅ　の出力Ｅ、２
（−１／ｌ　　）によって制御され、各可変減衰器１６
〜１６６４はＣＤＡ用電圧Ｅ　の出力Ｅａ２（＝１／ｌ
）によって制御される。

これにより、開口と遅延量は第３図（ａ）に示す特性τ
　→τ２→τ３に従って連続的に可変され、焦点領域は
第３図（ｂ）に示すように零近傍から■まで連続的に形
成される。

上記のように、ローチーシコンマトリックススイッチ１
４におけるチアンネルの並べ変えにより、スキャンに動
員されているチアンネルの中央部を、常に連続可変ダイ
ナミックフォーカス及び連続可変開口手段の所定のライ
ン（中央部）に接続することができるので、ＣＤＦ用可
変電圧Ｅ、ＣＤＡ周回変電圧Ｅａ２等を操作するだけで
、常に開口の中心線上に焦点を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。クロ
スポイントスイッチに接続するチアンネルは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１５〜１５６４の数を少なくすることができ、
ローテーションマトリックススイッチ以降の構成をより
簡単にすることができる。又、クロスポイントスイッチ
は入力側のチアンネルを複数又は全数選択して、１次デ
ィレーラインに与えるようにしてもよい。更に、遅延ω
特性のパターンは凹状パターンであってもよい。

（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
、リニアスキャン又はフンペックススキャンによるエコ
ー信号を、チアンネルの並べ変えをして連続可変ダイナ
ミックフォーカス及び連続可変開口手段の所定のライン
に与えるようにしたため、連続可変ダイナミックフォー
カス及び連続可変開口手段を各ライン毎に制御する必要
はない。

従って、上記手段の構成、制御方式笠が簡単になる。又
、ローテーションマトリックススイッチの前にクスポイ
ントスイッチ及び第１次ディレーラインを設けることに
より、構成がより簡単になる。

【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ず構成図、第２図
は本発明の一実施例における可変ディレーラインの制御
信号発生回路及び可変減衰器の制御信号発生回路を示す
構成図、第３図は本発明の一実施例における動作説明図
、第４図は従来例の概念を示す構成図、第５図は従来例
における動作説明図である。４０１．ステアリング用クロスポイントスイッチ、５°
°°整相川ディレーライン、１１１〜”　１２８０．’
バッフ７アンプ、１２〜１２６４・・・クロスポイント
スイッチ、１３１〜１３６４・・・整相用１次ディレー
ライン、１４・・・リニアスキャン用ローテーションマ
トリックススイッチ、１５１〜１５６４・・・可変ディ
レーライン、１６１〜１６６４・・・可変減衰器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アレイ状微小振動子で受波されたエコー信号を連
続可変ダイナミックフォーカス及び連続可変開口手段、
ビームステアリング用クロスポイントスイッチ、整相用
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、リニアスキャン又はコンベックススキャ
ンによるエコー信号を、チァンネルの並べ変えをして前
記連続可変ダイナミックフォーカス及び連続可変開口手
段の所定のラインに与えるローテーションマトリックス
スイッチを備えることを特徴とする超音波受波整相回路
。
（２）前記ローテーションマトリックススイッチの前に
、所定数の振動子毎に１個設けられる複数の手段であつ
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
る手段を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波
受波整相回路。