JPH01214347A

JPH01214347A - 超音波受波整相回路

Info

Publication number: JPH01214347A
Application number: JP63040206A
Authority: JP
Inventors: Takao Tosen; 東泉　隆夫; Toru Shimazaki; 島崎　通; Yoshiro Iseki; 為積　良郎
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1989-08-28
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH069554B2

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娠動子からの
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、アレイ状微小撮動
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
〜１３及び１７〜１９のラインに可変減衰器２〜２３及
び２７〜２９を有する可変開口手段２と、端子１１〜１
９の全ラインにディレーライン３１〜３９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、全体での凸状の２
次関数形デイレーマツプを形成するようになっている。

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、近距離フォーカス領域に対して、
可変減衰器２〜２３及び２□〜２９の減衰量が最大に設
定され（間口が狭くなる）、エコーの帰投時間に合わせ
て可変ディレーライン３１〜３９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２１〜２３及び２７〜２９の減衰量が最小に設定さ
れく開口が広くなる）、エコーの帰投時間に合わせて可
変ディレーライン３〜３９が連続的に一斉にＩＩＪ　Ｉ
ＩＩされる。可変フォーカス手段３の動作によって、デ
ィレーマツプでは第５図（ａ）に示す斜線Ａの範囲で変
る。（ａ）において、破線Ｂで示す範囲はディレーマツ
プτ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。上記ディレーマツプ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
ーカス距離）に示すようになる。即ち、受信中焦点は（
Ｆ　　＋　　Ｆ　　）　〜（Ｆｏ＋　　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、ディレ
ーマツプの１１１ｒＩＡは可変ディレーライン３１〜３
９を一斉に伸縮して行われるため、その可変範囲に制約
を受ける。従って、焦点領域が狭くなり、近距離から遠
距離まで均一な分解能を得ることが難しくなる。これを
解決するには、信号ライン毎にディレーラインの遅延量
を制御する方式が考えられるが、この方式は構成が複雑
になるうえに、コスト高を招く。又、従来の構成では、
可変フォーカス手段３は端子１５に接続されるチャンネ
ルを、常に開口の中心にして受波するようになっている
ため、例えば端子１〜１．１〜１６．１３〜１７・・・
に接続されるチャンネル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
ャンの開口中心は端子１．１４．１５・・・に接続され
るチャ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
は、チャ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徂を個々に制御
することにより解決されるが、制御系の数を多く必要と
し構成が複雑になる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は焦点領域を広く、かつ、リニアスキャン又はコン
ベックススキャンにおけるＣＤＡＦの制御を簡単に行え
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本発明は、アレイ状微小振動子で受
波された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、チャンネルの並べ変えをして後続手段
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
イッチと、該スイッチの出力側にて、開口中央部を含む
その近傍のチャンネルに係る近距離用可変ディレーライ
ンと全てのチャンネルに係る遠距離用可変ディレーライ
ンとを直列接続してなる連続可変ダイナミックフォーカ
ス手段と、最近距離焦点における遅延量をオフセットと
して予め差引くディレーマツプを形成する固定遅延手段
と、連続可変ダイナミックフオふカス手段の出力側に設
置される連続可変開口手段とを備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
一意味で用いられている。

この実施例では、受波整相回路は３２個のチャンネルに
接続される構成となっている。バッファアンプ１１〜１
１３２は第４図で省略されていたちのである。バッファ
アンプ１１　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１３１を
介して次段に与えられる。他のチャンネルにおいても、
バッフ７アンブが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１３〜１３１６の冬山カ
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１６本の出力ライン（チャンネル）
１５〜１５１６を有する。近距離用可変ディレーライン
１６〜１６４はチャンネル中央部を含むその近傍の各ラ
イン１５５〜１５１２にそれぞれに接続される。可変デ
ィレーライン１６２及び１６３は他のものよりも常時太
きい遅延量を有し、全体で凸状の略２乗関数のディレー
マツプを形成する。遠距離用可変ディレーライン１７１
〜１７８の中で、可変ディレーライン１７〜１７６は可
変ディレーライン１６１〜１６　に直列接続され、可変
ディレーライン１７１、１７．１７７及び１７８はロー
テーションマトリックススイッチ１４の出力側に直接接
続される。

ここで、可変ディレーライン１７　及び１７５は他のも
のよりも常時大きい遅延量を有し、全体で凸状の略２乗
関数のディレーマツプを形成する。

上記の近・遠の両可変ディレーラインの直列構成により
、連続可変ダイナミックフォーカス手段が構成される。

各可変ディレーライン自体は可変容量ダイオード、イン
ダクタ及び整合抵抗で構成される。近距離用可変ディレ
ーラインの可変容量ダイオード及び整合抵抗は近距離用
制御回路によって、遠距離用のそれらは遠距離用制御回
路（いずれも図示せず）によって制御される（　＆１１
　ｍは一つの共通バイアス電圧によって行われる）。連
続可変開口手段１８１〜１８８はＦＥＴで構成され、可
変ディレーライン１７〜１７８とクロスポイントスイッ
チ４との間に設置される。こちらも一つの制御回路（図
示せず）からの信号によって制御される。該制御信号は
一つの外部信号をチャンネル中央に対し、対称に抵抗分
圧したバイアス電圧として与えられる。整相ディレーラ
イン５の出力側には、全体のエコー信号の時間ずれを補
償するだめの可変ディレーライン１９が設置される。

ところで、上記構成において、端子１１〜１３２と可変
ディレーライン１９の出力端間に接続される各エレメン
トに基づいて形成される固定のディレーマツプが存在す
る（以下、この固定のディレーマツプを形成する手段を
固定遅延手段と言う）。

上記実施例における固定遅延手段は、連続可変ダイナミ
ックフォーカス手段による最近距離焦点の遅延［相］を
オフセットとして予め差引くディレーマツプを形成する
ようになっている。

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、動員されるチャンネルの切換えは表１
に示す（１）　、（２）　、・・・の順序で行われる。

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

表１（１）：１．１．１．１．１．１（２）：１．１４．１６．１８．１１ｏ１１１２（３）
　＝　１　．１　．１　．１　　、１　．１（４）：１
．１６．１８．１１ｏ１１１２．１１４上記各スキャン
において、クロスポイントスイッチ１２〜１２１６は、
常にスキャンにｖＪ員されているチャンネル側を選択し
、１次ディレーライン１３〜１３１６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
チャンネルの中央部、即ち、表１の（１）の場合、チャ
ンネル１　及び１、（２）の場合、チャンネル１６及び
１、（３）の場合、チャンネル１７及び１９一・・を可
変ディレーライン１６　及び１６３　（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１６１〜１６４．１７１〜１７８、連続可変開口
手段１８１〜１８８等は連続的に可変され、第２Ａ図〜
第２Ｃ図に示すディレーマツプが形成される。第２Ａ図
、第２Ｂ図及び第２Ｃ図は上記各可変ディレーライン、
固定遅延手段等による浅部（近距離フォーカス領域）、
中部（中距離フォーカス領域）及び深部（遠距離フォー
カス領域）のディレーマツプ図である。各図において、
（ａ）は遠距離用ディレーライン１７１〜１７８による
ディレーマツプＭ１、Ｍ２、（ｂ）は近距離用ディレー
ライン１６１〜１６４によるディレーマツプＭ３　、Ｍ
４　、（Ｃ）は固定遅延手段によるディレーマツプＭ５
、（ｄ）は上記３個のディレーマツプの合成ディレーマ
ツプＭ６、Ｍ７及びＭ８を表わす。ディレーラインＭ５
における切欠き部分く図の点線部分）はディレーライン
Ｍ４による最近距離焦点を形成する遅延量（＝オフセッ
ト）を差引く量に設定されている。浅部から中部の領域
では、ディレーマツプＭ１を固定して、ディレーマツプ
Ｍ３はＭ４に可変される。これにより、合成ディレーマ
ツプＭ６は連続的変化の下でＭ７となる。中部から深部
の領域では、ディレーマツプＭ　を固定して、ディレー
マツプＭ１はＭ２に可変され、合成ディレーマツプＭ７
は連続的変化の下でＭ８となる。上記のように、浅部→
中部→深部に対する焦点形成において、固定遅延部によ
り最近距離焦点を形成する遅延量はオフセットとして予
め差引かれており、エコー信号の帰投時間に合せて制御
される近距離用ディレーライン及び、遠距離用ディレー
ラインによって作成される合成ディレーマツプは広い範
囲で可変される。

これにより、焦点領域は第３図に示すように零近傍から
遠距離にわたる広い範囲で形成される。

尚、本発明は上記実施例に限定するものではない。各デ
ィレーラインによるディレーマツプは凹状の２次関数形
であってもよい。又、固定遅延部における差引き吊を任
意に選ぶことにより、可変焦点領域を変えるようにして
もよい。更に、クロスポイントスイッチに接続するチャ
ンネルは３個以上にしてもよい。更に、クロスポイント
スイッチは入力側のチャ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。

（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
、連続可変ダイナミックフォーカス手段における最近距
離焦点の遅延量をオフセットとして、固定遅延手段によ
って予め差引くと共に、エコー信号の帰投時間に合せて
近距離用ディレーラインの操作又は遠距離用ディレーラ
インを操作にして焦点を形成するようにしたため、合成
ディレーマツプの変化の範囲をより広くすることができ
る。従って、焦点領域は零近傍から遠距離にわたる広い
範囲で形成される。又、エコー信号を、チャンネルの並
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
ックフォーカス手段、連続可変開口手段を各信号ライン
毎に＆ｌＩ　ａする必要はない。従って、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υ制御
を簡単に行うことができる。

【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２Ａ
図、第２Ｂ図及び第２Ｃ図は本発明の一実施例における
連続可変ダイナミックフォーカス手段によるディレーマ
ツプ、第３図は本発明の一実施例における焦点領域の説
明図、第４図は従来例の概念を示す構成図、第５図は従
来例における焦点領域の説明図である。４・・・ステアリング用りＯスポイントスイッチ、５・
・・整相用ディレーライン、１１〜１１３２・・・バッ
ファアンプ、１２１〜１２１６・・・クロスポイントス
イッチ、１３１〜１３１６・・・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、１６１〜１６４・・・近距離用可変
ディレーライン、１７〜１７８・・・遠距離用ディレー
ライン、１８・・・連続可変開口手段、１９・・・時間
ずれ補償用可変ディレーライン。

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、チャンネルの並べ変えをして後続手段の所定の
ラインに与えるローテーションマトリックススイッチと
、近・遠２つの回路を直列接続した構成で前記ローテー
ションマトリックススイッチの出力側に設置される回路
であつて、開口中央部を含むその近傍のチャンネルに係
る近距離用可変ディレーライン及び全てのチャンネルに
係る遠距離用可変ディレーラインからなる連続可変ダイ
ナミックフォーカス手段と、最近距離焦点における遅延
量をオフセットとして予め差引くディレーマップを備え
る固定遅延手段と、前記連続ダイナミックフォーカス手
段の出力側に設置される連続可変開口手段とを備えるこ
とを特徴とする超音波受波整相回路。
（２）前記固定遅延手段は任意の深さのディレーマップ
をオフセットとして与え、前記連続可変ダイナミックフ
ォーカス手段による可変焦点領域を拡大することを特徴
とする請求項１記載の超音波受波整相回路。
（３）前記整相用ディレーラインの出力端に全体の時間
ずれ補償用可変ディレーライン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。
（４）前記連続可変ダイナミックフォーカス手段の近・
遠の各可変ディレーラインは、各１本の共通バイアス電
圧により、凸状又は凹状の略２乗関数のディレーマップ
でダイナミックに焦点距離を変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。
（５）前記連続可変開口手段の制御は、一つの外部制御
信号を、チャンネル中央に対し、対称に抵抗分圧したバ
イアス電圧によつて行われ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。
（６）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ャンネルの中から、全
数又は任意の数のチャンネルを選択し、該チャンネルの
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。