JPH01238843A - 超音波診断装置 - 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、連続波超音波を出力する超音波診断装置、特
にＢモード方式と連続波ドプラモード方式とを併設する
超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置は超音波信号を被検体内に照射し、被検
体の各組織や病変部等から反射して帰つてくる音波を受
信して画像表示する装置である。

この超音波診断装置を動作原理によって分類すると、パ
ルス超音波を利用する装置と、連続波（以下ＣＷという
）の超音波を利用する装置とに大別される。前者ではＢ
モードの方式が主として用いられ、後者ではドアラ効果
を利用するＣＷドプラ方式が用いられている。

従来、超音波診断ｔｉＭの送波電力を制御する方法とし
て、飽和動作の送波波形出力手段の電源電圧を′＠御し
ていた。即ち、送波電力を大きくする必要があるときは
電源電圧を高くし、送波電力が小さくてもよいときは低
い電源電圧を用いていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のような方法で送波電力を制御する超音
波装置では、可変電圧電源を必要とするため大仕掛けな
装置になり易い。又、迅速な電圧変更の制御は困難であ
る。それは電源装置には必ず平滑用の大容量のコンデン
サがあるため時定数が長く急激な電圧変化には応じられ
ないからである。このため、前記の８モ一ド方式とＣＷ
ドプラ方式との併設機において、数十ミリセカンドの時
間単位で、例えば１００■の高圧中電流出力の８モード
と、５〜１０Ｖの低圧大電流出力のＣＷドプラモードと
を切り替えるフレーム順次モード等では、その電圧の切
り替えを迅速にスムーズに行うことは困難である。・ 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、送波回路の電源電圧をＢモードの送波を行うためのｉ
電圧に保ってＢモード送波を行い、ＣＷＷ波時にはＣＷ
送波に必要にして十分な電圧に瞬時に切り替えることの
できる超音波診断装置を実現することにある。

（ｓ！題を解決するための手段） 前記の課題を解決する本発明は、連続波超音波を出力す
る超音波診断装置、特にＢモード方式とＣＷドプラ方式
とを併設する超音波診断装置において、繰り返し周波数
可変の高次高調波を多く含む波形の高周波信号を発生す
る送波波形信号発生手段と、該送波波形信号発生手段の
出力信号を一定電源電圧で増幅して送波ドライブ信号を
出力する電力増幅手段と、連続動作の時に送波ドライブ
信号の高調波を所望の周波数の連続波形の信号とする高
Ｑタンク回路を有する狭帯域連続波発生手段とを具備す
ることを特徴とするものである。

（作用） 送波波形作成手段はＢモード時は通常の超音波パルスを
作ってそのまま送波する。ＣＷドプラモードでは高調波
の多い波形の信号を作って出力する。その出力信号は低
圧ＣＷ波送送波時は低繰り返し周波数の波形で、高圧Ｃ
Ｗ波送送波時は高繰り返し周波数の波形である。狭帯域
連続波発生手段は前記入力信号の高調波によりＣＷ波を
送波する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の方法の一実施例のブロック図である。

図において、１は各モードに必要な波形の送波信号を制
御回路（図示せず）からの制御信号入力によって作成す
る送波波形作成回路である。

２はＢモードやパルスドプラモードの時は送波波形作成
回路１において送波パルス波形で変調される搬送波を発
振し、ＣＷドプラモードの時は第２図に示すような繰り
返し周波数の異なる方形波を送波波形作成回路１が作成
するためのクロックを発振する発振回路、３は電源装置
からの一定の高電圧によって動作し、送波波形作成回路
１の出力信号を電力増幅する送波ドライバである。４は
Ｂモード又はパルスドプラモードで送信する場合と、Ｃ
Ｗドプラモードで送信する場合とを切り替える２ＰＤＴ
のリレーで、Ｂモード又はパルスドプラモード動作の時
は動接点Ｃは接点ａ側に接続され、ＣＷドプラモードの
時は動接点Ｃは接点す側に接続される。接点ａの２極間
は直接接続され、接点すの２極間には狭帯ｗｔｉ１１波
器（以下ＮＢＰＦという）５が接続されている。ＮａＰ
Ｆ６は第３図（イ）図に示すような並列共振回路で接地
されるフィルタが用いられる。（ロ）図は並列共振回路
で接地すると共に直列共振回路を回路に並列に挿入して
共振周波数の信号を通過させるフィルタである。又、（
ハ）図のように圧電共振子のような高Ｑ共振子で構成さ
れるセラミックフィルタを用いてもよい。６はリレー４
の出力側の動接点Ｃからの信号を受けて超音波信号を送
波する送信用振動子Ｔと、被検体内から反射してきた超
音波信号を受信する受信用振動子Ｒとを有する超音波探
触子である。超音波探触子６で受信された信号はプリア
ンプ７で増幅され受信機に送られる。受信機以降の回路
は通常用いられるものと同じなので省略する。

次に上記のように構成された実施例の動作を説明する。

送受信のモードをＢモード又はパルスドプラモードに設
定した場合、送波波形作成回路１は制御信号入力の制御
により所定の繰り返し周波数のパルス波形の信号を作成
し、発振回路２からの搬送波を変調する。パルス変５Ｉ
高周波信号は送波ドライバ３で電力増幅され、リレー４
の接点ａを経て超音波探触子６に入力される。超音波探
触子６の送信用振動子Ｔは入力電気信号を超音波信号に
変換して被検体内に送波し、受信用撮動子Ｒは前記送波
信号の反射波である受信超音波信号を電気信号に変換し
て出力する。この出力信号はプリアンプ７で増幅されて
受信機に送り出される。

送受信モードがＣＷドプラモードである場合を説明する
。送波波形作成回路１は、第２図に示す方形波（２ｉｉ
ｆｉ信号波形・）を発振器２からのクロックに同期して
作る。第２図において、波形（ａ　）と波形（ｂ）とは
繰り返し周波数はおおむね数十〜数百Ｋ　ＨＺの範囲で
１：３の比率になっている。

これは送波パワーに応じてコントロールされている。即
ち大きな送信パワーの時は波形（ｂ）のように繰り返し
周波数ｆｌｌＩを大きく、小さな送信パワーの時は繰り
返し周波数１尺′を小さくする。

この出力信号は送波ドライバ３で電力増幅され、リレー
４の接点すを通り、ＮａＰＦ６を経てリレー４の出力側
から超音波探触子６に入力される。

ＮａＰＦ６は超音波探触子６の振動子の発振周波数に等
しい通過周波数帯振幅を持っている。第４図は第２図の
方形波と輝線スペクトルの関係を示す説明図である。図
において、２０はＮａＰＦ６の周波数ｔ′ｏの通過特性
を示す曲線である。波形（ｂ）は繰り返し周波数「穴が
高いのでＮａＰＦ６の通過特性２０の周波数ｆｏとは近
いためそのスペクトル強度は大きい。（ロ）図は波形（
ａ）の輝線スペクトルの図で、繰り返し周波数ｆ大′は
低く、ＮａＰＦ６の通過特性２０の通過周波数ｆｏにお
いてはそのスペクトル強度は小さくなっている。ＮａＰ
Ｆ６は第３図に示すような並列共振回路がラインー接地
間に入っているためその共振周波数に相当する方形波の
高調波によって励振されてＣＷ波を出力し、超音波探触
子６に入力する。この出力は第２図において明らかなよ
うに、（イ）図の方形波（ａ）によって生ずるＣＷ波は
、（ロ）図の波形（ａ）で、方形波（ｂ）によって生ず
るＣＷ波（ｂ）に比べて振幅は約１／３になっている。

超音波探触子６に入力された信号は超音波に変換されて
送波され、受信振動子Ｒによって受信され、プリアンプ
７で増幅される。

以上説明したように、Ｂモードやパルスドプラモードで
は、送波ドライバ３の出力信号をそのまま超音波探触子
６に入力するが、ＣＷドプラモードでは送波周波数を含
む通過域を有する狭帯域フィルタＮＢＰＦ５に入力し、
その入力方形波の高調波を抽出する。このようにすると
送波ドライバ３の出力電圧又はそれを得るための電源電
圧はＢモードの時と同じまま、で、ただその繰り返し周
波数を変えるだけでＣＷ送波のための出力電力レベルを
変えることができる。しかし、繰り返し周波数ｒ＊、ｒ
代’の高調波によりＭＨｚ台のＣＷ波超超音波信号有効
に出力するため、繰り返し周波数は十分高い必要があり
、数十〜数百ＫＨ２が選ばれる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。実
施例では送波波形作成回路１の出力波形を方形波で説明
したが、第５図に示す鋸歯状波を用いてもよい。又、第
６図のバースト波形の信号を用いることもできる。その
他高調波を多く含む任意の波形の信号を用いてもよい。

第６図のバースト波の波形（ａ）は１パルス１周期の高
周波信号、波形（ｂ　）は１パルスに３周期の高周波信
号が入っている例である。前記鋸歯状波やバースト波の
場合はパルストアラ用と兼用し得るが、ＣＷドプラの性
質を正しく出すには繰り返し周波数を数十〜数百Ｋ　Ｈ
ｚのように十分に高くしなければならない。第５図、第
６図において、（イ）図は送波ドライバ３の出力波形、
（ロ）図はＮ８ＰＦ５の出力のＣＷ波形を示している。

又、ＮＢＰＦ５の高Ｑタンク回路を独立して用いる代り
に狭帯域探触子を用いてその作用を代替することもでき
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、超音波探触
子をドライブする波形と繰り返し周波数を制御するだけ
でＣＷドプラ信号の超音波出力レベルを制御できて、電
源装置の電源電圧を変化させる必要がないため、装置運
用の自由度が高まり、応答の即応性にすぐれた超音波装
置が実現でき、装置を簡素化し、フレキシブルな運用を
することが可能になって、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はＣＷ
ドプラモードに用いる方形波の説明図、第３図はＮＰ８
Ｆ５の回路例を示す図、第４図は方形波の輝線スペクト
ルの図、第５図はＣＷドプラモードに用いる鋸歯状波の
説明図、第６図はＣＷドプラモードに用・いるバースト
波の説明図である。 １・・・送波波形作成回路　　２・・・発蚤回路３・・
・送波ドライバ　　　　４・・・リレー５・・・ＮＢＰ
Ｆ　　　　　　　６・・・超音波探触子７・・・プリア
ンプ　　　　　２０・・・通過特性特許出願人　横河メ
ディカルシステム株式会社第５図 げ） 多角６臣囮 （イ） ↓　　　↓　　　↓　　　＋ ］５ （ロ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続波超音波を出力する超音波診断装置、特にＢ
   モード方式と連続波ドプラモード方式とを併設する超音
   波診断装置において、繰り返し周波数可変の高次高調波
   を多く含む波形の高周波信号を発生する送波波形信号発
   生手段と、該送波波形信号発生手段の出力信号を一定電
   源電圧で増幅して送波ドライブ信号を出力する電力増幅
   手段と、連続動作の時に送波ドライブ信号の高調波を所
   望の周波数の連続波形の信号とする高Ｑタンク回路を有
   する狭帯域連続波発生手段とを具備することを特徴とす
   る超音波診断装置。
2. （２）前記送波波形信号発生手段で発生する繰り返し周
   波数可変の信号は、その波形の立上りと立下りが送波連
   続波信号に位相整合している定振幅の２値信号であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. （３）前記送波波形信号発生手段で発生する繰り返し周
   波数可変の信号は、その波形の立上りと立下りのいずれ
   か一方が緩やかで他方が鋭い波形の等価ステップ信号で
   あることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
4. （４）連続波動作の時のみ前記電力増幅手段と超音波探
   触子の送波振動子との間に前記高Ｑタンク回路を有する
   狭帯域連続波発生手段を切り替え挿入する切り替え手段
   を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の超
   音波診断装置。