JPH01254152A

JPH01254152A - 電子走査形超音波診断装置

Info

Publication number: JPH01254152A
Application number: JP63082554A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ishikawa; 石川　保夫; Hisahiro Yoshida; 吉田　尚浩
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1989-10-11

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、電子走査形超音波診断装置の電子フォーカス
の遅延制御部に係り、特に、複数の微小超音波振動子が
アレイ状に配列された振動子群の超音波探触子における
関心部位の表示に好適な超音波送受信技術に関するもの
である。

〔従来技術〕

従来、電子走査形超音波装置の電子フォーカスのための
位相制御部は、アレー構造の超音波振動子群の振動子配
列ピッチ及び振動子数（口径＝素子数×ピッチ）に固有
するものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来技術では、超音波遅延制御部の
電子フォーカスの多様化について配慮がなされておらず
１回路構成上及び実装上のスペース、コスト等の点で超
音波遅延回路数が制限されるという問題があった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、超音波送受信部の振動子配列ピッチの
変化に対応して超音波遅延制御部を共用化して電子フォ
ーカスを行うことができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち１本発明は、複数の微小超音波振動子がアレイ
状に配列された振動子群と、振動子群を駆動する駆動部
と、各振動子の超音波送受波位相を制御する送受波遅延
素子群と、各受波遅延素子の出力を合成する合成部を具
備した電子走査形超音波診断装置において、前記振動子
群の振動子配列ピッチが異なる振動子群を同一の送波及
び受波遅延素子群で送波及び受波時に超音波ビームの集
束点の位置制御を行う手段を設けたことを主な特徴とす
るものである。

〔作用〕

前述の手段によれば、振動子配列ピッチの異なる超音波
送受波部に同一超音波遅延制御部を適用することにより
、近傍から遠方の被検領域で種々の関心部位にフォーカ
ス点を移動することができるので、超音波ビームを種々
の関心部位に集束させることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

第１図は、本発明の一実施例の電子走査形超音波診断装
置の概略構成を示すブロック図、第２図は、第１図の電
子走査形超音波診断装置の電子フォーカスの遅延制御の
原理を説明するための説明図である。

本実施例の電子フォーカスの遅延制御部の遅延量は、フ
ォーカス点（焦点）、振動子配列ピッチ、振動子数によ
り設定される。例えば、第２図に示す構成を用いてその
原理を説明する。

第２図において、１は第１微小超音波振動子（以下、単
に第１振動子という）であり、配列ピッチＰ１でｎ個配
列されている。２は第２微小超音波振動子（以下、単に
第２振動子という）であり、配列ピッチＰ２でｎ個配列
されている。３は超音波遅延素子であり、４は受波時の
合成器である６５は切換器であり、第１振動子１と第２
振動子２を切換えるためのものである。

第１振動子１の振動子群において、超音波遅延素子３の
制御を受けた超音波は、Ｆ□点でビーム集束を行い、集
束点Ｆ１と第１振動子１の配列ピッチＰ□及び伝播距離
差ｆｌｄｎとの関係は、以下のようになる。

Ｆｘ＝（（（ｎ　　１）Ｐ−／２）”−Ｑｄ２））／２
　Ｑｄｎ＝Ｑｄｎ／２−（（（ｎ　　１）Ｐｔ／２Ｑｄ
ｎ）”　　１）通常は（（ｎ　　１）Ｐｃ／２　Ｑｄｎ
）”＞１であり、Ｆ１＝（ｎ　−１）２・Ｐｌ”／　８
　Ｑｄｎ＝（ｎ−１）”Ｐｌ”／８Ｃｒｄｎ””・（１
）Ｆｌ：第１振動子のフォーカス点Ｐ工：第１振動子配列ピッチｎ　：第１振動子数Ｑｄ：伝播距離差 τｄ：遅延時間Ｃ：音速遅延時間τｄ、第１振動子数ｎが一定の場合、フォーカ
ス点Ｆユは、次の式（１）で表わされる。

ＦｌＱ：Ｐｉ”　　・・・・・・・・・・・・・・（２
）式（２）かられかるように、フォーカス点Ｆ１は、第
１振動子配列ピッチの設定により所望の位置に移動させ
ることが可能となる。

ここで、第２振動子２に切換えて制御した場合、フォー
カス点Ｆ、は１次の式（３）に基づきＦ２点に移動する
。

Ｆ、＝（ｎ　−１）”Ｐｔ／２Ｑｄｎ”・・・・（３）
従って−Ｆ２＝（Ｐ２／Ｐ□）８・Ｆｌで表わされる。

すなわち、フォーカス点Ｆ２は振動子配列ピッチ相対比
（Ｐ２／Ｐ□）の２乗に比例して移動する。

このようにして、第２図においては、振動子群の振動子
配列ピッチが異なる振動子群として２組しか示していな
いが、本実施例では１例えば、表■に示すように、振動
子配列ピッチＰが異なるＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅの５組の振動子群の超音波探触子を同一
超音波受波遅延素子群でそれぞれの受信波の遅延量を制
御し、それぞれの超音波ビーム集束のフォーカス点（焦
点）Ｆが得られる。

表■ 超音波探触子　振動子配列　　焦点Ｆ　（ｉｎ）の種類
　　　　ピッチＰ　（ａｍ）Ａ　　　　　　　１．４　　　　　Ｚｏ。

８　　　　　　１．２　　　　　７４Ｃ１，０５１Ｄ　　　　　　　０．８　　　　　３３Ｅ　　　　　　
　Ｏ，６１８次に、前述の原理に基づいてなされた本実施例の電子走
査形超音波診断装置の概略構成を第１図に示す。

第１図において、１１は第１振動子１が配列ピッチＰ１
でｎ個配列されていた第１振動子群であり、１２は第２
振動子２が配列ピッチＰ□でｎ個配列されていた第２振
動子群である。１３．１４は振動子制御回路であり、前
記第１振動子群１１及び第２振動子群１２をグループで
選択及び駆動して超音波の送受信を行うためのものであ
る。１５は超音波を発生させる駆動パルサーであり、送
波遅延回路１６により制御されるようになっている。１
７は受波遅延回路であり、超音波受信信号の位相を整相
し、加算器１８で合成する。１９は加算器１８の合成波
を所定のレベルに増幅し５信号処理装置２０に入力する
ための増幅器である。増幅器１９で増幅された超音波受
信信号は、信号処理装置２０で所定の画像処理がなされ
、その出力信号２０Ａが表示袋［２２（２３は切換えた
時の表示画面を示す）のＺ端子（輝度端子）に入力され
て超音波画像を表示するようになっている。２１は前記
第１振動子群１１及び第２振動子群１２をグループで選
択するための切換スイッチ群であり、２４はマイクロコ
ンピュータ等からなる制御装置である。この制御装置２
４は、前記振動子制御回路１３及び１４．送波遅延回路
１６．受波遅延回路１７゜切換スイッチ群２１２表示装
置２２等を制御するものである。

次に１本実施例の電子走査形超音波診断装置の動作を簡
単に説明する。

第１図において、例えば、切換スイッチ２１をオフ（Ｏ
ＦＦ）にすると、これを制御装置２４が読み取り、第１
振動子群１１を選択する超音波探触子識別信号２４Ａが
発生され、振動子制御回路１３．１４に入力される。こ
れにより、配列ピッチＰ工の第１振動子１からなる第１
振動子群１１が選択される。

制御装置２４から超音波打ち出し開始の信号２４Ｂが発
生され、送波遅延回路１６に入力される。送波遅延回路
１６で所定の遅延量が設定されて駆動パルサー１５によ
り、前記第１振動子群１１の振動子制御回路１３を介し
て第１振動子群１１の第１振動子１から順次超音波が被
検体に向けて打ち出される。被検体のフォーカス点（焦
点）Ｆｌの深さのところから反射された反射超音波は、
受波遅延回路１７で受信され、その超音波受信信号の位
相が整相され、加算器１８で合成される。この合成波は
増幅器１９で所定のレベルに増幅され、信号処理装置２
０に入力される。この増幅された超音波受信信号は、信
号処理装置２０で所定の画像処理がなされ、その出力信
号２０Ａが表示装置２２のＺ端子（輝度端子）に入力さ
れ、超音波画像２２Ａが表示される。

次に、制御スイッチ群２１をオン（ＯＮ）にすると、こ
れを制御装置２４が読み取り、第２振動子群１２を選択
する超音波探触子識別信号２４Ａが発生され。

振動子制御回路１３．１４に入力される。これにより。

配列ピッチＰ２の第２振動子２からなる第２振動子群１
２の振動子制御回路１４が選択される。そして、制御装
置２４から超音波打ち出し開始の信号２４Ｂが発生され
、送波遅延回路１６に入力される。以下の動作は、第１
振動子群１１の振動子制御回路１３が選択される時と同
様の動作を行って表示装置２２に超音波画像２２Ａが表
示される。

前述した表Ｉに示す振動子の配列ピッチＰが異なる超音
波探触子Ａ−Ｅを使用して、同一受波遅延素子群でそれ
ぞれの超音波受信信号の遅延量を制御することにより、
表１に示すようなそれぞれの超音波ビーム集束のフォー
カス点Ｆが得られ、第３図に示すような超音波画像Ａ−
Ｅが表示装置２２に表示される。

以上、説明したように、本実施例によれば、振動素子配
列ピッチＰの異なる超音波送受波部に同−送波遅延回路
１６及び受波遅延回路１７を適用することにより、近傍
から遠方の被検領域で関心部位にフォーカス点（焦点）
Ｆが移動し、超音波ビームを形成することができる。こ
れにより、目的に応じた音源１口径、音場等を形成する
ことができる。

また、振動子配列ピッチの異なる超音波送受波部におい
て、電子フォーカスの遅延制御回路を共用することによ
り、装置の簡素化がはかれる。

以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、振動素子配列
ピッチの異なる超音波受波部に同一遅延制御部を適用す
ることにより、近傍から遠方の被検領域で種々の関心部
位にフォーカス点を移動させることができるので、種々
の関心部位に超音波ビームを集束させて、種々の関心部
位の超音波画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の電子走査形超音波診断装
置の概略構成を示すブロック図、第２図は、第１図の電
子走査形超音波診断装置の電子フォーカスの遅延制御の
原理を説明するための説明図、第３図は、第１図に示す電子走査形超音波診断装置によ
る超音波画像の表示画面である。図中、１・・・第１振動子、２・・・第２振動子、３・
・・超音波遅延素子、４・・・合成器、５・・・切換器
、１１・・・第１振動子群、１２・・・第２振動子群、
１３．１４・・・振動子制御回路、１５・・・駆動パル
サー、１６・・・送波遅延回路、１７・・・受波遅延回
路、１８・・・加算器、１９・・・増幅器、２０・・・
信号処理装置、２１・・・切換スイッチ群、２２・・・
表示装置、２４・・・制御装置である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の微小超音波振動子がアレイ状に配列された
振動子群と、振動子群を駆動する駆動部と、各振動子の
超音波送受波位相を制御する送受波遅延素子群と、各受
波遅延素子の出力を合成する合成部を具備した電子走査
形超音波診断装置において、前記振動子群の振動子配列
ピッチが異なる振動子群を同一の送波及び受波遅延素子
群で送波及び受波時に超音波ビームの集束点の位置制御
を行う手段を設けたことを特徴とする電子走査形超音波
診断装置。