JPH0142373B2 - - Google Patents
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- JPH0142373B2 JPH0142373B2 JP56101997A JP10199781A JPH0142373B2 JP H0142373 B2 JPH0142373 B2 JP H0142373B2 JP 56101997 A JP56101997 A JP 56101997A JP 10199781 A JP10199781 A JP 10199781A JP H0142373 B2 JPH0142373 B2 JP H0142373B2
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、生体の診断などに用いられる超音波
診断装置の探触子の駆動法に関する。
診断装置の探触子の駆動法に関する。
生体内各部組織の形状、運動状況の把握に超音
波診断装置が広く使用される傾向にある。この種
の装置では超音波を送信し、反射波を受信し、と
いつたことが基本動作となる。ところが一般に生
体内に超音波を送信すると、生体内では反射、吸
収等が生じ、その反射、吸収の度合は周波数依存
性を持つことが知られている。この事実は積極的
に利用することができ、例えばかゝる周波数依存
性の被検査媒体に周波数の1，2の２種の超音波
を送信し、各々の反射波及び又は透過波を解析し
て単周波では得られない有用な検査情報を得るこ
とができる。この場合周波数1，2の音場が同一
に形成されることが重要で、さもないと補正など
厄介な問題を生じる。
波診断装置が広く使用される傾向にある。この種
の装置では超音波を送信し、反射波を受信し、と
いつたことが基本動作となる。ところが一般に生
体内に超音波を送信すると、生体内では反射、吸
収等が生じ、その反射、吸収の度合は周波数依存
性を持つことが知られている。この事実は積極的
に利用することができ、例えばかゝる周波数依存
性の被検査媒体に周波数の1，2の２種の超音波
を送信し、各々の反射波及び又は透過波を解析し
て単周波では得られない有用な検査情報を得るこ
とができる。この場合周波数1，2の音場が同一
に形成されることが重要で、さもないと補正など
厄介な問題を生じる。
同一音場を形成する手段として開口径を制御す
る方法があり、第１図はその一例を示す。この図
でE1〜E3はトランスデユーサつまり超音波探触
子の送受信エレメントで、これはｂ図に示すよう
に円板とそれを包囲するリング又はｃ図に示すよ
うに並設された３素子からなる。第２図は更に各
エレメントが複数からなる例を示す。かゝる探触
子の中央素子E1に高い周波数2の、また周辺素子
E2，E3にそれより低い周波数1の超音波を送信さ
せると、周辺素子の口径をD1、中央素子の口径
をD2とした時、ある点Z0より遠方の領域で両ビ
ームの径が一致する状態を実現できる。このよう
にする条件はD1・1＝D2・2である。
る方法があり、第１図はその一例を示す。この図
でE1〜E3はトランスデユーサつまり超音波探触
子の送受信エレメントで、これはｂ図に示すよう
に円板とそれを包囲するリング又はｃ図に示すよ
うに並設された３素子からなる。第２図は更に各
エレメントが複数からなる例を示す。かゝる探触
子の中央素子E1に高い周波数2の、また周辺素子
E2，E3にそれより低い周波数1の超音波を送信さ
せると、周辺素子の口径をD1、中央素子の口径
をD2とした時、ある点Z0より遠方の領域で両ビ
ームの径が一致する状態を実現できる。このよう
にする条件はD1・1＝D2・2である。
こうして同一音場を形成することが可能である
が、上記方式では周辺素子は空洞部を持つことに
なるのでこの影響が出て、第３図ｂに示すように
ビーム径一致区間Z0でメインローブMRに対して
比較的大きなサイドローブSRが生じる。これを
抑圧するには中央素子にも周辺素子と同じ周波数
1の超音波を送信させる、つまり中央素子E1は1
と2の、そして周辺素子E2，E3はE1と共に1の超
音波を送信する各平板状素子の如くすると第３図
ｄに示すようにサイドローブSRが小になる。な
お第３図ａ，ｃは、中央、周辺各素子の動作周波
数を示したものである。空洞部のない、すなわち
単一平面振動子と同程度のサイドローブに抑圧す
るには中央素子は周波数1および2の超音波を送
信し、周辺素子はほぼ同じ強さ又は近ガウス分布
比等の周波数1の超音波を送信することが望まし
いが、周波数1と2に対して同じ感度を持つトラ
ンスデユーサは、特にこれらの周波数が離れてく
ると、得がたいものとなる。第４図ａはトランス
デユーサの特性例を示し、曲線H2（ω）で示す如
く周波数2に大きな利得Ｇを持つものは周波数1
では利得が小さく、逆に曲線H1（ω）で示す如く
周波数1に大きな利得を持つものは周波数2での
利得は小さい。すなわちほぼ同一の利得で周波数
1，2をカバーする広帯域素子は得がたい。
が、上記方式では周辺素子は空洞部を持つことに
なるのでこの影響が出て、第３図ｂに示すように
ビーム径一致区間Z0でメインローブMRに対して
比較的大きなサイドローブSRが生じる。これを
抑圧するには中央素子にも周辺素子と同じ周波数
1の超音波を送信させる、つまり中央素子E1は1
と2の、そして周辺素子E2，E3はE1と共に1の超
音波を送信する各平板状素子の如くすると第３図
ｄに示すようにサイドローブSRが小になる。な
お第３図ａ，ｃは、中央、周辺各素子の動作周波
数を示したものである。空洞部のない、すなわち
単一平面振動子と同程度のサイドローブに抑圧す
るには中央素子は周波数1および2の超音波を送
信し、周辺素子はほぼ同じ強さ又は近ガウス分布
比等の周波数1の超音波を送信することが望まし
いが、周波数1と2に対して同じ感度を持つトラ
ンスデユーサは、特にこれらの周波数が離れてく
ると、得がたいものとなる。第４図ａはトランス
デユーサの特性例を示し、曲線H2（ω）で示す如
く周波数2に大きな利得Ｇを持つものは周波数1
では利得が小さく、逆に曲線H1（ω）で示す如く
周波数1に大きな利得を持つものは周波数2での
利得は小さい。すなわちほぼ同一の利得で周波数
1，2をカバーする広帯域素子は得がたい。
本発明は分割されたトランスデユーサの各エレ
メントに対し最適な周波数特性の所定の駆動波形
を印加することにより、良好なるビーム形状を得
るものである。即ち中央素子E1が第４図ａのH2
（ω）の如き周波数利得特性を持つなら、その駆
動回路の周波数利得特性を第４図ｂのT2（ω）の
如くして該素子により送信される超音波の周波数
強度特性が第４図ｃのF2（ω）になるようにす
る。なお周波数利得特性T2（ω）は駆動回路の利
得調整で図示の如く種々に変る（本例ではそのう
ちの３種を示す）から、それらのうちの適当なも
のとして上記の如くする。また周辺素子の周波数
利得特性がH1（ω）とすれば、その駆動回路の周
波数利得特性はT1（ω）の如くにしてF1（ω）の
周波数強度特性の超音波を送信させるようにす
る。それらを式で示すと、次の如くなる。
メントに対し最適な周波数特性の所定の駆動波形
を印加することにより、良好なるビーム形状を得
るものである。即ち中央素子E1が第４図ａのH2
（ω）の如き周波数利得特性を持つなら、その駆
動回路の周波数利得特性を第４図ｂのT2（ω）の
如くして該素子により送信される超音波の周波数
強度特性が第４図ｃのF2（ω）になるようにす
る。なお周波数利得特性T2（ω）は駆動回路の利
得調整で図示の如く種々に変る（本例ではそのう
ちの３種を示す）から、それらのうちの適当なも
のとして上記の如くする。また周辺素子の周波数
利得特性がH1（ω）とすれば、その駆動回路の周
波数利得特性はT1（ω）の如くにしてF1（ω）の
周波数強度特性の超音波を送信させるようにす
る。それらを式で示すと、次の如くなる。
H1（ω）×T1（ω）＝F1（ω）
H2（ω）×T2（ω）＝F2（ω）
第５図はトランスデユーサ駆動回路例を示す。
ａは第１図ｃのようなアレイ素子に適用した例、
ｂは第１図ｂの環状素子に適用した例を示す。こ
れらの図でAmpは各素子の駆動用の増幅器、
DACは該増幅器に所望周波数および波形の入力
を与えるデジタルアナログ変換器、ROMは読取
り専用メモリでこのROMに前記特性T1（ω），T2
（ω）を格納する。第５図ａのROMでＡ〜Ｇは
トランスデユーサE2，E1，E3の各素子に対応す
る駆動波形記憶領域で、各々に周波数利得特性
T1（ω），T2（ω）の時間軸に逆変換した駆動波形
パターンA1，A2……An等が格納される。同様に
して各ROM Ｂ〜Ｇについてもそれぞれｎ種の
駆動波形パターンが格納されている。本図によれ
ば各振動子に前記の駆動波形パターンにより駆動
されて得られる音場はA1，B1……G1〜An，Bn
……Gnのｎ種である。すなわち所望の音場を得
るために各振動子に対応するROM Ａ〜Ｇの共
通アドレス内にそれぞれAx，Bx〜Gxなる駆動
波形パターンを格納して置けば良い。なお駆動波
形パターンは原波形の周波数を0として40の周
波数のクロツクで行なえば充分である。従つて0
＝5MHzならサンプリング周波数は20MHzとなり、
この程度なら充分ROMは追従できる。１０はア
ドレスカウンタであり、そのクロツク（図示しな
い）計数値がアドレス信号となつてROMをアク
セスし、A1，A2……Anを読出された駆動波形パ
ターンはDACでアナログ信号となり、これが増
幅器Ampの入力信号となる。
ａは第１図ｃのようなアレイ素子に適用した例、
ｂは第１図ｂの環状素子に適用した例を示す。こ
れらの図でAmpは各素子の駆動用の増幅器、
DACは該増幅器に所望周波数および波形の入力
を与えるデジタルアナログ変換器、ROMは読取
り専用メモリでこのROMに前記特性T1（ω），T2
（ω）を格納する。第５図ａのROMでＡ〜Ｇは
トランスデユーサE2，E1，E3の各素子に対応す
る駆動波形記憶領域で、各々に周波数利得特性
T1（ω），T2（ω）の時間軸に逆変換した駆動波形
パターンA1，A2……An等が格納される。同様に
して各ROM Ｂ〜Ｇについてもそれぞれｎ種の
駆動波形パターンが格納されている。本図によれ
ば各振動子に前記の駆動波形パターンにより駆動
されて得られる音場はA1，B1……G1〜An，Bn
……Gnのｎ種である。すなわち所望の音場を得
るために各振動子に対応するROM Ａ〜Ｇの共
通アドレス内にそれぞれAx，Bx〜Gxなる駆動
波形パターンを格納して置けば良い。なお駆動波
形パターンは原波形の周波数を0として40の周
波数のクロツクで行なえば充分である。従つて0
＝5MHzならサンプリング周波数は20MHzとなり、
この程度なら充分ROMは追従できる。１０はア
ドレスカウンタであり、そのクロツク（図示しな
い）計数値がアドレス信号となつてROMをアク
セスし、A1，A2……Anを読出された駆動波形パ
ターンはDACでアナログ信号となり、これが増
幅器Ampの入力信号となる。
第６図は本発明の更に他の実施例のブロツク図
である。図中、Ｄはドライブ信号発生部であり、
広い周波数帯域に一様に出力を持つドライブ信号
例えばインパルス信号を発生するもの、FL１，
FL２はフイルタであり、各々第４図に示す周波
数1，2の信号成分を抽出するもの、G1，G2，
G1′はゲイン調整器であつて出力ゲインを調整す
るもの、ADは加算回路、E1，E2は各々トランス
デユーサである。
である。図中、Ｄはドライブ信号発生部であり、
広い周波数帯域に一様に出力を持つドライブ信号
例えばインパルス信号を発生するもの、FL１，
FL２はフイルタであり、各々第４図に示す周波
数1，2の信号成分を抽出するもの、G1，G2，
G1′はゲイン調整器であつて出力ゲインを調整す
るもの、ADは加算回路、E1，E2は各々トランス
デユーサである。
同図は、２分割の円盤形トランスデユーサの駆
動例である。動作を説明すると、ドライブ信号発
生部Ｄより発生された信号はフイルタFL１，FL
２において波され、ゲイン調整器G1，G2，
G1′に供給される。アンプAmp１を介し、外周の
トランスデユーサE2に接続されるゲイン調整器
G1はゲイン調整器G1′にもその出力を供給する。
ゲイン調整器G1′は、周波数1付近のゲインをよ
り高める動作をする。このゲイン調整器G1′とゲ
イン調整器G2との出力信号は加算回路ADにて加
算される。これにより、加算回路ADからアンプ
Amp２を介して内側のトランスジユーサE1に与
えられる信号は、ゲイン調整器G1′の出力ゲイン
分だけ外側トランスデユーサE2より高いゲイン
でドライブされる。
動例である。動作を説明すると、ドライブ信号発
生部Ｄより発生された信号はフイルタFL１，FL
２において波され、ゲイン調整器G1，G2，
G1′に供給される。アンプAmp１を介し、外周の
トランスデユーサE2に接続されるゲイン調整器
G1はゲイン調整器G1′にもその出力を供給する。
ゲイン調整器G1′は、周波数1付近のゲインをよ
り高める動作をする。このゲイン調整器G1′とゲ
イン調整器G2との出力信号は加算回路ADにて加
算される。これにより、加算回路ADからアンプ
Amp２を介して内側のトランスジユーサE1に与
えられる信号は、ゲイン調整器G1′の出力ゲイン
分だけ外側トランスデユーサE2より高いゲイン
でドライブされる。
本発明によれば複数の分割素子を有するトラン
スデユーサで複数の周波数帯域に対して各々の素
子を選択し開口を可変とし各々の周波数に対して
ビーム形成するように構成たれた超音波探触子に
於いて、各素子が共通して利用される各々の周波
数帯域に対して各素子の周波数帯域に対する音響
出力を補正し所望の特性としかつ各エレメント単
位、あるいは群単位に前記補正した周波数特性信
号を所望の駆動勢力分布で供給することにより、
目的に応じたビーム形状、より良好なビーム形状
を提供することができる。
スデユーサで複数の周波数帯域に対して各々の素
子を選択し開口を可変とし各々の周波数に対して
ビーム形成するように構成たれた超音波探触子に
於いて、各素子が共通して利用される各々の周波
数帯域に対して各素子の周波数帯域に対する音響
出力を補正し所望の特性としかつ各エレメント単
位、あるいは群単位に前記補正した周波数特性信
号を所望の駆動勢力分布で供給することにより、
目的に応じたビーム形状、より良好なビーム形状
を提供することができる。
第１図は２周波超音波の送受信を行なう探触子
を構成る示す断面図および端面図、第２図は第１
図の探触子で発生される超音波ビームの説明図、
第３図は該探触子で生じる問題の説明図、第４図
は本発明の原理を説明するグラフ、第５図および
第６図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。 図面で、E1は第１のトランスデユーサ、E2，
E3は第２のトランスデユーサ、D1，D2は開口、
1，2は超音波の周波数である。
を構成る示す断面図および端面図、第２図は第１
図の探触子で発生される超音波ビームの説明図、
第３図は該探触子で生じる問題の説明図、第４図
は本発明の原理を説明するグラフ、第５図および
第６図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。 図面で、E1は第１のトランスデユーサ、E2，
E3は第２のトランスデユーサ、D1，D2は開口、
1，2は超音波の周波数である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 低周波数1と高周波数2を含む周波数帯域で
送受信を行なう第１のトランスデユーサE1と、
該第１のトランスデユーサの外側に配置され、低
周波数1を含む周波数帯域で送受信を行なう第２
のトランスデユーサE2，E3を備え、 該第１、第２のトランスデユーサの開口D2，
D1および送信超音波の周波数2，2は、トランス
デユーサ前方の所定の音場域で超音波ビーム形状
が一致するようにD1・1・＝D2・2に選定され
た超音波探触子の駆動法において、 該第１のトランスデユーサの周波数利得特性を
H2（ω）、駆動回路の周波数利得特性をT2（ω）、
音響出力の周波数強度特性をF2（ω）、該第２の
トランスデユーサ周波数利得特性をH1（ω）、駆
動回路の周波数利得特性をT1（ω）音響出力の周
波数強度特性をF1（ω）、ωは角速度として H2（ω）・T2（ω）＝F2（ω） H1（ω）・T1（ω）＝F1（ω） である、周波数1と2を含む音響出力の周波数強
度特性F2（ω）が、周波数1を含む音響出力の周
波数強度特性F1（ω）と同じピーク値を持つよう
に周波数利得特性T2（ω），T1（ω）を定めた駆動
回路で第１、第２のトランスデユーサを駆動する
ことを特徴とする超音波探触子の駆動法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101997A JPS582747A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 超音波探触子の駆動法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101997A JPS582747A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 超音波探触子の駆動法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS582747A JPS582747A (ja) | 1983-01-08 |
| JPH0142373B2 true JPH0142373B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=14315456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56101997A Granted JPS582747A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 超音波探触子の駆動法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582747A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5869534A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | 三栄測器株式会社 | 超音波送信装置 |
| JPS5869537A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-25 | 三栄測器株式会社 | 超音波撮像装置 |
| JPS61228846A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | アロカ株式会社 | 超音波探触子 |
| JP2784589B2 (ja) * | 1989-05-18 | 1998-08-06 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | 超音波探触子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310792A (ja) * | 1986-03-10 | 1988-01-18 | Takeda Chem Ind Ltd | 新規セフエム化合物 |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP56101997A patent/JPS582747A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310792A (ja) * | 1986-03-10 | 1988-01-18 | Takeda Chem Ind Ltd | 新規セフエム化合物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS582747A (ja) | 1983-01-08 |
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