JPH0147754B2 - - Google Patents

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JPH0147754B2
JPH0147754B2 JP56082579A JP8257981A JPH0147754B2 JP H0147754 B2 JPH0147754 B2 JP H0147754B2 JP 56082579 A JP56082579 A JP 56082579A JP 8257981 A JP8257981 A JP 8257981A JP H0147754 B2 JPH0147754 B2 JP H0147754B2
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JP
Japan
Prior art keywords
range
focusing
transducer array
band
signals
Prior art date
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Application number
JP56082579A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57200880A (en
Inventor
Shepaado Guriin Fuiritsupu
Goindo Sarafu Deiritsupu
Furetsudo Haurisu Jeimusu
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SRI International Inc
Original Assignee
Stanford Research Institute
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Publication date
Application filed by Stanford Research Institute filed Critical Stanford Research Institute
Priority to JP56082579A priority Critical patent/JPS57200880A/en
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Publication of JPH0147754B2 publication Critical patent/JPH0147754B2/ja
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス式超音波映像方法および装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulsed ultrasound imaging method and apparatus.

ビームを用いた焦点合わせのために複数個の隣
接する変換素子よりなる位相式変換器の列を使用
することは、例えば米国特許第3936791号明細書
に示されるように超音波映像技術において良く知
られている。また、ビームによる走査のために
個々の変換素子または素子群を連続的に動作させ
ることは例えば米国特許第4164213号明細書に示
されるように良く知られている。さらに、変換器
例の各素子のための別々のタツプ式の遅延線を含
む焦点合わせ手段は米国特許第4116229号明細書
に開示されている。タツプはビームに沿つて最小
から最大範囲まで流動的に焦点合わせを行うため
に変更される。タツプの切替えは潜在的に有害な
スイツチングによる過渡現象の発生のため信号受
信期間の間に起こる。また、多数の比較的高価な
タツプ式の遅延線が従来技術により提供されるビ
ームによる焦点合わせおよび走査のために要求さ
れている。
The use of arrays of phase transducers consisting of a plurality of adjacent transducer elements for beam focusing is well known in ultrasound imaging technology, as shown, for example, in U.S. Pat. No. 3,936,791. It is being It is also well known to operate individual transducer elements or groups of elements sequentially for beam scanning, as shown for example in US Pat. No. 4,164,213. Additionally, focusing means including separate tap-type delay lines for each element of the exemplary transducer is disclosed in U.S. Pat. No. 4,116,229. The taps are changed to provide fluid focusing from a minimum to a maximum range along the beam. Tap switching occurs during the signal reception period due to the generation of potentially harmful switching transients. Also, a large number of relatively expensive tapped delay lines are required for beam focusing and scanning provided by the prior art.

本発明の1つの目的は、電子式のビーム焦点合
わせ、走査、並びに受信信号処理手段を使用し、
物体の内部の一部の高解像度実時間画像が得られ
る改良されたパルス式超音波映像方法および装置
を提供することにある。
One object of the present invention is to use electronic beam focusing, scanning, and received signal processing means;
An object of the present invention is to provide an improved pulsed ultrasound imaging method and apparatus that provides high-resolution real-time images of a portion of the interior of an object.

本発明の他の1つの目的は、映像化される部分
のビームによる焦点合わせおよび走査のために比
較的少ない数の固定された遅延手段が必要とされ
る前記型式のパルス式超音波映像装置を提供する
ことにある。
Another object of the invention is to provide a pulsed ultrasound imaging device of the type described above, in which a relatively small number of fixed delay means are required for focusing and scanning the beam of the part to be imaged. It is about providing.

本発明の他の1つの目的は、映像化される全体
的部分の良好に焦点合わせされた実時間画像が簡
単な電子式の焦点合わせおよび走査手段を使用し
て得られるパルス式超音波B走査方法および装置
を提供することにある。
Another object of the invention is to provide a pulsed ultrasound B-scan in which a well-focused real-time image of the entire area being imaged is obtained using simple electronic focusing and scanning means. An object of the present invention is to provide a method and apparatus.

簡単に説明すると、本発明の上記並びに他の目
的および利点は超音波エネルギーのパルスを物体
の中に繰り返し伝送することによつて得られる。
多数の隣接する変換素子よりなる超音波変換器列
は物体内の不連続部(切れ目)から得られたエコ
ー信号を同等な電気信号に変換する。レンジゲー
トされた式の信号の処理手段は映像化される物体
の部分内の多数の連続的なレンジ帯域のいずれか
1つの内部から得られた反射された超音波により
作り出される変換器素子からの電気信号に応答で
きる。ここに用語「レンジ帯域」は、物体の前記
部分内を、直線状の変換器列と平行に、解像度に
依存して複数(たとえば4つ)に区分したときの
各区域を示す用語である(第2図参照)。受信信
号処理装置は、処理装置がレンジゲートされるレ
ンジ帯域で変換器列素子を焦点合わせしかつ該帯
域を走査するためのビーム焦点合わせおよび走査
手段を含んでいる。
Briefly described, the above and other objects and advantages of the present invention are obtained by repeatedly transmitting pulses of ultrasonic energy into an object.
An ultrasonic transducer array consisting of a large number of adjacent transducer elements converts echo signals obtained from discontinuities (cuts) in the object into equivalent electrical signals. The range-gated signal processing means generate signals from transducer elements produced by reflected ultrasound waves obtained from within any one of a number of continuous range bands within the portion of the object being imaged. Can respond to electrical signals. The term "range band" here is a term indicating each area when the part of the object is divided into a plurality (for example, four) of areas parallel to the linear transducer row depending on the resolution ( (See Figure 2). The received signal processing device includes beam focusing and scanning means for focusing the transducer array elements and scanning the range band over which the processing device is range gated.

用語「レンジゲートする」は、選択されたレン
ジ帯域の1つの内部の不連続部から受信したエコ
ー信号だけを処理することを意味する。各レンジ
帯域につき1回の送受パルス操作により、1本の
線が得られ、これを「分割された線の1部」、す
なわち、4帯域から合計4本の線セグメント信号
により、当該部分の完全な1本の映像が得られ
る。これらの線セグメントは、映像化された前記
部分全体の可視表示のために陰極線管に供給され
る。デイジタル走査変換器は線セグメント信号の
一時的格納庫として使用でき、該線セグメント信
号から変換器の全体的ビデオライン信号はTVモ
ニタに表示するために得ることができる。
The term "range gating" means processing only echo signals received from discontinuities within one of the selected range bands. A single line is obtained by one transmit/receive pulse operation for each range band, and this is used as a "divided line part", that is, a total of four line segment signals from four bands to completely complete the part. You can get a single video. These line segments are fed into a cathode ray tube for visual display of the entire imaged portion. A digital scan converter can be used as a temporary storage for line segment signals from which the converter's overall video line signal can be obtained for display on a TV monitor.

なお、本発明の本質並びに他の目的、特徴およ
び利点は添付図面に関して行う上記の詳細な説明
からさらに明らかとなるであろう。
The nature of the invention as well as other objects, features and advantages will become more apparent from the above detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

第1図を見ると、直線状の変換器列10よりな
る本発明の新規な超音波映像装置の一実施例が示
されている。変換器列10は説明の目的のため64
個の隣接した変換素子10−1〜10−64を含
んでいる。好ましくは、変換器列10は映像化さ
れる物体14内の部分12の平面に対して直角な
平面内でビームの焦点合わせを行うため円筒形の
レンズ焦点合わせ手段11(第2図参照)を備え
ている。図示した構造においては、部分12は変
換器列の長手方向平面内に位置しているこのよう
なビーム焦点合わせのために円筒形レンズを使用
することは良く知られているのでこれ以上説明す
る必要はないであろう。
Referring to FIG. 1, one embodiment of the novel ultrasound imaging system of the present invention is shown comprising a linear transducer array 10. Transducer array 10 is 64 for illustrative purposes.
adjacent conversion elements 10-1 to 10-64. Preferably, the transducer array 10 includes cylindrical lens focusing means 11 (see FIG. 2) for focusing the beam in a plane perpendicular to the plane of the portion 12 in the object 14 to be imaged. We are prepared. In the structure shown, the section 12 is located in the longitudinal plane of the transducer array.The use of cylindrical lenses for such beam focusing is well known and does not require further explanation. Probably not.

変換器列10はパルス式超音波B走査映像シス
テム内に組み込まれており、この映像システムは
オン−オフ制御のための調時および制御ユニツト
18から繰り返し調時パルスを供給されるパルサ
16よりなる送信器を含んでいる。パルサがオン
になると、高周波エネルギーのパルスが発生さ
れ、このパルスは送受信切換ユニツト20を経て
スイツチングマトリクス22に送られる。信号遅
延ユニツト24(本実施例では7個の固定された
信号遅延素子24−1〜24−7よりなる)はそ
れぞれスイツチングマトリクス22の7個の送受
信スイツチ20−1〜20−7への接続部に含ま
れている。1個の送受信スイツチ20−8はスイ
ツチングマトリクスに直接結合されているので、
この相互接続部は時間遅延手段が含まれていな
い。
The transducer array 10 is incorporated within a pulsed ultrasonic B-scan imaging system, which consists of a pulser 16 supplied with repetitive timing pulses from a timing and control unit 18 for on-off control. Contains transmitter. When the pulser is turned on, a pulse of high frequency energy is generated which is sent to the switching matrix 22 via the transmit/receive switching unit 20. The signal delay unit 24 (consisting of seven fixed signal delay elements 24-1 to 24-7 in this embodiment) is connected to the seven transmit/receive switches 20-1 to 20-7 of the switching matrix 22, respectively. included in the section. Since one transmit/receive switch 20-8 is directly coupled to the switching matrix,
This interconnect does not include time delay means.

変換器列の変換素子10−1〜10−64は異
なる数の組をパルサ16に結合するためスイツチ
ングマトリクス22に接続されている。調時およ
び制御ユニツト18からの調時および制御信号は
パルス送信および受信操作の間に作動される変換
素子または隣接する変換素子の群を選択するため
スイツチングマトリクス22に供給される変換器
列に供給される送信器信号および変換器列から受
信される信号の遅延のための信号遅延ユニツト2
4は物体14の部分12の異なる深さでビームの
焦点合わせを行い、変換器列が焦点合わせされる
深さはパルス式B走査送信/受信器への変換素子
の接続において使用される遅延素子24−1〜2
4−7に依存する。ビームの軸線は変換器列10
に沿つて、送信および受信操作のために使用され
る変換素子または隣接する変換素子の組に依存す
る位置にシフトされる。映像化される部分12内
の異なる深さ帯域でビーム焦点合わせを行うため
の固定された信号遅延ユニツト24の機能につい
ては受信操作の説明において後でより詳細に説明
する。本発明の目的のためには、パルス送信器す
なわちパルサ16がオンになると、変換素子また
は隣接する変換素子の組は、超音波のパルス発生
のために付勢され、この超音波は映像化される部
分12内の多数の連続的レンジ帯域の1つにおい
て焦点合わせされる。作動される変換素子または
変換素子の組はレンジ帯域の各々を走査するため
両方向矢印25の方向に変換器列に沿つてシフト
される。
The transducer elements 10-1 to 10-64 of the transducer array are connected to a switching matrix 22 for coupling different numbers of sets to the pulser 16. Timing and control signals from the timing and control unit 18 are applied to a transducer array that is fed to a switching matrix 22 for selecting the transducer element or group of adjacent transducer elements to be activated during pulse transmitting and receiving operations. Signal delay unit 2 for delaying the supplied transmitter signal and the signal received from the transducer bank
4 provides focusing of the beam at different depths of the portion 12 of the object 14, the depth at which the transducer array is focused is the delay element used in the connection of the transducer element to the pulsed B-scan transmitter/receiver. 24-1~2
It depends on 4-7. The axis of the beam is the transducer row 10
along which the transducer element or set of adjacent transducer elements is used for the transmit and receive operations. The function of fixed signal delay unit 24 for beam focusing at different depth bands within imaged portion 12 will be explained in more detail later in the description of receive operations. For purposes of the present invention, when the pulse transmitter or pulser 16 is turned on, the transducer element or set of adjacent transducer elements is energized for pulse generation of ultrasound waves, which are imaged. is focused in one of a number of continuous range bands within section 12. The actuated transducer element or set of transducer elements is shifted along the transducer column in the direction of double arrow 25 to scan each of the range bands.

パルス−インソニフアイされる(pulse−
insonified)物体14内の不連続部(切れ目)か
ら反射された超音波は変換器列10によつて受信
され、個々の変換素子によつて同等な電気信号に
変換される。変換素子10−1〜10−64の1
つまたはそれ以上からの出力は送受信切替手段2
0を経て加算増巾器26に結合される。送受信ス
イツチ20−1〜20−8は送信された信号パル
スを加算増巾器への入力から隔離するだけの機能
を果たす。明らかなように、変換素子からの比較
的低いレベルの信号を前置増巾するため、前置増
巾器(図示せず)を加算増巾器26への送受信ス
イツチの接続部に設けることもできる。
pulse - insonified
Ultrasonic waves reflected from discontinuities (cuts) in object 14 are received by transducer array 10 and converted into equivalent electrical signals by individual transducer elements. 1 of conversion elements 10-1 to 10-64
Output from one or more transmitting/receiving switching means 2
0 to a summing amplifier 26. The transmit/receive switches 20-1 through 20-8 serve only to isolate the transmitted signal pulses from the input to the summing amplifier. As will be appreciated, a preamplifier (not shown) may be provided at the connection of the transmit/receive switch to the summing amplifier 26 to preamplify the relatively low level signals from the transducer element. can.

もし所望であれば、装置の作動は、スイツチン
グマトリクス22のスイツチングがパルス送信操
作と関連するパルス受信操作との間に行われない
ようなものにすることができ、その場合、ビーム
の焦点合わせおよび位置決めは単一の送受信サイ
クル中の場合と同じである。もちろん、所望であ
れば、遅延素子の異なる組を送信操作および関連
する受信操作の間に使用しても良い。例えば、サ
イドロープの抑制は送信および受信においてわず
かに異なる焦点パターンを使用することにより高
めることができる。しかしながら、簡単のため
に、送受信サイクル中に同じビームパターンを使
用して操作する場合について説明する。
If desired, the operation of the device can be such that no switching of the switching matrix 22 takes place between the pulse transmitting operation and the associated pulse receiving operation, in which case the beam focusing and positioning are the same as during a single transmit/receive cycle. Of course, different sets of delay elements may be used during transmit operations and associated receive operations, if desired. For example, sidelobe suppression can be increased by using slightly different focus patterns in transmit and receive. However, for simplicity, we will discuss operating with the same beam pattern during the transmit and receive cycles.

本実施例の装置の場合、1個またはそれ以上の
変換素子からの出力は受信操作中に加算増巾器2
6への入力に結合される。入力の和に関連する加
算増巾器からの出力は時間可変形の利得増巾器2
8に供給され、この利得増巾器28は物体14の
組織を横断するにつれて生じる信号振巾の損失を
補償するため時間の関数として変化する利得特性
を有している。図示した構造においては、利得増
巾器28の利得はレンジゲートおよび利得関数発
生器30からの出力にしたがつて変化する。レン
ジゲートおよび利得関数発生器30は、物体内に
おける音の吸引により引き起こされる信号の損失
を無くすような範囲に比例して利得増巾器28の
利得を増大させるよう機能する出力信号を持つラ
ンプジエネレータよりなるものであつても良い。
発生器30の始動−停止操作は調時および制御ユ
ニツト18からの出力により制御される。レンジ
ゲートおよび利得関数発生器の出力はターンオン
された時、トリガされる前には受信器のレンジゲ
ートされることについて利得増巾器28の動作を
不能にするようなものである。図示した構造にお
いては、物体内の4つの連続的なレンジ帯域にお
ける受信器70のレンジゲート操作は以下に説明
するような方式で行われる。明らかなように、装
置内の他の位置における受信信号のレンジゲート
されることは可能であり、本発明は図示した組合
せ形のレンジゲートおよび利得関数発生器30を
含む特別なゲート手段に限定されるものではな
い。
In the device of this embodiment, the output from one or more transducer elements is sent to the summing amplifier 2 during the receiving operation.
6. The output from the summing amplifier related to the sum of the inputs is a time-variable gain amplifier 2.
8, the gain amplifier 28 has a gain characteristic that varies as a function of time to compensate for the loss of signal amplitude that occurs as it traverses the tissue of the object 14. In the illustrated structure, the gain of gain amplifier 28 varies according to the output from range gate and gain function generator 30. The range gate and gain function generator 30 is a lamp detector having an output signal that operates to increase the gain of the gain amplifier 28 in proportion to the range to eliminate signal loss caused by sound aspiration within the object. It may also consist of a nerator.
The start-stop operation of generator 30 is controlled by timing and output from control unit 18. The output of the range gate and gain function generator, when turned on, is such that it disables the gain amplifier 28 from being range gated in the receiver before being triggered. In the illustrated configuration, range gating of receiver 70 in four consecutive range bands within the object occurs in the manner described below. Obviously, it is possible to range gate the received signal at other locations within the device, and the invention is not limited to the particular gating means including the combined range gate and gain function generator 30 shown. It's not something you can do.

時間可変形利得増巾器28からのレンジゲート
信号は可変利得増巾器32によつて増巾され、増
巾された出力は例えば低域フイルタにより追従さ
れる全波整流器よりなるエンベロープ検出器34
により検出される。利得増巾器32からの広帯巾
高周波信号のエンベロープに関連する検出器34
の出力は陰極線管よりなる超音波画像表示装置3
6に供給されるものとして示されている。一般
に、圧縮増巾器(図示せず)は全体的な信号レン
ジの適正な表示のために検出された信号を陰極線
管の特性とマツチングするため検出器の出力信号
と陰極線管36との結合部に含まれている。検出
器の出力は電子ビームの強さ(Z軸)制御のため
陰極線管の制御格子に入力として印加される。
The range gate signal from the time-variable gain amplifier 28 is amplified by a variable gain amplifier 32, and the amplified output is sent to an envelope detector 34 consisting of a full-wave rectifier followed by a low-pass filter, for example.
Detected by a detector 34 associated with the envelope of the broadband high frequency signal from the gain amplifier 32;
The output of the ultrasonic image display device 3 consisting of a cathode ray tube
6. Generally, a compression amplifier (not shown) is used at the junction of the detector output signal and the cathode ray tube 36 to match the detected signal with the characteristics of the cathode ray tube for proper representation of the overall signal range. included in. The output of the detector is applied as an input to the control grid of the cathode ray tube for intensity (Z-axis) control of the electron beam.

図示したB走査表示のためには、X方向すなわ
ち水平方向への陰極線管ビームの偏向は列走査路
を横切る超音波ビームの位置に比例している。調
時および制御ユニツト18からの同期および制御
信号によりトリガされるX軸発生器38はステツ
プ関数信号出力を提供し、この出力は変換器列1
0の超音波ビーム軸の位置にしたがつて陰極線管
上のトレースをシフトさせるため、陰極線管36
の水平偏向系に供給される。
For the illustrated B-scan display, the deflection of the cathode ray tube beam in the X or horizontal direction is proportional to the position of the ultrasound beam across the column scan path. An X-axis generator 38, triggered by synchronization and control signals from the timing and control unit 18, provides a step function signal output that is connected to the transducer bank 1.
The cathode ray tube 36 is used to shift the trace on the cathode ray tube according to the position of the ultrasonic beam axis at zero.
horizontal deflection system.

陰極線管の垂直すなわちY軸偏向は送信器の動
作に追従する選ばれた時間における調時および制
御ユニツト18からの出力によりトリガされるラ
ンプジエネレータ40により提供される。ランプ
ジエネレータ40の出力はトレースの垂直走査の
ために陰極線管36の垂直偏向系に供給される。
前記したように、多数の連続的なレンジ帯域は、
多数の個別的なトレースセグメントが完全なビデ
オ走査線の発生のために要求されるように使用さ
れている。図示した構造においては、4つのこの
ようなレンジ帯域が使用されている。明らかなよ
うに、物体の部分12内に横たわる物体部分の完
全な高解像度B走査超音波画像は部分12内のレ
ンジ帯域の各々から得られる多数のビデオ線セグ
メントの表示により陰極線管36の表面に提供さ
れる。
Vertical or Y-axis deflection of the cathode ray tube is provided by a lamp generator 40 which is triggered by the output from the timing and control unit 18 at selected times which follows the operation of the transmitter. The output of lamp generator 40 is fed to the vertical deflection system of cathode ray tube 36 for vertical scanning of the trace.
As mentioned above, a number of continuous range bands are
A large number of individual trace segments are used as required for generation of a complete video scan line. In the illustrated structure, four such range bands are used. As can be seen, a complete high-resolution B-scan ultrasound image of the object portion lying within the object portion 12 is provided on the surface of the cathode ray tube 36 by the display of multiple video line segments obtained from each of the range bands within the portion 12. provided.

第2図においては、変換器列10および取りつ
けられた円筒形レンズ11は物体の柔軟な組織の
ような物体14と接触して示されている。映像化
される部分12は複数のレンジ帯域に分割されて
示されており、また説明のため、帯域1ないし帯
域4で示される4つのレンジ帯域が示されてい
る。帯域は所望に応じて等しいかあるいは独自の
巾(すなわちレンジ)を持つもので良く、使用さ
れるレンジ帯域の数はとりわけ全体的な動作レン
ジに対する所望の解像度に依存する。前記したよ
うに、信号遅延ユニツト24は7個の遅延素子2
4−1〜24−7の組よりなり、動作中において
は、本実施例では零から7の数までの範囲を持つ
個々の遅延手段の組が異なるレンジ帯域で焦点合
わせを行うために使用されている。帯域1におけ
る動作のためには、スイツチングマトリクス22
は単に64個の変換素子の内の選ばれた1つを、遅
延素子のいずれをも信号が通過することなく、送
受信スイツチ20−8を介して加算増巾器26に
直接結合するよう機能する。“使用される遅れ
(DELAYS EMPLOYED)”の見出しを付けた第
2図のダイヤグラムは帯域1の動作については何
らの遅れも使用されないことを表わしている。第
2図においては、1本の線が単一の変換素子(こ
こでは素子10−18)からダイヤグラムの帯域
1の部分につながるものとして示されており、帯
域1における動作について変換素子は単独で(1
つの組として)動作されるという事実を表わして
いる。さらに、帯域1の動作中においては、受信
器は、時間反射信号が帯域の内部から受信される
間においてのみ処理信号が動作変換素子から受信
されるようにするためにレンジゲートされてい
る。
In FIG. 2, transducer array 10 and attached cylindrical lens 11 are shown in contact with an object 14, such as soft tissue of the object. The portion 12 to be visualized is shown divided into a plurality of range bands, and for illustrative purposes, four range bands are shown, designated Band 1 through Band 4. The bands may be of equal or unique width (ie, range) as desired, and the number of range bands used depends, among other things, on the desired resolution for the overall operating range. As mentioned above, the signal delay unit 24 includes seven delay elements 2.
4-1 to 24-7, and in operation, in this embodiment, individual delay means sets ranging from zero to 7 are used for focusing in different range bands. ing. For operation in band 1, switching matrix 22
simply functions to couple a selected one of the 64 conversion elements directly to the summing amplifier 26 via the transmit/receive switch 20-8 without the signal passing through any of the delay elements. . The diagram in FIG. 2 labeled "DELAYS EMPLOYED" indicates that no delays are used for band 1 operation. In FIG. 2, a line is shown leading from a single transducer element (here elements 10-18) to the Band 1 portion of the diagram; for operation in Band 1, the transducer element is (1
represents the fact that they are operated (as a set). Additionally, during band 1 operation, the receiver is range gated so that processed signals are received from the motion conversion element only while time-reflected signals are received from inside the band.

レンジ帯域1(変換器列にすぐ隣接する)にお
いては、単一の変換素子を使用することにより最
良の解像度が得られる。全体的な部分12が走査
される完全な走査サイクルの過程においては、変
換器列のあらゆる変換素子は帯域1における各変
換素子のための線セグメント情報信号を提供する
ように個別的に動作されている。第1図の装置に
おいては、線セグメント信号はそれらがその場所
における実時間画像のために作り出されるにつれ
て陰極線管36に供給される。列内における64個
の変換素子の場合、帯域当たり全部で24個の線セ
グメントが図示した装置を使用することによつて
前記の態様で得られる。第2図においては、単一
の変換素子の動作によつて提供される帯域1の動
作のためのビーム方向パターンは符号44で表わ
され、前記変換素子(ここでは素子10−18)
の動作中におけるビーム軸線は符号46で示され
ている。
In range band 1 (immediately adjacent to the transducer row), the best resolution is obtained by using a single transducer element. During the course of a complete scan cycle in which the entire section 12 is scanned, every transducer element in the transducer array is individually operated to provide a line segment information signal for each transducer element in band 1. There is. In the apparatus of FIG. 1, line segment signals are provided to a cathode ray tube 36 as they are produced for real-time images at that location. For 64 transducer elements in a column, a total of 24 line segments per band are obtained in the manner described above by using the illustrated apparatus. In FIG. 2, the beam direction pattern for band 1 operation provided by the operation of a single transducer element is represented by 44, and the beam direction pattern provided by the operation of a single transducer element (here elements 10-18)
The beam axis during operation is indicated at 46.

信号遅延ユニツト24内に含まれる信号遅延素
子はレンジ帯域2,3および4内における電子ビ
ームの焦点合わせのために採用されている。例え
ば変換器列10から最も遠い帯域4内における動
作については、15個の変換素子の組が全部で7つ
の信号遅延素子24−1〜24−7と共に使用さ
れている。素子24−1〜24−7により提供さ
れる時間の遅延は符号の添字が増大するにつれて
増加し、最小の時間遅れは信号遅延素子24−1
によつて提供され、最大の時間遅れは遅延手段2
4−7により提供される。第3図においては、信
号遅延素子24−1〜24−7のために使用され
る時間遅延のプロツトが示されている。
Signal delay elements included in signal delay unit 24 are employed for focusing the electron beam within range bands 2, 3 and 4. For example, for operation in band 4 furthest from transducer bank 10, a set of 15 transducer elements is used with a total of seven signal delay elements 24-1 through 24-7. The time delays provided by elements 24-1 to 24-7 increase as the sign index increases, with the smallest time delay provided by signal delay element 24-1.
and the maximum time delay is provided by delay means 2
4-7. In FIG. 3, a plot of the time delays used for signal delay elements 24-1 through 24-7 is shown.

第2図に示すレンジ帯域4におけるビーム焦点
合わせのために、ビーム軸線46に沿つて焦点合
わせを行うために使用されている最も外側の変換
素子(ここでは変換素子10−11および10−
25)はスイツチングマトリクス22により遅延
なく送受信スイツチ20−8に直接接続されてい
る。ビーム軸線46における変換素子10−18
はスイツチングマトリクスにより送受信信号の最
大遅れのための信号遅延素子24−7に接続され
ている。良く理解されるように、ビームの焦点合
わせは最も外側の変換素子から使用されている組
の中央の変換素子に至るまで除々に大きくなるよ
うな時間の遅れを用いることによつて提供され
る。第2図においては、変換素子10−11〜1
0−25の組がビーム軸線46に沿つて帯域4で
焦点合わせを行うために使用されており、変換素
子10−17および10−19は時間遅延素子2
4−6を介して加算増巾器26に接続されてい
る。同様に、素子19−16および10−20、
素子10−15および10−21、素子10−1
4および10−22、素子10−13および10
−23、並びに素子10−12および10−24
を含む変換素子の他の対はそれぞれ信号遅延素子
24−5,24−4,24−3,24−2および
24−1と介して加算増巾器26の入力に接続さ
れている。動作中においては、15個の変換素子の
異なる組がそこで焦点合わせされているレンジ帯
域4の走査のためスイツチングマトリクス22に
よつて結合されている。変換器列の両端部に隣接
して、ビームはより少ない変換素子を使用して形
成され、そこにおける映像化も対応的に減少して
いる。図示した構造の場合、レンジ帯域4を含む
各レンジ帯域について、64個のレンジゲート式線
セグメント信号が得られ、これらの信号は陰極線
管36に表示するため受信器により処理される。
第2図においては、それぞれビーム軸線46に沿
つてレンジ帯域2,3および4における点50−
2,50−3および50−4で焦点合わせを行う
ための焦点合わせされた超音波ビーム48−2,
48−3および48−4が関連する波頭52−
2,53−3および52−4と一緒に示されてい
る。
For beam focusing in the range band 4 shown in FIG. 2, the outermost conversion elements (here conversion elements 10-11 and 10-
25) is directly connected to the transmit/receive switch 20-8 by the switching matrix 22 without delay. Conversion element 10-18 at beam axis 46
is connected by a switching matrix to a signal delay element 24-7 for maximum delay of transmitted and received signals. As is well understood, beam focusing is provided by using progressively larger time delays from the outermost transducer elements to the middle transducer element of the set being used. In FIG. 2, conversion elements 10-11 to 1
0-25 are used for focusing in band 4 along beam axis 46, transducer elements 10-17 and 10-19 are time delay elements 2
4-6 to a summing amplifier 26. Similarly, elements 19-16 and 10-20,
Elements 10-15 and 10-21, Element 10-1
4 and 10-22, elements 10-13 and 10
-23, and elements 10-12 and 10-24
are connected to the inputs of summing amplifier 26 via signal delay elements 24-5, 24-4, 24-3, 24-2 and 24-1, respectively. In operation, different sets of 15 transducer elements are coupled by a switching matrix 22 for scanning the range band 4 on which they are focused. Adjacent to both ends of the transducer array, the beam is formed using fewer transducer elements, and imaging therein is also correspondingly reduced. For the illustrated configuration, 64 range gated line segment signals are obtained for each range band, including range band 4, and these signals are processed by the receiver for display on cathode ray tube 36.
In FIG. 2, points 50-- in range bands 2, 3 and 4, respectively, along beam axis 46 are shown.
a focused ultrasound beam 48-2, for focusing at 2, 50-3 and 50-4;
Wavefront 52- to which 48-3 and 48-4 relate
2, 53-3 and 52-4.

第2図を見れば明らかなように、レンジ帯域3
における動作については、レンジ帯域4の場合よ
りも少ない変換素子の組および関連する遅延素子
が使用されている。同様に、レンジ帯域2におい
て焦点合わせするための変換素子の組はレンジ帯
域3における動作のための組よりも少ない変換素
子および関連する遅延素子を含んでいる。図示し
た構造においては、レンジ帯域3および2におけ
る動作はそれぞれ11個および7個の変換素子並び
に5個および3個の信号遅延素子の使用を含んで
いる。また、多数の異なるレンジ帯域で焦点合わ
せを行うために信号遅延素子24−1〜24−7
の少なくともいくつかが使用されていることがわ
かるであろう。この特別な構造においては、信号
遅延素子24−1はレンジ帯域3および4で焦点
合わせするため使用され、信号遅延素子24−2
はレンジ帯域2および4で焦点合わせするために
使用され、信号遅延素子24−3はレンジ帯域3
および4で焦点合わせするために使用され、信号
遅延素子24−4はレンジ帯域2,3および4で
焦点合わせするために使用され、信号遅延素子2
4−5はレンジ帯域2,3および4で焦点合わせ
するために使用され、さらに信号遅延素子24−
6はレンジ帯以3および4で焦点合わせするため
に使用される。
As is clear from Figure 2, range band 3
For operation in range band 4, fewer sets of conversion elements and associated delay elements are used than in the case of range band 4. Similarly, the set of transducer elements for focusing in range band 2 includes fewer transducer elements and associated delay elements than the set for operation in range band 3. In the illustrated structure, operation in range bands 3 and 2 involves the use of 11 and 7 conversion elements and 5 and 3 signal delay elements, respectively. In addition, signal delay elements 24-1 to 24-7 are used to perform focusing in a large number of different range bands.
It will be seen that at least some of these are used. In this particular configuration, signal delay element 24-1 is used for focusing in range bands 3 and 4, and signal delay element 24-2
is used for focusing in range bands 2 and 4, and signal delay element 24-3 is used for focusing in range bands 2 and 4.
and 4, signal delay element 24-4 is used to focus in range bands 2, 3 and 4, and signal delay element 24-4 is used to focus in range bands 2, 3 and 4.
4-5 is used for focusing in range bands 2, 3 and 4, and a signal delay element 24-
6 is used for focusing in range bands 3 and 4.

異なるレンジ帯域での動作のために各組に含ま
れるべき変換素子の数が以下に説明するような方
式で決定されると、それぞれのレンジ帯域内の
様々な焦点50−2,50−3,50−4で焦点
合わせするために要求される遅延が計算できる。
ここで再び第3図を見ると、焦点50−2,50
−3および50−4で焦点合わせするための計算
された遅延時間のプロツトが示されている。この
プロツトからわかるように、遅延時間は時間遅延
軸に沿つてグループ分けされている。最高の予期
された戻りの周波数における所望の精度を見る
と、使用される時間遅れの所要の精度を決定でき
る。単に例として示せば、約15MHzの周波数にお
ける0.1波長精度のためには、約±6.7ナノ秒の精
度範囲内の時間遅れが要求される。その結果、
13.4ナノ秒の範囲に含まれる時間遅れの群が単一
の遅延手段の使用により満足されるであろう。明
らかなように、可能なグループ分けは要求される
動作周波数および精度に加えて列の物理的寸法に
依存する。第3図においては、1個の遅れの1つ
の組を含む時間遅れの7つの組が全部で4つのレ
ンジ帯域における焦点合わせのために必要な遅れ
を提供する。
Once the number of conversion elements to be included in each set for operation in different range bands is determined in a manner as described below, the various foci 50-2, 50-3, The delay required to focus at 50-4 can be calculated.
Now looking at Figure 3 again, the focal point 50-2,50
Plots of calculated delay times for focusing at -3 and 50-4 are shown. As can be seen from this plot, the delay times are grouped along the time delay axis. Looking at the desired accuracy at the highest expected return frequency, one can determine the required accuracy of the time delay used. Merely by way of example, for 0.1 wavelength accuracy at a frequency of approximately 15 MHz, a time delay within an accuracy of approximately ±6.7 nanoseconds is required. the result,
A group of time delays falling within the range of 13.4 nanoseconds will be satisfied by the use of a single delay means. Obviously, the possible groupings depend on the physical dimensions of the columns as well as the required operating frequency and accuracy. In FIG. 3, seven sets of time delays, including one set of one delay, provide the necessary delays for focusing in all four range bands.

図示した実施例においては、単一の走査線セグ
メントは各送受信サイクルについての4つのレン
ジ帯域の内の1つから得られる。画像を走査する
場合に追従される送受信ゲート動作の1つの順序
が第4図のタイミング図に示されており、この図
については次に説明する。繰り返し送信パルスT
1,T2,T3,T4,T5が示され、これらに
続いて、それぞれレンジ帯域1,2,3,4およ
び1における動作のために受信器がレンジゲート
される。装置が4つのレンジ帯域を使用する場
合、また64の走査線セグメントが各帯域について
得られる場合、全部で256個の走査線セグメント
が得られ、完全な走査サイクルの過程において表
示される。
In the illustrated embodiment, a single scan line segment is obtained from one of four range bands for each transmit/receive cycle. One sequence of transmit and receive gating operations followed when scanning an image is shown in the timing diagram of FIG. 4, which will now be described. Repeated transmission pulse T
1, T2, T3, T4, T5, following which the receiver is range gated for operation in range bands 1, 2, 3, 4 and 1, respectively. If the device uses four range bands, and 64 scan line segments are acquired for each band, a total of 256 scan line segments will be acquired and displayed over the course of a complete scan cycle.

本発明は特定の走査順序に限定されるものでな
いことを理解すべきである。このような走査順序
は実質的に不特定な数の可能な順序の内3つの異
なる走査順序を示す図である第5A図、第5B図
および第5C図を参照することにより示されてい
る。これらの図においては、1本の線を形成する
4つの線セグメントはそれを特定するのを容易に
するためそれらの間に〓間をあけて示されてい
る。実際においては、このような〓間は存在せ
ず、1本の線を形成するセグメントは連続的であ
る。線セグメントが得られて表示される順序がア
ンダーラインを引いた符号1〜256で表わされ
るが、これらの内の単にいくつかのみを示してい
る。第5A図においては、1本の線の全部で4つ
の線セグメントは、ビーム軸線を隣接位置にステ
ツプ動作させる以前に連続的に得られかつ表示さ
れる。この操作のため、第4図に示した形式で受
信器がレンジゲートされるであろう。
It should be understood that the invention is not limited to any particular scan order. Such a scanning order is illustrated by reference to FIGS. 5A, 5B and 5C, which are diagrams showing three different scanning orders out of a substantially unlimited number of possible orders. In these figures, the four line segments forming one line are shown with a space between them to facilitate their identification. In reality, such gaps do not exist, and the segments forming a line are continuous. The order in which line segments are obtained and displayed is represented by the underlined numbers 1-256, only some of which are shown. In FIG. 5A, a total of four line segments of a line are sequentially obtained and displayed before stepping the beam axis to adjacent positions. For this operation, the receiver will be range gated in the manner shown in FIG.

第5B図の走査順序においては、全レンジ帯域
は、隣接するレンジ帯域において受信器がレンジ
ゲートされる以前にビーム走査される。図示した
パターンにおいては、レンジ帯域1,2,3およ
び4は連続的に走査される。
In the scanning sequence of FIG. 5B, all range bands are beam scanned before the receivers are range gated in adjacent range bands. In the pattern shown, range bands 1, 2, 3 and 4 are scanned sequentially.

所望であれば、実質的にランダムな走査順序が
例えば第5C図に示すように利用できる。全部で
256の線セグメントが得られて表示された後、シ
ーケンスは反復される。何らかの動作順序を行う
場合、線セグメントの表示を、受信器のレンジゲ
ート操作およびビーム位置と同期させることは簡
単なことである。
If desired, a substantially random scan order can be utilized, for example as shown in FIG. 5C. In all
After 256 line segments have been obtained and displayed, the sequence is repeated. When performing any sequence of operations, it is a simple matter to synchronize the display of line segments with the range gating and beam position of the receiver.

異なるレンジ帯域で焦点合わせをするために各
組に含まれるべき変換素子の数は組内において異
なる数の隣接する変換素子を使用することによつ
て各レンジ帯域内での解像度を計算することによ
つて決定できる。帯域の深さについての最良の横
方向解像度を提供する組が使用されるであろう。
図示した構造においては、奇数の変換素子を含む
組だけが使用されており、ビーム軸線は変換素子
の中心から延長している。明からなように、偶数
の変換素子を使用するシステムを用いても良く、
この場合ビーム軸線は隣接する変換素子の間の点
から延長する。また、奇数および偶数の変換素子
をその組として使用することによつて、得ること
のできる線の数は実質的に2倍となり、列内に含
まれる変換素子の数を増加させることはない。
The number of transducer elements to be included in each set for focusing in different range bands is determined by calculating the resolution within each range band by using different numbers of adjacent transducer elements within the set. You can decide accordingly. The set that provides the best lateral resolution for the depth of the band will be used.
In the illustrated configuration, only sets containing an odd number of transducer elements are used, and the beam axis extends from the center of the transducer elements. As is clear, a system using an even number of conversion elements may also be used;
In this case the beam axis extends from a point between adjacent conversion elements. Also, by using odd and even transducer elements in sets, the number of lines that can be obtained is essentially doubled without increasing the number of transducer elements included in the column.

以上の説明は本発明を特許法の要件にしたがつ
て詳細に行つてきたが、様々な変形例および変更
が当業者にとつては明らかであろう。例えば、陰
極線管36の表面の表示はそのような表示に応答
する走査コンバータによつて、通常のテレビジヨ
ン形のモニタまたはデイスプレイにより使用でき
る信号に変換することができる。第6図に示す本
発明の他の変形例においては、エンベロープ検出
器34からの電気的な線セグメント信号は、通常
のテレビジヨンモニタ62に表示できる複合ビデ
オ信号に変換するためのデイジタル走査コンバー
タ60に供給される。このような用途のためのデ
イジタル走査コンバータは良く知られており、し
ばしば読出し−書込みメモリ内に一時的に格納さ
れるマルチビツトデイジタル信号の発生のため灰
色度発生器を含んでいる。調時および制御手段1
8′からの調時信号はその制御のためにデイジタ
ル走査コンバータに供給される。完全なビデオ線
はモニタ62に表示するためデイジタル走査コン
バータから読み出される。24個の素子列を使用す
ることによつて64本のビデオ情報が提供されるの
で、各線はもし所望であれば512本の線の表示を
作り出すために8回繰り返される。また、単純な
繰り返しではなくて、各々の総合的に発生された
走査線は2つの隣接する実際の走査線からの信号
を適当に混合することによつて補間できる。より
快適な表示を行うための信号処理のそのような詳
細は良く知られており、本発明の一部を構成する
ものではない。しかしながら、デイジタル走査変
換のために要求される線セグメント信号の一時的
格納は、装置による実時間映像化を除外するもの
ではない。
Although the foregoing description has presented the invention in detail in accordance with the requirements of the patent laws, various modifications and changes will become apparent to those skilled in the art. For example, the display on the surface of cathode ray tube 36 can be converted by a scan converter responsive to such display into a signal usable by a conventional television type monitor or display. In another variation of the invention, shown in FIG. 6, the electrical line segment signal from the envelope detector 34 is converted to a composite video signal that can be displayed on a conventional television monitor 62 by a digital scan converter 60. supplied to Digital scan converters for such applications are well known and often include a gray scale generator for generation of a multi-bit digital signal that is temporarily stored in a read-write memory. Timing and control means 1
The timing signal from 8' is supplied to a digital scan converter for its control. A complete video line is read out from the digital scan converter for display on monitor 62. By using 24 element columns, 64 lines of video information are provided, so each line can be repeated eight times to create a 512 line display if desired. Also, rather than simple repetition, each synthetically generated scan line can be interpolated by appropriately mixing the signals from two adjacent actual scan lines. Such details of signal processing to provide a more pleasant display are well known and do not form part of the present invention. However, the temporary storage of line segment signals required for digital scan conversion does not preclude real-time imaging by the device.

前記したように、他の変更は異なるビーム焦点
合わせ動作のために関連する送信および受信走査
のための異なる遅延手段を使用することを含んで
いる。また、本発明は4つのレンジ帯域の使用に
限定されるものでないことが明らかである。8つ
のレンジ帯域を使用する本発明を具体化する方法
および装置を構成して試験した。それに加えて、
装置はもし所望であれば異なる寸法のレンジ帯域
を用いても良く、各帯域の寸法は、映像化される
部分の全深さを通じての所望の解像度に依存す
る。前記並びに他のそのような変更および変形は
特許請求の範囲に定義した本発明の精神および範
囲に含まれるものであることを意図したものであ
る。
As mentioned above, other modifications include using different delay means for the associated transmit and receive scans for different beam focusing operations. It is also clear that the invention is not limited to the use of four range bands. A method and apparatus embodying the invention using eight range bands was constructed and tested. In addition to it,
The apparatus may use range bands of different sizes if desired, with the size of each band depending on the desired resolution through the total depth of the portion being imaged. These and other such modifications and variations are intended to be included within the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を具体化した超音波映像装置を
示すブロツク図、第2図は異なるレンジ帯域にお
ける変換器列および各帯域と組み合わされた時間
遅延手段のビームによる焦点合わせを示す図、第
3図は異なるレンジ帯域で焦点合わせを行うため
に要求される時間遅れの分布を示すグラフ、第4
図は異なるレンジ帯域で操作を行うための受信信
号処理装置のレンジゲート操作を示すタイミング
図、第5A図、第5B図および第5C図は3つの
異なる帯域走査順序を使用して得られる3つの異
なるビデオフレームの空間的形態を示す概略図、
第6図は第1図と類似するブロツク図であるが、
デイジタル走査コンバータを具体化した本発明の
変形例の一部を示す図である。 10……直線状の変換器列、10−1〜10−
64……変換素子、12……部分、14……物
体、16……パルサ、18……調時および制御ユ
ニツト、22……スイツチングマトリクス、24
……信号遅延ユニツト、24−1〜24−7……
信号遅延素子、26……加算増巾器、28……利
得増巾器、32……利得増巾器、36……超音波
画像表示装置(陰極線管)、60……デイジタル
走査コンバータ、62……テレビジヨンモニタ。
FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasound imaging device embodying the invention; FIG. 2 is a diagram showing the transducer arrays in different range bands and the beam focusing of the time delay means associated with each band; Figure 3 is a graph showing the distribution of time delays required for focusing in different range bands;
5A, 5B and 5C are timing diagrams illustrating range gate operation of the received signal processor for operation in different range bands; FIGS. a schematic diagram showing the spatial morphology of different video frames;
Figure 6 is a block diagram similar to Figure 1, but
FIG. 6 is a diagram illustrating a portion of a modification of the present invention embodying a digital scanning converter. 10... linear transducer row, 10-1 to 10-
64... Conversion element, 12... Portion, 14... Object, 16... Pulser, 18... Timing and control unit, 22... Switching matrix, 24
...Signal delay unit, 24-1 to 24-7...
Signal delay element, 26...Summing amplifier, 28...Gain amplifier, 32...Gain amplifier, 36...Ultrasonic image display device (cathode ray tube), 60...Digital scanning converter, 62... ...TV monitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 超音波エネルギーの繰返して送信されたパル
スの部分内の不連続部の反射から、物体14の内
部の部分12を実時間で映像化するパルス式超音
波映像方法において、 複数の隣接変換素子10−1〜10−64から
なる直線状変換器列10により、超音波エネルギ
ーの繰返しパルスを映像化すべき部分12内に伝
送し、 上記伝送された超音波エネルギーを、映像化す
べき部分12内の複数の連続的なレンジ帯域の一
つに電子的に焦点合わせし、該焦点合わせは部分
12の平面内で行い、 上記直線状変換器列10により、反射波パルス
を受信し、かつ該反射波パルスを電気信号に変換
し、 関連送信超音波エネルギーが焦点合わせされる
唯一のレンジ帯域から線セグメントの信号を得る
ため、上記変換器列10からの電気信号がレンジ
ゲートされ、 上記直線状変換器列からの電気信号を、固定さ
れた信号遅延素子24−1〜24−7を通すと同
時に、電気信号がレンジゲートされるレンジ帯域
で、上記変換器列10を電子的に焦点合わせする
ための反射波パルスを受信し、 上記部分の映像化に用いる各レンジ帯域から複
数の別々の線セグメント信号を得るため、各レン
ジ帯域を走査することにより上記部分12を走査
し、しかして上記変換器列10は、各パルス送信
および超音波エネルギーの関連した受信に対して
単一のレンジ帯域に焦点合わせされ、そして、 各レンジ帯域からの線セグメント信号を用いて
上記部分の完全な映像を表示すること を特徴とするパルス式超音波映像方法。 2 上記の送信された超音波エネルギー・パルス
が、関連受信操作中に、上記変換器列を電子的に
焦点合わせするのに用いられたものと同一の固定
された信号遅延素子24−1〜24−7を使用す
ることにより、電子的に焦点合わせされることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のパルス式
超音波映像方法。 3 物体14内の部分12を映像化するパルス式
超音波映像装置において、該装置が、 直線状変換器列10と、 上記部分内へ超音波エネルギー・パルスを送る
ため、上記直線状変換器列10の変換素子10−
1〜10−64を付勢するパルサ16と、 複数の固定された信号遅延素子24−1〜24
−7を含み、映像化すべき部分12内の連続的な
複数のレンジ帯域1−4に送信されたビームが焦
点合わせされる焦点合わせ手段と、 映像化すべき部分を走査するビーム走査手段
と、 上記直線状変換器列10からの出力に応答し、
上記ビームが焦点合わせされたレンジ帯域のみか
ら受信した信号を処理するレンジゲートされた信
号の処理手段とを備え、 上記直線状変換器列10は、送信されたビーム
が焦点合わせされる同一レンジ帯域で、上記焦点
合わせ手段により焦点合わせされ、上記信号遅延
素子24−1〜24−7の少なくとも数個は、複
数のレンジ帯域での焦点合わせに用いられ、 さらにまた、映像化されるべき部分の可視表示
に用いる各レンジ帯域から線セグメント信号を与
えるため、上記焦点合わせ手段とレンジゲートさ
れた信号の処理手段とを制御する手段18を有
し、単一レンジ帯域に対応する線セグメント信号
が上記装置の送信/受信操作で得られ、 さらにまた、上記の連続的なレンジ帯域のおの
おのからの線セグメント信号に応答して、上記部
分の単一映像を表示する可視表示手段を有するこ
とを特徴とするパルス式超音波映像装置。 4 受信操作中に上記直線状変換器列を焦点合わ
せするのに用いられる、同一の固定された信号遅
延素子24−1〜24−7が、上記関連送信操作
中にビーム焦点合わせに用いられることを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載のパルス式超音波
映像装置。
Claims: 1. A pulsed ultrasound imaging method for imaging an interior portion 12 of an object 14 in real time from reflections of discontinuities within portions of repeatedly transmitted pulses of ultrasound energy, comprising: A linear transducer array 10 consisting of a plurality of adjacent transducer elements 10-1 to 10-64 transmits repeated pulses of ultrasonic energy into the portion 12 to be visualized, and the transmitted ultrasonic energy is visualized. electronically focusing on one of a plurality of continuous range bands within the section 12, said focusing being in the plane of the section 12, and receiving reflected wave pulses by said linear transducer array 10; , and converting the reflected wave pulses into electrical signals, the electrical signals from said transducer array 10 being range gated to obtain a line segment signal from a unique range band on which the associated transmitted ultrasound energy is focused; The electrical signals from the linear transducer array are passed through fixed signal delay elements 24-1 to 24-7, and at the same time, the transducer array 10 is electronically controlled in a range band where the electrical signals are range gated. scanning said portion 12 by scanning each range band to receive a focusing pulse and obtain a plurality of separate line segment signals from each range band for use in imaging said portion; The transducer array 10 is focused on a single range band for each pulse transmission and associated reception of ultrasound energy, and the line segment signals from each range band are used to complete the complete A pulsed ultrasound imaging method characterized by displaying an image. 2 Fixed signal delay elements 24-1 to 24 identical to those used to electronically focus the transducer array by which the transmitted ultrasonic energy pulses are used during associated receive operations. 2. The pulsed ultrasound imaging method according to claim 1, wherein the pulsed ultrasound imaging method is electronically focused by using -7. 3. A pulsed ultrasound imaging device for imaging a portion 12 within an object 14, the device comprising: a linear transducer array 10; 10 conversion elements 10-
A pulser 16 that energizes signals 1 to 10-64, and a plurality of fixed signal delay elements 24-1 to 24.
-7, on which the transmitted beam is focused on a plurality of continuous range bands 1-4 within the portion to be imaged 12; and beam scanning means for scanning the portion to be imaged; responsive to the output from the linear transducer bank 10;
range-gated signal processing means for processing signals received only from the range band on which the transmitted beam is focused; At least some of the signal delay elements 24-1 to 24-7 are used for focusing in a plurality of range bands, and furthermore, the part to be imaged is focused by the focusing means. means 18 for controlling said focusing means and said range gated signal processing means for providing line segment signals from each range band for use in visual display, said line segment signals corresponding to a single range band being provided; obtained by the transmitting/receiving operation of the apparatus, and further comprising visual display means for displaying a single image of said portion in response to line segment signals from each of said continuous range bands. A pulsed ultrasound imaging device. 4. The same fixed signal delay elements 24-1 to 24-7 used to focus said linear transducer array during receive operations are used for beam focusing during said associated transmit operations. A pulsed ultrasound imaging device according to claim 3, characterized in that:
JP56082579A 1981-06-01 1981-06-01 Ultrasonic picture treating method and device through ultrasonic beam focusing and scan Granted JPS57200880A (en)

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