JPH02164349A - 超音波診断装置用送信パルス制御回路 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、超音波診断装置用送信パルス制御回路、特に
セクタ走査あるいはリニア走査などの走査において、超
音波ビームを所定の場所に集束させるための遅延制御を
行う送信パルス制御回路に関する。

［従来の技術］ 生体などの被検体内の断層像あるいは心臓血流などの情
報を画像表示する超音波診断装置が周知であり、この超
音波診断装置においては、セクタ走査、リニア走査ある
いはコンベックス走査などの各種走査により被検体内の
所望範囲の情報を得ることができる。

例えば、セクタ走査においては、比較的狭い心臓肋間か
ら超音波ビームをセクタ（扇）状に送受波しており、こ
のために、超音波ビームを角度偏向制御する。すなわち
、この角度偏向制御は、複数の振動子に与える励振信号
に少しずつずれた遅延時間を与えるが、この遅延時間を
所定の値に制御することにより所定の方向に超音波ビー
ムを放射することができる。

また、遅延制御は超音波ビームの角度偏向のためだけで
なく、深さ方向において超音波ビームの焦点合わせを行
うためにも行われており、これにより分解能の高い画像
を得るようにすることもできる。

第３図には、このような遅延制御を行う従来の送信パル
ス制御回路が示されており、被検体内に超音波ビームを
放射する振動子１０には高圧パルス発生回路１２が接続
され、この高圧パルス発生回路１２から出力された高電
圧のパルス励振信号を振動子１０に供給することにより
、超音波ビームを被検体内に放射することができる。

前記高圧パルス発生回路１２には、遅延線１４が設けら
れ、この遅延線１４にはマトリクス回路１６を介してト
リガ発生回路１８及び制御回路２０が接続されている。

そして、前記トリガ発生回路１８は前記振動子１０に励
振信号を与える・ためのトリガ信号を出力し、一方主制
御回路２０は前記トリガ信号に対して所定の遅延時間を
与えるためマトリクス回路１６における信号の分配制御
を行っており、マトリクス回路１６内のスイッチを切換
え制御して遅延線１４内の所定の入力タップを選択する
ことにより、異なる遅延時間をトリガ信号に与えること
ができる。

この場合のトリガ信号には、順次増加する方向あるいは
減少する方向に変化する遅延時間が与えられ、このトリ
ガ信号をそれぞの振動子１０に供給することにより、超
音波ビームを所定角度方向に集束させるなどの制御を行
うことが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の遅延制御においては、前述のように遅
延線１４によりアナログ的に処理されるので、遅延線１
４の出力誤差が大きくなることから、送信パルスの遅延
時間を正確に設定することができず、また高圧パルス発
生回路１２においても超音波周波数に合った良好なパル
ス幅の信号を出力できないという問題があった。

また、従来の遅延線１４は遅延時間が大きくなればなる
ほど長くなり、この遅延線１４の存在により装置の小型
化を図ることができないという問題があった。

発明の目的 本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、従来の遅延線を用いることなく遅延制御を
デジタル的に行い、遅延時間を正確に設定することので
きる超音波診断装置用送信パルス制御回路を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、複数の振動子に
より形成される超音波ビームを所定の場所に集束させる
ための遅延制御を行う超音波診断装置用送信パルス制御
回路において、所定超音波周波数の整数倍に設定された
クロック信号において１周期のｎ分の１位相ずつずれた
ｎ相のクロック信号を出力するｎ相クロック発生回路と
、このｎ相クロック発生回路の出力の中から所定相のク
ロック信号を遅延情報に基づいて選択するクロック選択
回路と、このクロック選択回路で選択されたクロック信
号を遅延情報に基づいてカウントするカウンタと、この
カウンタ出力に基づいて振動子を励振駆動するための所
定のパルス数の送信トリガを発生するトリガ発生回路と
、を備えたことを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、位相クロック発生回路からは所定
超音波周波数の整数倍であって、１周期のｎ分の１位相
ずつずれたｎ相のクロック信号を出力しており、クロッ
ク選択回路により所定相のクロック信号が選択されるが
、この所定相のクロック信号をカウンタによりカウント
することにより、所定の場所に集束するための遅延時間
を与えることができる。

この場合、選択された所定相のクロック信号の位相ずれ
により微小の遅延時間を決定することができ、クロック
信号のカウント数により与えられる遅延時間と前記微小
の遅延時間により最終的な遅延時間を得ることができる
。

従って、トリガ発生回路からは前記遅延時間が与えられ
た送信トリガ信号を出力することができ、デジタル的に
処理され出力された送信トリガ信号に基づいて高圧パル
ス信号が得られることになり、この高圧パルス信号によ
り振動子を励振駆動することが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には、実施例に係る送信パルス制御回路の回路構
成が示されており、各振動子１０（１〜ｎ）に高圧パル
ス発生回路１２（１〜ｎ）が接続される構成は従来の装
置と同様になっている。

本発明において特徴的なことは、遅延制御を遅延線によ
るアナログ処理ではなくデジタル処理するようにしたこ
とであり、このために、本発明ではｎ相クロック発生回
路２２、クロック選択回路２４、カウンタ２６及びトリ
ガ発生回路２８を設けており、更に前記ｎ相クロック発
生回路２２からトリガ発生回路２８までの回路を制御す
るために主制御回路３０を設けている。

そして、前記ｎ相クロック発生回路２２は超音波周波数
の整数倍のクロック信号であって、このクロック信号の
１周期のｎ分の１位相ずつずれたｎ相のクロック信号を
出力しており、例えば超音波周波数が３．５ＭＨｚの場
合にはこの周波数の４倍となる周波数１４ＭＨｚの信号
をクロック信号とする。そうすると、この場合の周期は
７１゜４ｎ（六））　ｓｅｅとなり、ｎ相のクロック信
号は４柑の場合は、７１．４ｎｓｅｃ／４＝１７．８５
ｎ　ｓｅｅずつずれた信号となる。

第２図には、４相のクロック信号が示されており、図（
ａ）が超音波周波数の整数倍の周波数（１４ＭＨｚ）の
クロック信号とすると、これを１相目のクロック信号と
し、図（ｂ）がら図（ｄ）まで順に２相目、３相目、４
相目のクロック信号が形成されることになり、１周期を
ｔとすれば、ｔ／４−１７．８５ｎｓｅｃずつ位相がず
れたクロック信号が発生することになる。

そして、前記クロック選択回路２４は前記４相のクロッ
ク信号の中から所定相のクロック信号を選択し、同時に
カウンタ２６では前記選択された所定相のクロック信号
をカウントすることになり、この両者の動作作用により
遅延時間Ｔを与えることができる。

この遅延時間Ｔを式で表すと、次のようになる。

すなわち、設定しようとする遅延時間Ｔは近似値Ｔ′に
て近似され、次式にて設定される。

ＴＮＴ　　−ｔＸｉ＋ｋＸ　（ｔ／ｎ）　　・＝　　（
１）この（１）式において、ｉは整数値でカウント数で
あり、ｉはＴ／ｌの整数部分により求められ、ｋはクロ
ック信号の所定相を決定する数値で、ｋ−（Ｔ−−ｔＸ
ｉ）／　（ｔ／ｎ）にて求められる。

従って、このｋはクロック選択回路２４に出力されるの
で、クロック選択回路２４では（ｋ＋１）相のクロック
信号を選択することになる。

例えば、ある振動子１０に対して６８０ｎｓｅｃの遅延
時間を与えたい場合には、ｔ−６８０／７１、　４−９
．　５・・・となるから、ｉ−９となり、またｔ／４＝
１７．８５ｎｓｅｃを考慮した遅延時間の近似値はＴ−
−６７８，３ｎｓｅｃとなるから、ｋ−（６７８，３−
７１，４Ｘ９）／（７１，４／４）−２となる。従って
、クロック選択回路２４では２＋１−３で３相のクロッ
ク信号が選択され、またカウンタ２６ではカウント数９
が設定されることになり、カウンタ２６は９から数をカ
ウントダウンすることになる。

そして、トリガ発生回路２８は前記カウント２６による
カウ、ント数がＯになったときに所定パルス数のトリガ
信号を出力しており、このトリガ信号により高圧パルス
発生回路１２は高圧パルスを振動子１０に出力すること
になる。

実施例は以上の構成からなり、以下にその作用を説明す
る。

まず、主制御回路３０に診断画像表示の開始信号が供給
されると、ｎ相クロック発生回路２２を動作させ、例え
ば４相のクロック信号を出力する。

そうして、クロック選択回路２４はｎ個設けられている
振動子１０のそれぞれにおいて設定される所定相のクロ
ック信号を選択する。

この所定相のクロック信号は、前記（１）式に従って選
択され、前記のように６８０ｎｓｅｃの遅延時間Ｔを与
える場合には３相目のクロック信号を選択することにな
るが、これは振動子１０で異なる相のクロック信号とな
る。

この所定相のクロック信号は、カウンタ３６に供給され
てそのクロックがカウントされることになるが、遅延時
間６８０ｎｓｅｃの場合は前記カウント数９がカウント
ダウンされる。そして、このカウント数が０になると、
トリガ発生回路２８が動作し、所定パルス数のトリガ信
号を高圧パルス発生回路１２に出力することになる。

この場合、前記カウント数は各カウンタ２６により異な
る（同じ場合もある）ことになりに前記トリガ信号は所
定の遅延時間が付与された信号であり、このトリガ信号
により順次遅らされた高圧パルスが発生する。従って、
各振動子１０ではそれぞれ異なる遅延時間をおいて超音
波を出力することになり、これにより所定の場所に超音
波ビームを集束することができる。

このように、本発明ではｎ相のクロック信号を導入する
ことにより、遅延時間をデジタル処理することができる
が、このクロック信号を超音波周波数の整数倍に設定す
ることにより、送信パルス数を自在に制御でき、探触子
の特性に合ったパルス数を出力することができるという
効果もあるー。

また、速度情報を精度よく抽出できる高繰返し周波数の
超音波パルスをリアルタイムで制御することが可能とな
る。すなわ妬、被検体内の速度を検出する場合には、い
わゆる折り返し現象（ナイキスト周波数）により検出で
きる速度領域が限定されることになるため、これを解消
するために繰返し周期を高くすることが行われている。

本発明によれば、送信パルスの数をリアルタイムで自在
かつ正確に変えられるので、前記高繰返し周波数の制御
も容易となり、高精度の速度を画像表示することも可能
となる。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、ｎ相のクロック
信号を出力し、このｎ相のクロック信号の中から所定相
のクロック信号を選択し、このクロック信号をカウント
することにより、所定の遅延時間を与えるようにしたの
で、送信パルスの遅延時間設定をデジタル処理すること
ができ、遅延時間の設定誤差をなくして高精度の送信パ
ルス信号を得ることが可能となる。

また、ｎ相のクロック信号が超音波周波数の整数倍の信
号となっているため、探触子で決定される超音波周波数
に適合した送信パルスを出力することができ、更にパル
ス数が自在に制御できるので、探触子の特性に合ったパ
ルス数を出力すること、あるいは速度情報を精度よく抽
出できる高繰返し周波数の超音波パルスを出力すること
などをリアルタイムで制御することが可能となる。

更に、従来のような遅延線を用いる必要がないので、装
置を小型化することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る超音波診断装置用送信
パルス制御回路の構成を示すブロック図、第２図は、ｎ
相クロック発生回路で発生するｎ相（４相）のクロック
信号を示す波形図、第３図は、従来の送信パルス制御回
路を示すブロック図である。 １０　・・・　振動子 １２　・・・　高圧パルス発生回路 ２２　・・・　ｎ相クロック発生回路 ２４　・・・　クロック選択回路 ２６　・・・　カウンタ ２８　・・・　トリガ発生回路 ３０　・・・　主制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の振動子により形成される超音波ビームを所
   定の場所に集束させるための遅延制御を行う超音波診断
   装置用送信パルス制御回路において、所定超音波周波数
   の整数倍に設定されたクロック信号において１周期のｎ
   分の１位相ずつずれたｎ相のクロック信号を出力するｎ
   相クロック発生回路と、このｎ相クロック発生回路の出
   力の中から所定相のクロック信号を遅延情報に基づいて
   選択するクロック選択回路と、このクロック選択回路で
   選択されたクロック信号を遅延情報に基づいてカウント
   するカウンタと、このカウンタ出力に基づいて振動子を
   励振駆動するための所定のパルス数の送信トリガを発生
   するトリガ発生回路と、を備えたことを特徴とする超音
   波診断装置用送信パルス制御回路。