JPH02164350A - 超音波診断装置用受信器 - 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］ 本発明は超音波診断装置用受信器、特に反射エコー信号
を受信する際に被検体内の所定の位置に焦点を合わせる
ための遅延制御を行う超音波診断装置用受信器に関する
。

［従来の技術］ 超音波を生体などの被検体内に放射し、その反射エコー
を受信して断層像あるいは速度（ドプラ）情報などの被
検体内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、分解能を高めるために
所定の位置に焦点を合わせた送受信が行われている。

第３図には、複数個配列された振動子によりフォーカス
制御する場合の遅延量が示されており、振動子群１０に
より例えばフォーカス点Ｆ４の情報を得る場合には、振
動子群１０の各振動子について矢示される長さに比例し
た異なる遅延量が与えられることになる。この遅延量は
、フォーカス点Ｆ１．Ｆ２．Ｆ３．Ｆ４により異なる時
間であり、深さ方向において複数個所のフォーカス点に
ついて行われる。

このような遅延制御は、超音波の送信時と受信時の両者
において行われ、送信時においては励振信号に対して遅
延量が与えら、受信時においては振動子群１０で受信さ
れた受信信号に対して遅延量が与えられるが、受信時に
行われる遅延制御を受信（ダイナミック）フォーカス制
御という。

この受信フォーカス制御によれば、深さ方向の特定され
た場所から反射される信号が位相を合わせられて受信さ
れ、これによって分解能のよい被検体内の画像を得るこ
とができる。

第４図には、従来の受信器の構成が示されており、超音
波を放射する振動子群１０にはこの振動子群１０を所定
数、例えば８個数ずつの群毎に分割して設けられたｎ個
の溶加算回路１２が接続されている。この溶加算回路１
２は、第５図に示されるように、入力信号を遅延させる
遅延線２０とマトリクス状に配線されその交点にスイッ
チを設けた分配回路２２を有しており、８個の振動子１
０から受信された受信信号は、分配回路２２により所定
遅延線２０のタップに供給される。このようにして、各
振動子１０毎に受信フォーカス制御を行うための第１段
階の所定の遅延量が与えられる。

このように、溶加算回路１２を振動子群１０を分割して
設けるのは、振動子群１０の全てについて遅延時間を与
える構成とすると、分配回路２２の配線数が膨大となり
、かつ遅延線タップも多くなり、装置が大型化するとと
もにその制御が複雑になるからである。従って、第５図
のような溶加算回路１２を複数個設ける構成とすること
により、分配回路２２の構成を大幅に削減することがで
きる。

そして、前記複数の溶加算回路１２には前記第５図の構
成と同様の構成から成る全加算回路１４が設けられ、ｎ
個の入力に対して異なる遅延量を与える遅延線及び分配
回路を備えた構成となっており、この全加算回路１４に
より受信フォーカス制御を行うための第２段階の遅延量
が与えられる。

すなわち、第６図には溶加算回路１２及び全加算回路１
４にて与えられる第１段階の遅延量が示されており、図
示Ａの斜線領域で示される遅延量は溶加算回路１２によ
り与えられ、この場合の遅延量は分割されたグループ内
におけるそれぞれの振動子１０により異なる時間となる
。

また、図示Ｂの領域で示される第２段階の遅延量は全加
算回路１４により与えられ、この場合の遅延量はｎ個あ
るグループ毎に異なるが、グループ内の各振動子１０で
は同一の時間となる。

このようにして、図（ａ）の近距離フォーカスでは曲率
の大きい円弧で示される遅延量が与えられ、図（ｂ）の
中距離、図（Ｃ）の遠距離の順に曲率が小さくなる円弧
で示される遅延量が与えられることになり、これにより
深さ方向の所定の点に焦点を合わせた受信を行うことが
できる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の受信器では前述のように、振動子
群内のそれぞれの振動子１０に対してそれぞれ異なる遅
延量（第１段階）を与えているので、受信フォーカス制
御のための遅延制御に時間がかかり、結果として十分な
フレーム数を確保できず、リアルタイム性を犠牲にしな
ければならないという問題があった。

すなわち、断層像情報を画像表示する場合にはそれ程問
題とはならないが、心臓血流などの運動部の運動状態を
画像表示する場合には、ドプラ信号を処理する時間が遅
延制御により遅れることになり、時々刻々と変化する状
態を精度よく画像表示することができない。

特に、フォーカス点を多く設定して画像を鮮明に表示し
ようとすればする程、受信処理に時間を要し、リアルタ
イム性が失われるという問題があった。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点を解決することを課題として
なされたものであり、その目的は、受信フォーカス制御
における遅延制御を短時間に行い、画像表示情報のリア
ルタイム性を向上させることができる超音波診断装置用
受信器を提（３％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、被検体内情報を
画像表示するために被検体内に放射した超音波の反射エ
コーを複数の振動子により受信する超音波診断装置用受
信器において、所定数のグループに分割された振動子毎
に得られた全てのフォーカス点からの受信信号に対し基
準フォーカス点における第１段階の遅延量を与えて加算
する溶加算回路と、この溶加算回路で設定される所定の
フォーカス点における第１段階の遅延量と前記基準フォ
ーカス点の第１段階の遅延量との差を補償した第２段階
の遅延量をグループ毎に与えて加算する全加算回路と、
を備えたことを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、振動子群を分割したグループ毎に
設けられた全ての溶加算回路で基準フォーカス点に対し
て設定される第１段階の遅延量が与えられ、かつ全加算
回路では所定距離のフォーカス点に対して溶加算回路で
与えられる第１段階の遅延量と前記基準フォーカス点に
おける第１段階の遅延量との差を補償した第２段階の遅
延量・が与えられる。従って、近距離、遠距離において
設定される全遅延量と近似した遅延量を受信信号に与え
ることができる。

このように、近距離又は遠距離にかかわらず、溶加算回
路の遅延時間を一定にしたので、従来において距離が変
わる毎に異なる遅延ｍ（第１段階）を与えていた制御が
簡略化され、受信フォーカス制御のための遅延量制御が
短時間に行える。

［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、実施例に係る受信器の回路が示されており
、振動子群１０をｎ個に分割して群遅延回路２４を設は
回路構成を簡略化している点では従来の構成と同様であ
る。

本発明において特徴的なことは、受信フォーカス制御を
短時間に行うようにしたことであり、このために、本発
明の溶加算回路２４における遅延制御を簡略化し、全加
算回路２６でグループ毎に距離に応じた遅延量を与える
ようにする。

すなわち、溶加算回路２４では、第２図に示されるよう
に、超音波送受波する深さ距離の中間点を基準フォーカ
ス点とし、この基準フォーカス点での遅延量パターンに
従って各振動子１０に一定の遅延量を与えるようにする
。従って、全ての距離において溶加算回路２４は各溶加
算回路２４毎に設定される一定の遅延量（第１段階）を
与えることになる。

そして、全加算回路２６は近距離あるいは遠距離に応じ
た第２段階の遅延量を与えており、これにより深さ方向
で変化するフォーカス点において位相を合わせたエコー
信号を得るために従来与えられた遅延量（第６図）に近
似させた全遅延量を与えることができる。

すなわち、第２図（ｂ）に示されるように、近距離では
端部に位置する１番目あるいはｎ番目の溶加算回路２４
になるに従って、従来よりも小さな遅延量となるように
設定する。また、第２図（Ｃ）に示されるように、遠距
離では１番目あるいはｎ番目の溶加算回路２４になるに
従って、従来よりも大きな遅延量となるように設定する
。

そうすると、近距離の場合は第６図（ａ）に示される遅
延量パターンに、遠距離の場合は第６図（Ｃ）に示され
る遅延量パターンに近似させることができ、各溶加算回
路２４の間では多少のずれが生じることになるが、全体
的にみれば、各溶加算回路２４において各振動子で得ら
れた受信信号対して異なる受信フォーカス制御を行った
場合と同様の遅延量を付与することができる。

このようにして、実施例では、溶加算回路２４で与える
第１段階の遅延量は変化させずに、全加算回路２６で与
えられる第２段階の遅延量のみにより、近似的に従来の
受信フォーカス制御の場合と同等の遅延制御が行えるこ
とになり、従来に比較して遅延量制御の時間が著しく短
縮され、受信処理を高速化することが可能となる。

例えば、振動子群を６４素子の振動子１０とし、走査線
が１２８本であるとすると、従来では、受信フォーカス
の段数が４段の場合には、６４Ｘ１２８Ｘ４−３２７６
８　（回）の制御が必要となるが、本発明では、溶加算
回路２４が８個の場合、（６４ｘ１２８）＋　（４ｘ８
ｘ１２ｇ）−１２２８８（回）の制御でよいことになり
、制御回数がほぼ１／３に減少することになる。

従って、運動部を画像表示する場合は運動状態を正確に
表示できるとともに、断層像を表示する場合は、フォー
カス点を従来よりも多く設定し、本発明では４点から８
点のフォーカス点を設定することにより、画像の分解能
を高めることができるという利点がある。

そして、実施例では、全加算回路２６を２個設け、溶加
算回路２４の出力を交互に入力しており、これにより受
信処理を早めるようにしている。また、全加算回路１４
には出力信号選択回路１６が設けられており、この出力
選択回路１６により全加算回路１４のいずれかの信号が
選択されて順次出力されることになり、この出力信号を
画像処理することにより断層像や運動部の速度情報が表
示される。

前記実施例では、フォーカス制御が深さ方向において行
われる場合について説明したが、振動子配列方向にフォ
ーカス点が設定される場合（偏向走査）についても同様
に適用することができる。

また、本発明はセクタ走査、リニア走査などの走査方式
には関係なく、全ての走査方式についても適用できるも
のである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、溶加算回路によ
り受信信号に基準フォーカス点に対する第１段階の遅延
量を与え、全加算回路によりグループ毎に近距離あるい
は遠距離に応じた第２段階の遅延量を与えるようにした
ので、受信フォーカス制御の時間を著しく短縮すること
ができ、情報のリアルタイム性を向上させることができ
る。

従って、心臓血流など運動部の運動状態を精度よく画像
表示することができ、心臓内の動脈血流の流れのような
高速状態も把握することができ、画像診断に有益な情報
を提供可能となる。

また、溶加算回路では近距離に対して行う大きな遅延量
を設定する必要がないので、遅延線及び分配回路を簡略
化することができ、回路規模を小さくできるという利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置用受信器の実施例
を示す回路図、 第２図は本発明において受信フォーカス制御する際の遅
延量の設定状態を示す説明図、第３図は受信フォーカス
制御を示す説明図、第４図は従来の受信器の構成を示す
回路図、第５図は溶加算回路の内部構成を示す回路図、
第６図は第４図の受信器で受信フォーカス制御する際の
遅延量の設定状態を示す説明図である。 １０　・・・　振動子（群） １２．２４　　・・・　溶加算回路 １４．２６　　・・・　全加算回路 ２０　・・・　遅延線 ２２　・・・　分配回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内情報を画像表示するために被検体内に放
   射した超音波の反射エコーを複数の振動子により受信す
   る超音波診断装置用受信器において、所定数のグループ
   に分割された振動子毎に得られた全てのフォーカス点か
   らの受信信号に対し基準フォーカス点における第１段階
   の遅延量を与えて加算する群加算回路と、この群加算回
   路で設定される所定のフォーカス点における第１段階の
   遅延量と前記基準フォーカス点の第１段階の遅延量との
   差を補償した第２段階の遅延量をグループ毎に与えて加
   算する全加算回路と、を備えたことを特徴とする超音波
   診断装置用受信器。