JPH02164351A - 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、特に被検体内からの
反射エコー信号を位相合わせして受信する受信（ダイナ
ミック）フォーカス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
受信ダイナミックフォーカス制御が行われる。

この受信（ダイナミック）フォーカス制御は、第４図に
示されるように、深さ方向のにおいて所定距離間隔毎に
設定されたフォーカス点Ｆ１゜Ｆ２．Ｆ３．Ｆ４から反
射するエコー信号のみを受信する場合に、それぞれのフ
ォーカス点から各振動子１０までの距離を考慮して図示
Ｔの遅延時間を各振動子１０で得られた受信信号に与え
る。

そうすると、それぞれのフォーカス点から同一時間に反
射した信号の位相を合わせを行うことができ、フォーカ
ス点Ｆｔ　、　　Ｆ２　、　　Ｆｓ　、　　Ｆ、ａから
の信号を強調した受信が行える。

この場合、実際には前記フォーカス点のみの信号を受信
するのではなく、図示のフォーカス領域毎に信号を得る
ようにしており、これにより連続した全体の画像を表示
することができる。

従って、このフォーカス点Ｆを複数個設けて受信するこ
とにより、分解能のよい画像を提供することができる。

第５図には、複数個配列された振動子により受信フォー
カス制御する場合の従来の受信器が示されており、振動
子（群）１０には、送波トリガパルスにより振動子１０
を駆動制御するドライバ１２とアンプ１４が接続され、
ドライバ１２により超音波が被検体内に放射され、同じ
振動子１２１；より受信された被検体内からの反射エコ
ー信号はアンプ１４により増幅される。

そして、複数のフォーカス点Ｆの情報を得るたるめに、
２個の整相加算回路１６−１．１６−２が設けられ、こ
の整相加算回路１６は分配器１８、遅延線２０及びバッ
ファ２２から成っている。従って、整相加算回路１６に
入力される各振動子１０で得られた受信信号は分配器１
８により遅延線２０の所定のタップに供給され、フォー
カス点Ｆ１〜Ｆ４からの信号の位相を合わせるための遅
延量が各振動子１０の受信信号に対して与えられる。

この整相加算回路１６ａ、１６ｂは制御回路２４により
制御され、遅延制御された受信信号はバッファ２２を介
して出力される。

また、この整相加算回路１６には可変ゲイン加算回路２
６が設けられており、この可変ゲイン加算回路２６は、
可変ゲイン設定器２８ａ、２８ｂと抵抗２９及びオペア
ンプ３０から成る加算器とから構成されている。前記可
変ゲイン設定器２８は、整相加算回路出力を加算するた
めの加算ゲインを可変制御することにより、整相加算回
路１６ａと１６ｂの出力を交互に選択して緩やかに切り
換えるスイッチの役目をしており、両可変ゲイン設定器
２８ａと２８ｂの出力は加算器により順次加算出力され
る。

すなわち、第６図には第５図の受信器で深さ方向の４点
のフォーカス点Ｆ１〜Ｆ４に対して受信フォーカス制御
する場合における処理信号のタイムチャートが示されて
おり、図（ａ）に示される送波トリガパルスにより、可
変ゲイン設定器２８ａでは図（ｂ）のような整相加算回
路１６ａの出力に対する加算ゲインを出力し、また可変
ゲイン設定器２８ｂでは図（ｃ）の本うに整相加算回路
１６ｂの出力に対する加算ゲインを出力し、この可変ゲ
インは緩やかな立上り立下りを有する信号となっている
。

このように、緩やかな立上り立下り部を有する可変ゲイ
ンを用いれば、通常の切換器を使用して整相加算回路１
６の出力を切り換えた場合に発生するスパイクノイズ信
号を抑制することができ、急激な切換え動作により受信
信号に混入するスパイクノイズ信号をなくすことができ
る。

そして、整相加算回路１６ａ、１６ｂでは、図（ｄ）１
図（ｅ）に示される時間領域に各フォーカス点Ｆ１．Ｆ
２．Ｆ３．Ｆ４に対する遅延制御を行った信号を出力し
ているので、前記可変ゲイン設定器２８の加算ゲインを
変化させることによりフォーカス点の信号が交互に得ら
れることになり、可変ゲイン加算回路２６の出力は、表
示器３２に出力される。

このようにして、表示器３２には受信フォーカス制御に
より得られた近距離あるいは遠距離において焦点合わせ
（位相合わせ）が行われた情報が表示され、分解能の高
い画像を提供することができる。

［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、整相加算回路出力の
切換え時のスパイクノイズ信号をなくすため、に可変ゲ
イン加算回路２６を設けていることから、各フォーカス
領域間の接触領域では、第６図（ｆ）に示されるように
、２個の整相加算回路１６の両出力が重なってしまうと
いう問題があった。

すなわち、第６図（ｆ）では隣接するフォーカス領域間
において、Ｆ、＋Ｆ２．Ｆ２＋Ｆ３゜Ｆ３＋Ｆ４で示さ
れる重複領域ができ、この重複領域の分解能が悪くなる
。

また、可変ゲイン加算回路２６の加算ゲインが緩やかな
立上り立下りを有することから、フォーカス点の切換え
に時間がかかることになり、受信フォーカスの段数を増
やすことができに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、受信信号への切換え
ノイズの混入を防止した上で、整相加算回路出力を高速
に切換えて受信フォーカスの段数を増やすことのできる
超音波診断装置用受信器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、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、前記振動子群により得られた受信信号の
位相を合わせて加算するための遅延線及びこの遅延線に
受信信号を分配する分配回路から成り複数のフォーカス
点についての位相合わせを行う複数の整相加算回路と、
これら整相加算回路の出力信号を平衡信号に変換する複
数の平衡変換器と、これら複数の平衡変換器の出力信号
を選択的に切り換えるスイッチング回路と、このスイッ
チング回路を介して供給された平衡信号ラインに存在す
る同相信号ノイズ成分を除去するノイズ信号除去回路と
、を備えたことを特徴とすることを特徴とする。

〔作用］ 以上の構成によれば、整相加算回路の出力を瞬時に切り
換える通常のスイッチング回路を用いているので、この
スイッチング回路の切換え時にはスパイクノイズ信号が
受信信号に混入することになる。しかし、整相加算回路
の出力は平衡信号に変換され、ノイズ信号除去回路にて
前記平衡信号ライン上の同相信号ノイズ成分は除去され
ることになる。従って、受信信号からは切換えノイズ信
号は完全に除去されることになり、フォーカス領域の切
換えも高速に行われるので、可変ゲイン加算回路を用い
た場合のような情報の重複がなくなり、また整相加算回
路の出力の切換えが短時間に行えることになる。

［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、実施例に係る受信器の回路が示されており
、複数個備えられた振動子（群）１０、ドライバ１２、
アンプ１４及び表示器３２は第６図と同様であり、実施
例の整相加算回路３３ではバッファが省略された構成と
なっている。

本発明において特徴的なことは、一般に用いられるスイ
ッチング回路にて高速に整相加算回路出力を切換え選択
し、その際に混入する切換えノイズを良好に除去するよ
うにしたことであり、このために、本発明は平衡変換器
とノイズ信号除去回路とを設けている。

実施例では、第１図に示されるように、２個の整相加算
回路３３ａ、３３ｂに対して２個の平衡変換器３４ａ、
３４ｂが設けられ、この平衡変換器３４ａ、３４ｂには
スイッチング回路３６ａ。

３６ｂが接続されており、この切換えスイッチ３６を介
してノイズ信号除去回路としての差動アンプ３８が設け
られている。

第２図には、前記平衡変換器３４と差動アンプ３８の構
成と各部での信号波形が示されており、図Ｂ　（ａ）に
示される制御回路２４からの制御信号１００が図Ａに示
されるように、スイッチング回路３６に出力されこのス
イッチング回路３６ＯＮ。

ＯＦＦ動作すると、平衡変換器３４の出力は、平衡信号
ライン２００では、図Ｂの（ｂ）に示されるような信号
となり、平衡信号ライン２０１では、図Ｂの（Ｃ）に示
されるように、平衡信号ライン２００を逆転させた信号
となる。そして、前記平衡信号ライン上では制御信号の
ＯＮ、　ＯＦＦ時に図示されるようなスパイクノイズ信
号が発生することになる。

この平衡信号は、スイッチング回路３６を介して差動ア
ンプ３８に入力され、この差動アンプ３８により、図Ｂ
　（ｂ）、（ｃ）に示される平衡信号同士の差が演算さ
れ、その結果、図（ｄ）に示されるように、ＯＮ、　Ｏ
ＦＦ時に発生する同相信号ノイズ成分が除去されること
になる。

実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。

まず、振動子１０にて受信された受信信号は増幅器１４
にて所定の増幅率で増幅された後に整相加算回路３３に
供給され、分配器１８及び遅延線２０にて所定フォーカ
ス点の信号を受信するための遅延時間が与えられる。

例えば、前記第４図に示した４つのフォーカス点Ｆｌ　
、Ｆ２　、Ｆ３　ｌ　Ｆ４について受信フォーカス制御
を行う場合には、前記整相加算回路３３ａ。

３３ｂでは近い距離のフォーカス点からの信号を交互に
受信処理しており、整相加算回路３３ａではフォーカス
点Ｆｌ、Ｆ３について、整相加算回路３３ｂではフォー
カス点Ｆ２．Ｆ４についての遅延時間を与えることにな
る。

この整相加算回路３３ａ、３３ｂの出力は平衡変換器３
４ａ、３４ｂに供給され、ここで平衡信号に変換される
。そして、この平衡信号は交互に切り換えられるスイッ
チング回路３６ａ、３６ｂを介して差動アンプ３８に順
次供給されることになり、スイッチング回路３６ａのＯ
Ｎ時に平衡変換器３４ａの出力が、スイッチング回路３
６ｂのＯＮ時には平衡変換器３４ｂの出力が供給される
。

第３図には、前記第１図回路による動作のタイムチャー
トが示されており、図（ａ）の送波トリガパルスにより
、スイッチング回路３６ａ、３６ｂが図（ｂ）、（Ｃ）
のように交互に高速にＯＮ。

ＯＦＦ動作し、このＯＮ、　ＯＦＦ信号は瞬時に立ち上
がり又は立ち下がることになる。このとき、整相加算回
路３３ａでは図（ｄ）に示される点Ｆ１゜Ｆ３のフォー
カス領域の情報を出力し、整相加算回路３３ｂでは図（
ｅ）に示される点Ｆ２．Ｆ４のフォーカス領域の情報を
出力しており、前記スイッチング回路３６のＯＮ、　Ｏ
ＦＦ動作により、表示器３２には図（ｆ）に示されるよ
うに、近い距離のフォーカス点から順に位相合わせが行
われた信号が得られることになる。

従って、従来（第６図）のように隣接するフォーカス領
域において信号が重複することはなく、しかも第２図Ｂ
に示されるようにスイッチング回路３６のＯＮ、　ＯＦ
Ｆ動作にて混入したノイズ信号は差動アンプ３８により
除去されるので、表示器３２には分解能の高い画像を表
示することができる。

前記実施例では、４段階のフォーカス点について受信フ
ォーカス制御する場合について説明したが、本発明によ
れば従来のように可変ゲイン加算器により緩やかな切換
えを行う必要がないので、受信フォーカスの段数を１６
段程度まで増やすことが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、整相加算回路の
出力を平衡信号とし、その後にスイッチング回路を介し
て出力された平衡信号同士をノイズ除去回路にて差し引
くようにしたので、スイッチング回路の動作により混入
した同相ノイズ信号を良好に除去することができる。

そして、スイッチング回路を従来のような可変ゲイン回
路ではなく、瞬時に切り換えるスイッチとすることがで
きるので、受信フォーカス制御ための信号切換えを高速
に行え、この結果受信フォーカスの段数を増加させるこ
とが可能となる。

従って、ノイズ信号を除去することと、受信フォーカス
の段数を増やすことにより、高分解能の画像を提供でき
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る超音波診断装置用受信器の構成を
示す回路図、 第２図は平衡変換器及び差動アンプの構成とその動作作
用を示すための信号波形図、 第３図は実施例の受信器における動作を示すタイムチャ
ート、 第４図は受信ダイナミックフォーカス制御を示す説明図
、 第５図は従来の受信器の構成を示す回路図、第６図は第
５図の受信器における動作を示すりイムチャートである
。 １０　・・・　振動子（群） １６．３３　　整相加算回路 １８　・・・　分配回路 ２０　・・・　遅延線 ２２　・・・　分配回路。 ２６　・・・　可変ゲイン加算回路 ３２　・・・　表示器 ３４　・・・　平衡変換器 ３６　・・・　スイッチング回路 ３８　・・・　ノイズ除去回路としての差動アンプ。

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、前記振動子群によ
   り得られた受信信号の位相を合わせて加算するための遅
   延線及びこの遅延線に受信信号を分配する分配回路から
   成り複数のフォーカス点についての位相合わせを行う複
   数の整相加算回路と、これら整相加算回路の出力信号を
   平衡信号に変換する複数の平衡変換器と、これら複数の
   平衡変換器の出力信号を選択的に切り換えるスイッチン
   グ回路と、このスイッチング回路を介して供給された平
   衡信号ラインに存在する同相信号ノイズ成分を除去する
   ノイズ信号除去回路と、を備えたことを特徴とする超音
   波診断装置用受信器。