JPH02189138A - 超音波診断装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、広義のアレイ型超音波探触子を用いて広義の
リニア電子走査を行う超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波ビームでは、Ｂモード像を代表例とする解剖学的
情報、Ｍモード像を代表例とする生体内の器官の運動情
報、血流速像を代表例とするドプラ効果を利用した生体
内の移動物体の移動に伴う機能情報等を用いて診断に供
するようにしている。

一方、超音波の生体内に対する走査法として広く用いら
れているものにリニア電子査法がある。

これは、複数の超音波振動子を並設してなるアレイ型超
音波探触子（広義のアレイ型超音波探触子）を用い、超
音波振動子の複数個を１単位とし、この１単位の超音波
振動子について励振を行ない超音波ビームの送波を行う
方法であり、例えば、順次１振動子分づつピッチをずら
しながら１単位の素子の位置が順々に変わるようにして
励振してゆくことにより、超音波ビームの送波点位置を
電子的にずらしてゆく走査である。そして、超音波ビー
ムが集束するように、励振される超音波振動子・は、ビ
ームの中心部に位置するものと側方に位置するものとで
その励振のタイミングをずらし、これによって生ずる超
音波振動子の各発生超音波の位相差を利用し反射される
超音波を電子フォーカスさせる。そして、励振したのと
同じ振動子により反射超音波を受波して電気信号に変換
して（ただし、送信と受信とでは使用する振動子の数は
同一とは限らない。）、各送受波によるエコー情報を例
えば断層像として形成し、ＴＶモニタ等に画像表示する
。

以上の説明はリニア電子走査を原理面から説明したもの
であり、広義のリニア電子走査法を定義している。また
、狭義のリニア電子走査法としては、振動子を平面上に
並設しているリニア・アレイ型超音波探触子（狭義のア
レイ型超音波探触子）を用いる通常のリニア電子走査法
、振動子を曲面上に並設しているフンペックス・アレイ
型超音波探触子（狭義のアレイ型超音波探触子）を用い
るコンベックス電子走査法がある。また、リニア・アレ
イ型超音波探触子を用いる通常のリニア電子走査法では
、超音波ビームを振動子並設面に対して直角に送受信す
るものを直角リニア電子走査と称し、超音波ビームを振
動子並設面に対して斜めに送受信するものを斜向リニア
電子走査と称することもある。さらに、１１ニア・アレ
イ型超音波探触子を用いてリニア走査とセクタ走査とを
行う台形走査もある。

一方、超音波診断装置では、超音波ビームの内でメイン
ビームを用いて画像を構成しており、メインビーム以外
に発生するサイドローブ等は虚像を生じることになる。

従って、サイドローブの低減対策を講じている。その対
策の一つにウェイティングがある。これは、ウェイティ
ング関数を用いてリニア電子走査における同時に駆動す
る振動子に対する送信音圧及び受信感度のうち少なくと
も一方を振動子毎に変える手法である。例えば、同時に
駆動例えば受信駆動する振動子の数を５０チヤンネルと
したとき、第４図（ａ）に示すティラーの分布関数とし
てよく知られている略山形状分布を呈するウェイティン
グ関数や第４図（ｂ）に示す略谷形状分布を呈するウェ
イティング関数が用いられる。

第４図（ａ）に示すウェイティング関数を用いると、利
点としてサイドローブを減少させることができるが、欠
点としてメインビームのビーム幅が太くなる。第４図（
ｂ）に示すウェイティング関数を用いると、利点として
メインビームのビーム幅を細くすることができるが、欠
点としてサイドローブが増加する。従って、両開数には
一長一短があるので、これらを適宜使い分けるようにし
ている。なお、サイドローブの低減対策としては、第４
図（ａ）に示すウェイティング関数を用いるのが一般的
である。

一方、リニア超音波探触子の中央部における大口径化と
視野幅を確保する点で、リニア電子走査するに際し同時
に駆動する振動子の数を、超音波探触子の中央部と端部
とで変化させる、例えば中央部で５０素子とし、端部で
は１０素子とすることが行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） ここで、サイドローブを低減しつつ大口径化と視野幅を
確保することを実現しようとすると、上述のウェイティ
ング手法と上述の素子数変更手法とを併用することが考
えられる。しかし乍、第５図に示すように、リニア超音
波探触子１の中央部では例えば５０素子によるメインビ
ーム１２とし、端部では例えば１０素子によるメインビ
ーム１４とする。従って、１０素子によるメインビーム
１４は、５０素子によるメインビーム１２よりもそのビ
ーム幅が太くなり、しかも、同一の第４図（ａ）に示す
ウェイティング関数１６を用いることにより、１０素子
によるメインビーム１４は、ますますそのビーム幅が太
くなってしまい、方位方向の分解能（方位分解能）を悪
化させてしまうことになった。

そこで本発明の目的は、方位分解能を劣化させることな
く大口径化と視野幅を確保し得、しかも極力サイドロー
ブを低減することを可能にする超音波診断装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。

本発明は、アレイ型超音波探触子を用いてリニア電子走
査するに際し同時に駆動する振動子の数を前記超音波探
触子の中央部と端部とで変化させる共にウェイティング
関数を用いて前記同時に駆動する振動子に対する送信音
圧及び受信感度のうち少なくとも一方を振動子毎に変え
るようにした超音波診断装置において、前記同時に駆動
する振動子の数に応じて異なる前記ウェイティング関数
を用いる手段を具備したことを特徴とする。

（作用） このような構成によれば、送信及び受信のうち少なくと
も一方において用いられるウェイティング関数として、
略矩形状分布を呈する関数と、略山形状分布を呈する関
数とを用意し、超音波探触子の中央部では略山形状分布
を呈する関数を用い、端部では略矩形状分布を呈する関
数を用いることにより、サイドローブを低減する効果は
減少するものの方位分解能を劣化させることなく大口径
化と視野幅を確保することができる。

（実施例） 以下本発明にかかる超音波診断装置の一実施例を第１図
を参照して説明する。

第１図において、多数の微小振動子を並設してなる超音
波探触子１は、図示しない被検者に当てられ、Ｂモード
リニア電子走査等を実行することができる送信器２及び
受信器３により駆動されるようになっている。この送信
器２及び受信器３によって得られる受信信号は信号処理
器４に送られ、ここでＢモード像等の超音波走査による
画像が生成される。信号処理器４による超音波走査によ
る画像は、ＤＳＣ５によりＴＶ走査による画像に変換さ
れてモニタ６に与えられ、画像表示がなされる。

また、制御器７は、送信器２、受信器３、信号処理器４
及びＤＳＣ５の制御を司る共に重み付は器８の制御を司
る。この重み付は器８は、送信及び受信のうち少なくと
も一方、ここでは−例として受信における感度特性を、
同時に受信駆動する振動子の数に応じて異なるウェイテ
ィング関数により制御するためのものである。例えば、
第２図（ａ）に示す略山形状分布を呈するウェイティン
グ関数と、第２図（ｂ）に示す略矩形状分布を呈するウ
ェイティング関数とを予め保持している。

そして、超音波探触子１における中央部に５で振動子群
（５０素子）が受信駆動されるときは、第４図（ａ）と
同じｍ２図（ａ）に示す略山形状分布を呈するウェイテ
ィング関数１６により、５ｏ素子毎に感度補正がなされ
る。また、超音波探触子１における端部にて振動子群（
１０素子）が受信駆動されるときは、第２図（ｂ）に示
す略山形状分布を呈するウェイティング関数により、５
ｏ素子毎に感度補正がなされる。

また、第２図（ａ）に示す関数と第２図（ｂ）に示す関
数とを２つ持つのに代えて、第２図（ａ）に示す関数だ
けを持ち、この関数の２０〜３０素子の特性を略矩形状
分布を呈するウェイティング関数１８としてもよい。こ
れにより、１つデータにより２つの関数を適宜用いるこ
とができ、メモリの容量が少なくて済む。

従って、第３図に示すように、サイドローブを低減しつ
つ大口径化と視野幅を確保することを実現するために、
ウェイティング手法と素子数変更手法とを併用（、リニ
ア超音波探触子１の中央部では例えば５０素子により且
つ関数１６を用いたメインビーム１２とし、端部では例
えば１０索子により且つ関数１８によるメインビーム２
０とする。従って、本実施例における１０素子によるメ
インビーム２０は、第５図におけるものよりもそのビー
ム幅を細めることができる。よって、方位分解能の劣化
を防止できる。ただし、サイドローブの低減の効果はあ
る程度は減少する。

なお、上記の例では、受信駆動についてのみ説明したが
、送信駆動のみウェイティング手法と素子数変更手法と
を併用する例や、送信及び受信共にウェイティング手法
と素子数変更手法とを併用する例についても適用できる
。もちろん、広義のアレイ型超音波探触子を用い、広義
のリニア電子走査を行う超音波診断装置に適用できる。

この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、同時に駆動する振動子の数に
応じて異なるウェイティング関数を用いる手段を具備し
たことにより、送信及び受信のうち少なくとも一方にお
いて用いられるウェイティング関数として、略矩形状分
布を呈する関数と、略山形状分布を呈する関数とを用意
し、超音波探触子の中央部では略山形状分布を呈する関
数を用い、端部では略矩形状分布を呈する関数を用いる
ことにより、サイドローブを低減する効果は減少するも
のの方位分解能を劣化させることなく大口径化と視野幅
を確保することができる超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は同実施例で用いるウェイ
ティング関数を示す図、第３図は同実施例のリニア電子
走査を示す図、第４図は一般的なウェイティング関数を
示す図、第５図は従来例のリニア電子走査を示す図であ
る。 １・・・アレイ型超音波探触子、２・・・送信器、３・
・・受信器、４・・・信号処理器、５・・・ＤＳＣ１６
・・・モニタ、７・・・制御器、８・・・重み付は器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第１図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アレイ型超音波探触子を用いてリニア電子走査するに際
   し同時に駆動する振動子の数を前記超音波探触子の中央
   部と端部とで変化させる共にウェイティング関数を用い
   て前記同時に駆動する振動子に対する送信音圧及び受信
   感度のうち少なくとも一方を振動子毎に変えるようにし
   た超音波診断装置において、前記同時に駆動する振動子
   の数に応じて異なる前記ウェイティング関数を用いる手
   段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。