JPH0226973B2

JPH0226973B2 -

Info

Publication number: JPH0226973B2
Application number: JP57186868A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kondo; Yutaka Sato; Hiroaki Kitamura
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1982-10-26
Filing date: 1982-10-26
Publication date: 1990-06-13
Also published as: JPS5977839A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えばセクタ走査やコンベツクス形
探触子による走査のように、断層像を構築する走
査線の配列を、扇の骨のように放射状の多数の直
線で構成する超音波断層装置に関するものであ
る。

リアルタイムの超音波断層装置として広く実用
化されているものにリニア電子走査形超音波断層
装置がある。この装置は微小な棒状振動子を多数
配列してなる長さ10cm程度の探触子を使用し、断
層像を得るに当たつてはそのうち10本程度の振動
子を同時に動作させて超音波パルスを送受波し、
かつその動作させる振動子を電子スイツチにより
順次配列方向に切り換えて行くことによりリニア
走査するものである。

このような走査方式の装置による超音波ビーム
の走査線配列を第１図に示す。このような装置
は、比較的低価格で広い視野が得られるという利
点があるが、探触子１の長さで視野の横幅が決ま
り、従つて視野を広くとるためには探触子１を長
くしなければならない。しかし探触子１を余り長
くすると、取り扱いが不便である上に、被検体表
面との密着性が悪くなるという欠点があつた。

一方、セクタ走査方式の超音波断層装置および
微小な棒状振動子を凸面上に多数配列した、いわ
ゆるコンベツクス形探触子を用いた超音波断層装
置がある。これらの装置の超音波ビームの走査線
配列を第２図および第３図に示す。両図におい
て、２はセクタ走査用探触子、３はコンベツクス
形探触子であるが、両探触子２，３共に被検体表
面との接触面が小さく、小型化できるために操作
性もよくなる。しかし、第２図および第３図から
明らかなように、これらの探触子２，３を用いた
走査方式では、それらの走査線配列がいずれも扇
の骨のように放射状の多数の直線で構成されてい
るため探触子２，３から離れるに従つて超音波ビ
ームの走査線密度が粗くなり、画質が低下すると
いう欠点があつた。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたも
ので、セクタ走査方式あるいはコンベツクス形探
触子を用いた走査方式において、探触子から離れ
るに従つて走査線を増し、全体として均質かつ高
分解能の画質の優れた像が得られる超音波断層装
置を提供することを目的とする。

以下第４図ないし第９図を参照して本発明の実
施例を説明する。

まず、本発明装置における超音波ビームの走査
の概要について第４図ないし第７図に基づいて説
明する。第４図はその走査線配列の一例を示す図
で、ここではセクタ走査が用いられた場合を例示
する。この第４図において、４は探触子、＃１，
＃２，＃３……＃ｎは第１、第２、第３……第ｎ
走査線である。

すなわち、第４図に例示する走査線配列は次の
ようにして得られる。まず、超音波ビーム送波周
期T₁においては、走査線＃１について、超音波
ビームを送波して領域０〜Ａまでの超音波エコー
e₁を受信し（第５図T₁参照）、画像メモリ（図示
せず）に記録する。次に、周期T₂においては、
同走査線＃１について、超音波ビームを送波して
領域Ａ〜Ｂまでの超音波エコーe₂を受信し（第５
図T₂参照）、前記画像メモリに記録する。周期T₃
においては、探触子４より離れた領域Ａ〜Ｂの走
査線密度を近くの領域０〜Ａの走査線密度とほぼ
同様にするため、超音波ビームの焦点をF₆にお
いたまま走査線＃２について超音波ビームを送波
して領域Ａ〜Ｂまでの超音波エコーe₃を受信し
（第５図T₃参照）、前記画像メモリに記録する。
周期T₄は走査線＃３について前記周期T₁の場合
と、周期T₅は同走査線＃３について前記周期T₂
の場合と、さらに、周期T₆は走査線＃４につい
て前記周期T₃の場合と、各々同様の動作により
超音波エコーe₄〜e₆を受信し（第５図T₄〜T₆参
照）、前記画像メモリに記録する。なお、以上の
超音波ビーム送波周期T₁〜T₆と、その際、超音
波エコーe₁〜e₆が受信される走査線＃１〜＃４お
よびそれらの領域０〜Ａ，Ａ〜Ｂの別を分かりや
すく示せば第６図の通りである。

以下同様の動作を走査線＃５〜＃ｎまで順次繰
り返して超音波エコーe₇〜e_oを受信し、逐次前記
画像メモリに記録するものである。これにより断
層像全体に亘つて走査線密度が均一化され、全体
として均質かつ高分解能の画質の優れた像が得ら
れることになる。

第７図は、上述の例よりもさらに深い領域Ｃま
で走査する場合の走査線配列の一列を示す図で、
ここでは上述の例よりさらに断層像全体に亘つて
走査線密度を均一化するため、走査線数を領域０
〜Ａ，Ａ〜Ｂ，Ｂ〜Ｃにおいて１：２：３の比率
にとつてあり、この配列は、上述と同様の手順で
超音波ビームを送受波することにより得られるも
のである。

第８図は本発明が適用された電子セクタ走査形
超音波断層装置の具体例を示すブロツク図で、図
中４は探触子、５は多チヤンネルのパルスを発生
するパルス発生器で、後述制御信号によりパルス
を発生するタイミングを独立に制御することが可
能で、超音波ビームの偏向角や焦点位置を任意に
設定することができる。６は多チヤンネルの増幅
器で、後述制御信号により時間関数として利得を
変えることができる。７は多チヤンネルの信号電
圧を整相して超音波ビームに指向性を与える整相
回路で、後述制御信号により各信号の遅延時間を
変えることができる多チヤンネルの遅延回路と加
算器で構成されている。この整相回路７は後述制
御信号により受波信号の指向性および焦点位置を
任意に制御できる。以上の探触子４、パルス発生
器５、増幅器６および整相回路７は、超音波を送
受信するための超音波送受信手段の主構成をな
す。８は検波器およびビデオ増幅器等からなる検
波増幅回路で、整相回路７の出力信号が入力され
る。９は半導体メモリからなる画像メモリを備え
たデイジタルスキヤンコンバータで、前記整相回
路７の出力信号が検波増幅回路８を介してその画
像メモリに書き込まれる。この書き込みは、例え
ば第４図に示すような走査線配列の場合、第５図
および第６図で説明したような順序に従つて行わ
れ、また、読み出しは標準TVと同様のモードに
従つて行われる。１０はデイジタルスキヤンコン
バータ９の画像メモリに書き込まれたデータに従
つて断層像を表示するCRTデイスプレイである。
１１は前記パルス発生器５、多チヤンネル増幅器
６、整相回路７およびデイジタルスキヤンコンバ
ータ９等に制御信号を送り、それらを第９図ａ，
ｂに示すタイミングをもつて動作させ、同ｃ〜ｅ
に示す超音波エコーをデイジタルスキヤンコンバ
ータ９の画像メモリに書き込むための制御信号発
生器である。ここで、第９図ａは超音波ビームの
送波パルス、同ｂはデイジタルスキヤンコンバー
タ９の画像メモリへの超音波エコー書込制御信
号、同ｃは前記画像メモリの走査線＃１に相当す
るエリアに書き込まれる超音波エコー書込信号、
同ｄは同じく走査線＃２に相当するエリアに書き
込まれる超音波エコー書込信号、同ｅは同じく走
査線＃３に相当するエリアに書き込まれる超音波
エコー書込信号を示す。

次に、第４図ないし第６図を併用して上述本発
明装置の動作について説明する。まず、第１発目
の送波パルスP₁の発生と共に超音波ビーム送波
周期T₁での期間t₁に超音波エコーe₁がデイジタル
スキヤンコンバータ９に取り込まれ、その画像メ
モリの走査線＃１の領域（深さ）０〜Ａに相当す
るエリアに書き込まれる。次に、周期T₁の期間
の終了時に第２発目の送波パルスP₂が発生する。
その周期T₂での期間t₂において超音波エコーe₂が
デイジタルスキヤンコンバータ９に取り込まれ、
この画像メモリの走査線＃１の領域（深さ）Ａ〜
Ｂに相当するエリアに書き込まれる。その後、周
期T₂の期間の終了時に第３発目の送波パルスP₃
が発生する。第３発目の送波パルスP₃が発生す
ると、その周期T₃での期間t₂において超音波エコ
ーe₃がデイジタルスキヤンコンバータ９に取り込
まれ、この画像メモリの走査線＃２の領域（深
さ）Ａ〜Ｂに相当するエリアに書き込まれる。以
下、走査線＃３，＃４……＃ｎについて同様の動
作が順次繰り返され、超音波エコーe₃〜e_oがデイ
ジタルスキヤンコンバータ９の画像メモリの各々
該当する走査線＃３〜＃ｎの各領域（深さ）０〜
ＡまたはＡ〜Ｂに相当するエリアに書き込まれ
る。この書き込みの終了後、CRTデイスプレイ
１０を動作させることにより、断層像が表示され
るものである。

なお、上述実施例では、本発明装置の走査方式
として電子セクタ走査方式を用いた場合について
説明したが、機械セクタ走査方式を用いてもよ
く、また、コンベツクス形探触子により走査する
ようにしてもよい。

以上述べたように本発明は、例えばセクタ走査
やコンベツクス形探触子による走査のように、断
層像を構築する走査線の配列を、扇の骨のように
放射状の多数の直線で構成する超音波断層装置に
おいて、超音波エコーを受信する領域を走査線の
深さ方向に複数領域に分割すると共に、それらの
領域のうち超音波ビームを発する探触子より離れ
た領域ほど超音波エコーを受信する回数を多くな
し、これにより受信された超音波エコーを逐次画
像メモリに書き込み、デイスプレイにて断層像と
して表示するようにしたので、全体として均質か
つ高分解能の画質の優れた像が得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はリニア走査による超音波ビームの走査
線配列を示す図、第２図はセクタ走査による超音
波ビームの走査線配列を示す図、第３図はコンベ
ツクス形探触子を用いた走査による超音波ビーム
の走査線配列を示す図、第４図は本発明装置にお
ける超音波ビームの走査線配列の一例を示す図、
第５図および第６図は第４図に示す走査線配列を
得る場合の超音波ビーム送波周期に対する走査
線、走査領域の変更等を説明するための図、第７
図は本発明装置における超音波ビームの走査線配
列の他の例を示す図、第８図は本発明が適用され
た電子セクタ走査形超音波断層装置の具体例を示
すブロツク図、第９図ａないしｅは同装置の動作
説明図である。４…探触子、５…パルス発生器、６…増幅器、
７…整相回路、８…検波増幅回路、９…デイジタ
ルスキヤンコンバータ、１０…CRTデイスプレ
イ、１１…制御信号発生器、＃１〜＃ｎ…走査
線、e₁〜e_o…超音波エコー、T₁〜T₆…超音波ビ
ーム送波周期、P₁〜P₄…超音波ビーム送波パル
ス。

Claims

【特許請求の範囲】

１断層像を構築する走査線の配列を、扇の骨の
ように放射状の多数の直線で構成する超音波断層
装置において、超音波エコーを受信する領域を走
査線の深さ方向に複数領域に分割すると共に、そ
れらの領域のうち超音波ビームを発する探触子よ
り離れた領域ほどその走査線本数を、得られる断
層像全体に亘つての走査線密度が均一化される程
度にまで増加すべく超音波送受信手段を制御する
制御信号発生器を具備することを特徴とする超音
波断層装置。