JPH02271838A - 超音波診断用パルス圧縮装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波を利用して生体等の被検体を診断す
るための超音波診断用パルス圧縮装置に関する。

（従来の技術） 従来の超音波診断装置として、レーダにおいて実用化さ
れているパルス圧縮方式を採用するものが提案されてい
る。この種の超音波診断装置は、探知距離を長くでき、
かく良好な距離分解能が得られるという利点があるが、
従来提案されているパルス圧縮方式による超音波診断装
置においては、パルス圧縮を行うための整合フィルタと
して、表面弾性波を応用した特殊なＳＡＷフィルタを用
いているため、次のような問題がある。

すなわち、超音波診断装置においては使用周波数が低く
、かつ帯域幅が広いため、それに適合するＳＡ−フィル
タの製造が困難である。また、超音波診断装置において
は、減衰の大きい被検体をパルス反射法で測定する際に
、反射エコーの返ってくる深さに応じてフィルタ特性を
ダイナミックに可変して最適化する必要があるが、ＳＡ
Ｗフィルタにおいては電極のピッチや長さ等の機械的な
形状によってフィルタ特性が固定され、上記のようなダ
イナミック可変フィルタ特性を得ることができない。

上記のような問題を解決するため、本願人は特開昭６３
−２３３３６９号公報において、ＳＡ−フィルタを用い
ることなく、相関回路により時間領域においてエコー信
号波形と整合フィルタのインパルス応答波形（参照波）
とのたたため込み積分を行うことにより相互相関をとっ
てエコー信号をパルス圧縮するようにした超音波診断用
パルス圧縮装置を既に提案している。この超音波診断用
パルス圧縮装置によれば、相関回路によりエコー信号波
形と参照波とのたたみ込み積分を行って相互相関をとる
ようにしているので、ＳＡＷフィルタにおけるような使
用周波数やその帯域幅に影響されることなく、しかもダ
イナミック可変フィルタ特性を有効に持たすことができ
る。したがって、高解像度、′高感度の超音波診断装置
を容易に実現できるという利点がある。

第５図はかかる超音波診断用パルス圧縮装置の基本構成
を示すもので、超音波振動子１で受波されたチャープ波
エコー信号を前置増幅器２でＳＴＣ等の増幅処理してデ
ィレーライン３に供給し、その各タップに現れるエコー
信号の瞬時電圧により参照波抵抗列４に流れる電流の総
和を電流加算器５で加算することにより、チャープ波エ
コー信号をパルス圧縮するようにしている。

ここで、例えば周波数帯域が１０ＭＨｚ±５ＭＨｚ（５
〜１５ＭＨｚ）でパルス幅が１μｓのチャープ波をパル
ス圧縮する場合において、ディレーラインのタップ間の
最少遅延量ｔ１をチャーブ波の最高周波数（１５ＭＨｚ
）の３倍（ｔ＋＝１／　（１５Ｍ　Ｈｚ　Ｘ　３）　”
ｉ　２２ｎｓ　）に選ぶとすると、必要となるディレー
ラインのタップ数は１μｓ＋２２ｎｓ＃４５となる。し
かし、このようなタップ数の多いディレーラインは、外
形が大きくなりすぎるうえ、後段のタップになるほど信
号の減衰が大きくなりすぎるため、通常は、第６図に示
すように複数個のディレーライン、この場合には４個の
ディレーライン３−１〜３−４を直列に接続すると共に
、順次のディレーライン間に前段のディレーラインによ
るエコー信号の減衰を補正するための増幅器６−１〜６
−３を挿入し、各ディレーライン３−１〜３−４のタッ
プ出力を対応する参照波抵抗列４−１〜４−４で受け、
その総和を電流加算器５で加算することによりチャ・−
プ波エコー信号をパルス圧縮するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第６図に示す従来のパルス圧縮装置にあ
っては、複数個のディレーラインを直列に接続すると共
に、順次のディレーライン間に前後のディレーラインに
よるエコー信号の減衰を補正するための増幅器を挿入し
ているため、後段のディレーラインになるに従って特に
増幅器の影響によりＳ／Ｎの劣化や波形歪が大きくなり
、これがため参照波との相関性が悪化し、パルス圧縮効
果が低下するという問題がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、波形歪の発生やＳ／Ｎの劣化を有効に抑える
ことができ、したがってエコー信号を高精度でパルス圧
縮できるよう適切に構成した超音波診断用パルス圧縮装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では、超音波振動子から得られる
エコー信号を受ける第１のディレーラインと、・この第
１のディレーラインの各タップの出力をそれぞれ受ける
複数の第２のディレーラインと、各第２のディレーライ
ンの各タップの出力をそれぞれ受ける複数の参照波抵抗
列と、これら参照波抵抗列を流れる電流を加算する加算
回路とを設け、これにより超音波振動子から得られるエ
コー信号とパルス圧縮用の参照波との相互相関を行って
エコー信号をパルス圧縮するようにする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例を示すものである。この
実施例では、超音波振動子１で受波され、前置増幅器２
でＳＴＣ等の増幅処理されたチャープ波エコー信号を第
１のディレーライン１１に供給する。この第１のディレ
ーライン１１の各タップＴ。

〜Ｔ４の出力は、それぞれ第２のディレーライン１２１
〜１２−４に供給し、その各々の第２のディレーライン
１２−１〜１２−４の各タップに現れるエコー信号の瞬
時電圧によって参照波抵抗列１３−１〜１３−４を流れ
る電流を電流加算器１４で加算してチャープ波エコー信
号をパルス圧縮するようにする。

上記構成において、第１のディレーライン１１の各タッ
プＴ、−７４のタップ間の遅延量は、例えば前置増幅器
２から出力されるチャープ波エコー信号のパルス幅ｔの
１７４となるように設定する。このようにすると、第２
のディレーライン１２−１および参照波抵抗列１３−１
では、第２図に■で示す区間のチャーブ波エコー信号の
相関がとられ、第２のディレーライン１２−２および参
照波抵抗列１３−２では■で示す区間の相関がとられ、
第２のディレーライン１２−３および参照波抵抗列１３
−３では■で示す区間の相関がとられ、第２のディレー
ライン１２−４および参照波抵抗列１３−４では■で示
す区間の相関がとられ、これら参照波抵抗列１３−１〜
１３−４から出力される電流を電流加算器１４で加算す
ることにより、チャープ波エコー信号１周期分の相関が
とられることになる。

この実施例によれば、従来のように複数個のディレーラ
インを直列に接続することなく、第１のディレーライン
１１の各タップＴ１〜Ｔ４の出力をそれぞれ第２のディ
レーライン１２−１〜１２−４に供給するようにしてい
るので、従来必要であった順次のディレーライン間での
エコー信号の減衰を補正する増幅器が不要となる。した
がって、Ｓ／Ｎの劣化や波形歪の発生を有効に抑えるこ
とができ、エコー信号を高精度でパルス圧縮することが
できる。

第３図はこの発明の第２実施例を示すものである。この
実施例は、前置増幅器２に対する負荷を軽減するために
、第１のディレーライン１１の各タップＴ１〜Ｔ４と第
２のディレーライン１２−１〜１２−４との間にそれぞ
れバッファアンプ１５−１〜１５−４を挿入したもので
、その他の構成は第１実施例と同様である。このように
、バッファアンプ１５−１〜１５−４を挿入しても、従
来のように増幅器とディレーラインとを何段にも直列に
接続する場合に比べ、Ｓ／Ｎの劣化や波形歪の発生を有
効に抑えることができる。

なお、この発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上
述した実施例では第１のディレーラインのタップ数を４
個、したがって第２のディレーラインも４個としたが、
この数はチャープ波の幅と最少遅延量ｔ１の大きさとに
応じて適当に選ぶことができる。また、上述した実施例
では、第１のディレーラインのタップ間の遅延量を、エ
コー信号のパルス幅りの１７４となるように設定したが
、これを最少遅延量ｔ、に設定し、各第２のディレーラ
インのタップ間の遅延量ｉをｔ、に対して第２のディレ
ーラインの個数倍（上記の実施例の場合には４倍）に設
定して、各第２のディレーラインのタップに第４図に示
すように、１．の４倍おきにｔｌだけずれた信号を出力
させてエコー信号をパルス圧縮するようにすることもで
きる。このように第１のディレーラインのタップ間の遅
延量を小さくすれば、より精度の高い遅延量の制御が可
能となり、パルス圧縮効果をより高めることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、エコー信号を第
１のディレーラインに供給し、その各タップの出力をそ
れぞれ第２のディレーラインに供給して参照波との相互
相関をとるようにしたので、従来のように増幅器とディ
レーラインとを何段にも直列に接続する場合に比べ、Ｓ
／Ｎの劣化や波形歪の発生を有効に抑えることができ、
エコー信号を高精度でパルス圧縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す図、第２図はその
動作を説明するための図、第３図はこの発明の第２実施
例を示す図、第４図はこの発明の詳細な説明するための
図、第５図および第６図は従来の技術を説明するための
図である。 １・・・超音波振動子 ２・・・前置増幅器 １１−・−第１のディレーライン １２−１〜１２−４−・・第２のディレーライン１３−
１〜１３−４・−参照波抵抗列 １４・・・電流加算器 １５−１〜１５−４−バッファアンプ 特 許 出 願 人 オリンパス光学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波振動子から得られるエコー信号とパルス圧縮
   用の参照波との相互相関を行ってエコー信号をパルス圧
   縮する超音波診断用パルス圧縮装置において、 前記エコー信号を受ける第１のディレーラインと、 この第１のディレーラインの各タップの出力をそれぞれ
   受ける複数の第２のディレーラインと、 各第２のディレーラインの各タップの出力をそれぞれ受
   ける複数の参照波抵抗列と、 これら参照波抵抗列を流れる電流を加算する加算回路と
   を具えることを特徴とする超音波診断用パルス圧縮装置
   。