JPH02280738A

JPH02280738A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH02280738A
Application number: JP1103768A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Iida; 飯田　武利
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1990-11-16

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、超音波プローブに対し共振駆動による共振波
形または非共振駆動による矩形波形を印加する超音波診
断装置に関する。

（従来の技術）従来、超音波診断装置において、超音波振動子を駆動す
る回路は第４図（ａ）に示すような構成が一般に用いら
れている。すなわち駆動回路は一定の正負電源ＶＰ　−
＋ＶＨ１，ＶＮ　−−ＶＩＩ２が倶給されスイッチング
素子のような高圧スイッチ３からなる。また超音波プロ
ーブ２４は図示しない接続用ケーブルと振動子２ａｌと
で構成され、前記駆動回路により、ケーブルを介して超
音波振動子２ａｌが駆動される。また振動子２ａｌはあ
る周波数帯域で電気−音響変換を効率良く行なうように
設計されている。

第４図（ａ）において、正極性パルスを入力すると、振
動子２ａｌには第４図（ｂ）に示すインノ（ルス電圧が
印加される。このインパルスは広帯域であるので、振動
子２ａｌの周波数特性に応じた超音波が発生する。この
超音波を図示しない被検体内に送波し、反射エコーを同
一振動子で受波し、再び電気信号に変換して受信回路で
受信する。

然し乍ら、前記方法では振動子２ａｌの中心周波数付近
でのパワースペクトルがそれ以外の周波数成分と同程度
であり、必要なパワーが相対的に小さい。また送信、受
信の両駆動効率が悪く、このため高電圧で駆動しなけれ
ばならないという問題があった。

そこで駆動効率を改善するために並列共振駆動を行なう
ことが広く用いられている。この共振駆動は第５図（ａ
）に示すように、駆動回路出力と振動子２ａｌとに並列
にコイルＬを装荷する方法である。コイルＬを装荷する
部位として超音波プローブにこのコイルＬを挿入したち
、のを共振プローブと称する。コイルＬの値は、振動子
２ａｌの中心周波数付近で図示しない、並列容量と共振
するように選択する。また前記駆動電圧＋Ｖ旧に対して
１／２程度の正負の駆動電圧ＶＰ−＋Ｖ１１３゜ＶＮ−
−ＶＮ３をかけて共振プローブ２ａＬを駆動すると、第
５図（ｂ）に示すように±ＶＨ３の正負電圧振幅が得ら
れる。受信時にはコイルＬと前記容量の共振により中心
周波数付近での並列インピーダンスが上昇し、減衰が低
減するので、受信効率が改善できる。

（発明が解決しようとする課ｗＪ）上記のように従来の装置にあっては、前記高圧スイッチ
３は、電源耐圧（ＶＰ　−ＶＮ　）が十分に確保されて
いないので、前記非共振プローブと共振プローブとの間
で通常ｖＰ及びＶＮを可変するようにしている。しかし
ながら、非共振プローブと共振プローブとの切換え使用
時にｖＰ及びＶＮの電圧値の過渡応答が発生し、これに
より前記高圧スイッチ３の電源耐圧を越え高圧スイッチ
３を破壊させてしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、共振プローブと非共振プローブ
との切換え使用時にも高圧スイッチを破壊スることなく
、超音波プローブにかかわらずスイッチの電源電圧を固
定でき、良好な超音波診断情報を得る超音波診断装置を
提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決する為の手段）本発明は上記の問題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、電源から正負の定電圧を
印加してスイッチを動作させスイッチに接続される超音
波プローブに対し共振駆動による共振波形または非共振
駆動による矩形波形を印加する超音波診断装置において
、ドレイン・ソース間に寄生ダイオードを有しゲート赤
ソース間に寄生容量を有するＭＯＳ　　ＦＥＴと、この
ＭＯＳ　　ＦＥＴのゲートと回路グランドとの間に接続
され前記寄生容量とで前記スイッチから入力するパルス
電圧を分割して前記ＭＯＳ　　ＦＥＴを動作させるコン
デンサと、他の電源と前記ドレインとの間に接続される
第１の抵抗、前記寄生ダイオード、前記スイッチとゲー
トとの間に接続される第２の抵抗、前記ゲートと回路グ
ランドとの間に接続される第３の抵抗で前記超音波プロ
ーブからの受信信号を前記スイッチに出力する回路と、
を備えた手段を前記スイッチと超音波プローブとの間に
設けたものである。

（作用）このような手段を講じたことにより次のような作用を是
する。超音波プローブとスイッチとの間にＭＯＳ　　Ｆ
ＥＴが挿入され、パルス発生時にはパルス電圧が寄生容
量及びコンデンサを介してアースされＦＥＴオンとなる
ので、非共振プローブを駆動できる。また共振プローブ
ではインピーダンスで発生した負電圧期間中、ＦＥＴの
Ｖ。、が零電圧になり、ＦＥＴオフとなる。その結果、
スイッチには前記負電圧は印加されなくなるので、スイ
ッチは破壊されなくなり、超音波プローブにかかわらず
スイッチの電源電圧を固定できる。また受信時には受信
信号を寄生ダイオードを介してスイッチ前段に出力する
ので、良好な超音波診断情報を得ることができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例としてフェイズアレイ方式に
より電子セクタ走査するセクタプローブからなる超音波
診断装置を示す図であり、第２図は本発明の一実施例と
して電子リニア走査するリニアプローブからなる超音波
診断装置を示す図である。第１図における診断装置は、
基本的には駆動回路であるそれぞれパルスを発生するパ
ルサー群１　　（ｌａｌ・・・ｔａｎ　）とプリアンプ
を有する受信回路群４　　（４ａｌ・・・４ａｎ　）と
、このパルサー群ｌおよび受信回路群４に対応する複数
の振動子２ａｌ・・・２ａｎからなるセクタプローブ２
ａと、このセクタプローブ２ａを駆動すべく切換えるス
イッチ３ａ（３ａｌ・・・３ａｎ　）と、で構成されて
いる。また複数の振動子２ｂｌ・・・２　ｂ　ｎからな
るセクタプローブ２ａと、このセクタプローブ２ｂを駆
動すべく選択的に切換えるスイッチ３ｂ（３ｂｌ・・・
３ｂｎ　）と、が前記パルサー群ｌに対して並列に接続
され、さらにはその他の複数のセクタプローブ２Ｃ・・
・も並列に接続されている。

一方、第２図における診断装置は、パルサー群ｌと、こ
のパルサー群ｌに対応する複数の振動子６ａｌ・・・Ｇ
ａｎ　、　６ａｎ＋１・・・６ａｌからなるリニアプロ
ーブ６と、このリニアプローブ６を駆動すべく選択的に
切換えるスイッチ５　　（５ａｌ・・・５ａｎ　、　５
ａｎ＋１・・・５ａｓ　）と、で構成されている。

第３図はＰチャネルパワーＭＯＳ　　ＦＥＴをスイッチ
３とプローブ２との間に挿入した超音波診断装置を示す
概略図である。第３図において、電源から゛正負の定電
圧＋Ｖ旧、−ＶＨ２がスイッチ３に印加されこのスイッ
チ３を動作させるものとなっている。Ｐチャネルパワー
ＭＯＳ　　ＦＥＴｌ０は、ドレインＤ・ソースＳ間に寄
生ダイオードＤＩを有しゲートＧ・ソースＳ間に寄生容
１ｋｃａｓを有するものである。コンデンサＣｔは、Ｐ
チャネルパワーＭＯＳ　　ＦＥＴｌ０のゲートＧと回路
グランドとの間に接続され前記寄生容量Ｃ６，とで前記
スイッチ３から入力するパルス電圧を分割して前記Ｐチ
ャネルパワーＭＯＳ　　ＦＥＴｌ０を動作させるもので
ある。第１の抵抗としての抵抗Ｒ１は、他の電源の電圧
＋Ｅ１と前記ドレインＤとの間に接続されている。第２
の抵抗としての抵抗Ｒ２は、前記寄生ダイオードＤＩ、
前記スイッチ３とゲートＧとの間に接続されている。第
３の抵抗としての抵抗Ｒ３は、前記ゲートＧと回路グラ
ンドとの間に接続されている。これらの抵抗Ｒ１−Ｒ３
及び寄生ダイオードＤ１で非共振プローブ２２または共
振プローブ２３からの受信信号を前記スイッチ３にて出力するものとな５１′する。スイッチ３に接続される
非共振プローブ２２または共振プローブ２３に対し共振
駆動による共振波形または非共振駆動による矩形波形を
印加するものとなっている。

次にこのように構成された実施例の作用を説明する。ま
ず非共振プローブ２ａが接続されているものとする。第
３図に示すようにスイッチ３に■Ｐ−＋ＶＩ１１．　Ｖ
Ｎ　−−ＶＩＩ２を印加すると、コノスイッチ３は動作
するので、第１図または第２図に示すパルサー群ｌから
発生した正極性のパルスは、スイッチ３を介してＦＥＴ
ｌ０のソースＳに入力する。そうすると、このパルス電
圧を寄生容量Ｃ６５とコンデンサＣ１とで分割する分割
電圧がゲートＧに印加されるので、ＦＥＴｌ０が動作し
、前記パルス電圧はＦ　Ｅ　Ｔ　１Ｇ、コンデンサＣ２
を介して非共振プローブ２ａに印加される。これにより
非共振プローブ２ａを正極性のパルスで矩形駆動する。

次に共振プローブ２ａＬに切換え使用する。まず正極性
のパルス電圧が前記スイッチ３から入力すると、前述し
たごとく正極性のパルス電圧が共振プローブ２ａＬに印
加される。次に共振プローブ２ａＬのインダクタンスＬ
に発生した負電圧期間中では、前記スイッチ３から送信
パルスは送られてこない。従って、前記ゲート電圧には
所定電圧が印加されないので、ＦＥＴＬＱがオフになる
。これによりインダクタンスＬに発生したに負電圧は、
ＦＥＴｌ０を介してスイッチ３に印加されなくなる。

その結果、スイッチ３は破壊されなくなり、超音波プロ
ーブすなわち非共振プローブまたは共振プローブにかか
わらずスイッチ３の電源電圧を固定できる。

また受信時すなわち前記送信パルスが存在しないときに
は、電源＋Ｅ１から抵抗Ｒ１，寄生ダイオードＤｌ、抵
抗Ｒ２，抵抗Ｒ３，回路グランドの閉回路に電流が流れ
る。また図示しない生体から反射されてくる信号を超音
波プローブにより受波しこの受信信号を寄生ダイオード
Ｄｌ、スイッチ３を介して受信回路群４以降に出力する
。したがって、良好な超音波診断情報を得ることができ
る・なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
い。上述した実施例ではＰチャネルパワーＭＯ８ＦＥＴ
ｌ０について説明したが、ＮチャネルパワーＭＯ８ＦＥ
Ｔについても上述した実施例と同様な効果が得られる。

また前記スイッチ３をスイッチラングトランジスタとし
て説明したが、例えばＭＯＳ　　ＦＥＴであってもよく
その他の素子であってもよい。このほか本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。

［発明の効果］本発明によれば、超音波プローブとスイッチとの間にＭ
ＯＳ　　ＦＥＴが挿入され、パルス発生時にはパルス電
圧が寄生容量及びコンデンサを介してアースされＦＥＴ
オンとなるので、非共振プローブを駆動できる。また共
振プローブではインダクダンスで発生した負電圧期間中
、ＦＥＴのＶ。Ｓが零電圧になり、ＦＥＴオフとなる。

その結果、スイッチには前記負電圧は印加されなくなる
ので、スイッチは破壊されな（なり、超音波プローブに
かかわらずスイッチの電源電圧を固定できる。また受信
時には受信信号を寄生ダイオードを介してスイッチ以降
に出力するので、良好な超音波診断情報を得る超音波診
断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてフェイズアレイ方式に
より電子セクタ走査するセクタプローブからなる超音波
診断装置を示す図、第２図は本発明の一実施例として電
子リニア走査するリニアプローブからなる超音波診断装
置を示す図、３Ｂ３図はＰチャネルパワーＭＯ８ＦＥＴ
を高圧スイッチとプローブとの間に挿入した超音波診断
装置を示す図、第４図は高圧スイッチによる非共振プロ
ーブのインパルス駆動を示す図、第５図は高圧スイッチ
による共振プローブの共振駆動を示す図である。ｌ・・・パルサー群、２・・・セクタプローブ、３．５
・・・プローブ切換スイッチ、４・・・受信回路群、６
・・・リニアプローブ、２１・・・振動子、２２・・・
非共振プローブ、２３・・・共振プローブ、ｌＯ・・・
ＰチャネルパワーＭＯ３−ＦＥＴ、Ｌ・・・コイル、Ｃ
１゜Ｃ２・・・コンデンサ、Ｄｌ・・・寄生ダイオード
、Ｒ１〜Ｒ３・・・抵抗。第１図出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第図

Claims

【特許請求の範囲】

電源から正負の定電圧を印加してスイッチを動作させス
イッチに接続される超音波プローブに対し共振駆動によ
る共振波形または非共振駆動による矩形波形を印加する
超音波診断装置において、ドレイン・ソース間に寄生ダ
イオードを有しゲート・ソース間に寄生容量を有するＭ
ＯＳＦＥＴと、このＭＯＳＦＥＴのゲートと回路グラン
ドとの間に接続され前記寄生容量とで前記スイッチから
入力するパルス電圧を分割して前記ＭＯＳＦＥＴを動作
させるコンデンサと、他の電源と前記ドレインとの間に
接続される第１の抵抗、前記寄生ダイオード、前記スイ
ッチとゲートとの間に接続される第２の抵抗、前記ゲー
トと回路グランドとの間に接続される第３の抵抗で前記
超音波プローブからの受信信号を前記スイッチに出力す
る回路と、を備えた手段を前記スイッチと超音波プロー
ブとの間に設けたことを特徴とする超音波診断装置。