JPH0236850A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波の送受を行う振動子と送受信回路部と
がケーブルで接続された超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置においては第３図に示すように、被検体
に対して超音波の送受を行う撮動子１とこの振動子１に
対して電気信号の送受を行う送受信回路部３とは、−膜
内に同軸ケーブル又はシールドケーブル等のケーブル２
によって接続されている。なお振動子１は信号源Ｓ、抵
抗Ｒｓ、コンデン゛す′Ｃｓから成る等価回路で示して
いる。また送受信回路部３はパルス発生器４．リミッタ
５゜プリアンプ６、抵抗Ｒ１，］ンデン゛すＣ１，ダイ
オードＤ１．Ｄ２．１ヘランジスタ（例えばＩ−ＥＴ）
Ｔｒｌ、丁ｒ２．電源ＶＨ等から構成されている。

パルス発生器４はＡ１のような制御パルスを発生し振動
子１に電源ＶＩＨを供給づ−る送信時のみトルベルを出
力し、これ以外の通常時はトルベルを出力している。１
」レベルを出力しているときは丁ｒ２はオンするか丁ｒ
１かオフしているため、電源ＶＨは撮動子１に供給され
ない。一方Ｌレベルが出力されると丁ｒ２はオフするが
丁ｒ１がオンすることににす、電源ＶＨからのＡ２のよ
うな高圧パルス（例えば１００乃至２００Ｖ＞かＤｌを
介してケーブル２に出力されるので撮動子１に供給され
る。これに基づいて撮動子１は超音波を発生して被検体
の所望部位に向けて送波する。被検体の所望部位からの
エコー信号は撮動子１によって受波され、再びケーブル
２を介して送受信回路部３に供給される。このときパル
ス発生回路４はＨレベルを出力しているのでＴｒｔはオ
フ。

Ｔｒ２はオンしている。しかし受信されたエコー信号の
振幅は微弱（例えば１００μＶ乃至１００ｍＶ）であり
、Ｄ２をオンさせるに必要なしきい値電圧（約０．７Ｖ
）以下なのでＤ２はオフしたままであるためＴｒ２には
加わらず、リミッタ５を介してプリアンプ６に加わる。

これによって受信された微弱なエコー信号は必要なレベ
ルまで増幅された後、後段に出力されて必要な処理が施
される。なおリミッタ５はプリアンプ６に加えられる人
力信号のレベルを一定に制限するためのもので、これに
よって不要に大きなレベルの信号が直接人力されるのを
防止してプリアンプ６の保護が図られている。

ところでこのように振動子１と送受信回路部３とをケー
ブル２て接続した場合、ケーブル３で形成されるケーブ
ル容量又は送受信回路部３に用いられているプリント基
板で生ずるパターン容量等の浮遊容ｆｆ１ｃｏと、振動
子１で生ずる振動子インピーダンスとによって（騒動子
１て受波されたエニ］信号が分圧されてしまう欠点か生
ずる。このため工＝１−信号である受信信号の振幅か低
下する。

これにより振動子１から発生するノイズにより受信系ノ
イズか多くなるためＳ／Ｎの低下を来たすことになる。

このため従来においては、浮遊容量ＣＤと並列にダンピ
ング抵抗Ｒｏ及びインダクタンスＬｏを接続し、これら
Ｒｏ及びｉｏの並列回路によって受信信号を１辰動子の
中心周波ｖＪ、ｆｏで共振させることにより損失を防止
することか図られている。

第４図はこのような第３図の構成の周波数帯域特性を示
してあり、ａは送信時、ｂは受信時、Ｃは送受信時の特
性を示している。Ｃはａとｂとの乗算によって得られる
。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来の超音波診断装置では、ダンピング抵抗Ｒ
Ｏ及びインダクタンスＬＯの並列回路を接続することに
よって受信信号のみならず送信信号をも共振させてしま
うという問題がある。このため受信信号の周波数帯域幅
が狭くなってしまうことになり、距離分解能が低下する
と共に低い周波数成分が無くなってしまうので被検体の
深部のＳ／Ｎが悪くなる。第５図（ａ）、（ｂ）はその
様子を説明しており、同図（ａ）の８１のような矩形状
の帯域幅があったとするとこの周波数関数をフーリエ逆
変換すると同図（ｂ）のように振幅ｈ（ｔ）は図示のよ
うに表わされると共に、Ｂ２のような特性で表わされる
ようになる。この特性Ｂ２から明らかなように時間軸上
での波形幅は周波数帯域幅に逆比例するようになり、周
波数帯域幅が狭くなると波形が距離（時間）方向に広が
るため距離分解能が低下するのが理解される。

また送信パルスの共振により第３図のＡ３の波形のよう
に負極性パルスか発生するようになり、これを防止する
には送受信回路部３の回路構成が複雑になるのが避（プ
られない。

本発明は以上のような事情に対処してなされたもので、
受信信号のみを共振させるようにした超音波診断装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、ケーブル容量を含
む浮遊容量に並列に接続された抵抗及びインダクタンス
の並列回路にダイオード及び第２の抵抗の並列回路を直
列に接続するようにしたものである。

（作　用） 振幅の大きな送信信号及び１辰幅の小さな受信信号かケ
ーブルに供給されるごとに前記ダイオードのインピーダ
ンス又は抵抗値を変えることにより、抵抗及びインダク
タンスの並列回路の共振状態を切換える。例えば送信信
号が供給されたときはＱを小さくすることにより共振効
果をなくし、受信信号が供給されたときはＱを大きくす
ることにより共振状態となず。これによって受信信号の
みを共振させることができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明実施例を説明り゛る。

第１図は本発明の超音波診断装置の実施例を示ず構成図
で、１は振動子で信号源Ｓ、低抵抗ｓ。

コンデンサＣｓから構成され、この振動子１と送受信回
路部３とはケーブル２によって接続されている。４はパ
ルス発生器、５はリミッタ、６はプリアンプ、Ｒ１は抵
抗、Ｃｔは］ンデンザ、Ｄ１゜Ｄ２はタ゛イオード＋−
ｒｒｌ＋王ｒ２はＦＥ丁等から成る１〜ランジスタであ
る。パルス発生器４からは送受信のタイミングを制御づ
−るＡ１のような制御パルスか発生される。

Ｃｏはケーブル２で形成されるケーブル容量又は送受信
回路部３に用いられているプリンｉ−基板で生ずるパタ
ーン容量等の浮遊容量で、これには並列にダンピング抵
抗Ｒｏ及びインダクタンスＬｏの並列回路か接続されて
いる。またこの並列回路にはダイオードＤｏ及びバイア
ス抵抗Ｒｂの並列回路が直列に接続され、ダイオードＤ
ｏはバイアス抵抗Ｒｂを介して電源Ｅによって順方向バ
イアスされている。これによってダイオードＤ。

には常時一定電流が流れ、この場合のダイオードのオン
抵抗ｒｂは、ｒｂ＝ｄＶｄ／ｄ　Ｉｄ　（Ｉｄ　：順電
流、ｄ；順電圧）で示される。−例としてシリコンダイ
オードの場合１ｄか１０ｍＡ程度て、２乃至３Ωのｒｂ
が得られる。このダイオードのインピーダンス又は抵抗
値を変えることにより、バイアス抵抗Ｒｂとの合成値は
異なってくる。

次に本実施例の作用を説明する。

パルス発生回路４からＬレベルが出力されるとＴｒｌが
オンするので、Ｄｌを介して電源ＶＨからＡ２のような
高圧パルスかケーブル３に出力される。これによって高
圧パルスかダイオードＤ。

に加わることによりダイオードＤｏは逆方向バイアスさ
れるのでこのインピーダンスは無限となる。

この結果インダクタンスＬｏにバイアス抵抗Ｒｂが直列
に接続された状態となり、このＲｂによってインダクタ
ンスＬｏに流込む電流が制限され、Ｑ（−ωｌｏ／Ｒｂ
）か非常に小さくなるので共振効果がなくなる。よって
送信信号に対しては共振か行われないのでＡ４のように
負極性パルスは非常に小さくなる。

一方、パルス発生回路４から１」レベルか出力さ−れて
いる状態で振動子１から受信信号がケーブル２にｈｌえ
られると、この受信信号であるエコー信号は振幅か微弱
であるためダイオードＤｏは順方向バイアスが保たれた
状態でオンし、１０ｍＡ程度の順電流が流れている。こ
の結果インダクタンスＬｏには２乃至３Ωのダイオード
Ｄｏのオン抵抗が接続された状態となり、インダクタン
スＬ、。

に流込む電流は前記の場合のように制限されない。

よっでＱが大きくなるので共振状態となり、受信信号に
対してのみ共振を行わせることができる。

第２図は本実施例における構成の周波数帯域特性を示し
ている。

このにうな本実施例によれば、受信信号の周波数帯域幅
が狭くなることはないので距離分解能が向上しまた被検
体の深部のＳ／Ｎか改善される。

さらに送信信号が共振しないので負極性パルスが小さく
なるので、送受信回路部３の回路構成が簡単となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、送信信号及び受信信
号の振幅に応じてダイオードのインピーダンス又は抵抗
値を変えることにより共振状態を切換えるようにしたの
で、振幅の小さな受信信号のみを共振させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の実施例を示す構成図
、第２図は本実施例装置の周波数帯域特性図、第３図は
従来例の構成図、第４図は従来例の周波数帯域特性図、
第５図（ａ）、（ｂ）は従来例において距離分解能の低
下する理由を示す説明図である。　１・・・振動子、２
・・・ケーブル、３・・・送受信回路部、４・・・パル
ス発生器、Ｃｏ・・・ケーブル容量を含む浮遊容量、Ｒ
ｏ・・・ダンピング抵抗、Ｌｏ・・・インダクタンス、
Ｒｂ・・・バイアス抵抗、Ｄｏ・・・ダイオード。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波の送受を行う振動子と送受信回路部とがケ
   ーブルで接続され、ケーブル容量を含む浮遊容量に並列
   に抵抗及びインダクタンスが接続された超音波診断装置
   において、前記抵抗及びインダクタンスの並列回路にダ
   イオード及び第２の抵抗の並列回路を直列に接続したこ
   とを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）ダイオードに第２の抵抗を介して常時順方向バイ
   アス電圧を印加する請求項１記載の超音波診断装置。