JPH029816B2 - - Google Patents

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JPH029816B2
JPH029816B2 JP58043769A JP4376983A JPH029816B2 JP H029816 B2 JPH029816 B2 JP H029816B2 JP 58043769 A JP58043769 A JP 58043769A JP 4376983 A JP4376983 A JP 4376983A JP H029816 B2 JPH029816 B2 JP H029816B2
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JP
Japan
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Expired - Lifetime
Application number
JP58043769A
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English (en)
Other versions
JPS59168845A (ja
Inventor
Yasuto Takeuchi
Takao Tosen
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波映像装置における超音波送受
信方式に関するものである。
従来より、リニヤアレイ振動子より送受波する
超音波ビームを集束して目的領域に対する方位方
向の分解能を高めるいわゆる電子フオーカスはよ
く用いられている。更に、電子フオーカスにおい
て、ビーム集束点を探査深度に応じて変化させる
ようにした可変焦点方式のものである。
一方、広帯域送波を行つた場合、目的領域から
の反射波は深さに応じてその中心周波数が低下す
ることが知られており、この点を考慮して、深さ
に応じて中心周波数ないし通過帯域幅の変化する
バンドパスフイルタを介して目的の反射波のみを
受信しようとするいわゆる可変フイルタ方式のも
のもよく用いられている。
この様な可変焦点と可変フイルタ方式は同時に
採用されることがある。この様な場合、開口の中
心から離れるにしたがつてその周波数特性を低域
通過型とし、同様に開口の中心から離れるにした
がつて遅延線の遅延量を変化させ複数の距離に分
散的に焦点が集まるようにし、可変フイルターの
周波数特性を順次変えることにより、その焦点を
順次変化させている。しかし、可変フイルタで周
波数を変化させても、それぞれのアレイ振動子の
遅延時間に変化はないので、開口内の特定のエレ
メントによる送受波は特定の距離にしか焦点を結
ばない。従つて、中央から外側に至る大きな開口
で遠くに焦点を合わせる場合にも、中央の部分で
は近距離に焦点を結んでしまい、送受波に寄与す
る全てのアレイ振動子で完全に焦点が一点に集束
することはない。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、可変フイルタ及び可変焦点の両方を行
う超音波映像装置における超音波送受信方式にお
いて、それらを有機的に結合させて距離が変化し
ても焦点が完全に合うことのできる方式を提供す
ることにある。
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。ま
ず、送波における場合の原理について述べる。第
1図に示すように、パルサーPLからの小信号パ
ルスをバンドパスフイルタBPF1〜BPF3で高、
中、低の周波数に帯域分割した上で、異なるデイ
レー分布を呈するデイレーマツプDM1〜DM3(低
域の音波ほど遠方に集束するようなデイレー分布
となつている)を介して送出す。すなわち、集束
のため開口の中央は遅延時間が大きく、外側では
遅延時間は小さくなつている。更に、中央では低
域の周波数の高域の周波数に対する遅れが小さ
く、外側では低域の周波数の高域の周波数に対す
る遅れが大きくなつている。言い換えると、高域
の周波数に対しては中央の遅延時間と外側の遅延
時間の差は大きく、低域の周波数に対しては中央
の遅延時間と外側の遅延時間の差は小さくなる様
な遅延時間分布になつている。この場合、焦点の
深さと分割帯域とは別々に定めることができる。
デイレーマツプからの出力を対応別に加算器
ADD1〜ADD5で加算し、続いてリニヤアンプA1
〜A5でそれぞれ増幅してアレイ振動子TD1
TD5に印加する。これにより、アレイ振動子は3
回付勢され、低い周波信号での駆動により発生す
る低周波f3の音波は遠方に集束し、中程度の周波
数の信号での駆動により発生する中程度の周波数
f2の音波は中間の深さに集束し、高い周波数の信
号での駆動により発生する高い周波数f1の音波は
近距離で集束することとなる。
第2図は上記原理に基づいた一実施例を示す構
成図である。上記原理の説明においてはf1乃至f3
を3回に分けて送波しているが、本考案の実施例
では1回の送波で連続的に周波数を変えている。
本実施例は、パルサーPLからの出力をチヤープ
フイルタを介して、アレイ振動子を付勢するリニ
ヤアンプに与えるように構成されている。チヤー
プフイルタCF1〜CF3は、(電子フオーカスによる
集束レンズを構成するため)それらの遅延出力の
遅延時間がCF3が最も長く、CF2,CF1の順に短
くなるように、また、入力信号の周波数が低くな
るほど遅延出力の遅延時間が長くなるように構成
されたもので、セラミツク基板の音響平面波
(SAW)素子、あるいはタツプ付デイレーライン
とその各点の出力を合成するための加算増幅器の
組合せたものなどによつて形成されたものが使用
される。各チヤープフイルタにおいて、周波数に
対する遅延量変化の割合には、チヤープフイルタ
CF1が最も強く、CF2,CF3の順に弱くなる(周
波数の変化により電子フオーカスの焦点距離を変
えるため)。すなわち、高い周波数に対しては、
中央のアレイ振動子の信号の外側のものに対する
遅延は長く、低い周波数に対しては外側の遅延時
間が長くなるので中央の信号の外側のものにする
遅延は短くなる。なお、CF3はその度合を零にし
てもよい。ただし、デイレーの機能のみは有し、
電子フオーカスが損われないようにしておく。
このように構成しておくことにより、パルサー
PLから広帯域の小信号パルスが入ると、チヤー
プフイルタにて外側の振動子へはより周波数の低
いものがより遅く届くようになり、振動子アレイ
より投射される超音波ビームは高い周波数f1のも
のは浅い部位、中間の周波数f2のものは中程度の
深さ、低い周波数f3のものは深い部位にそれぞれ
集束する。そして、送波されるパルスは、焦点距
離(周波数)を変化させても、各時点において
TD1〜TD5の全てのアレイ振動子により、周波数
別に焦点を完全に一点に集束させることができ
る。
なお、この場合、パルサーPLの出力はその周
波数が高(fH)、中(fM)、低(fL)に分けられる
ような第3図の如き波形の信号としてもよい。
また、チヤプフイルタは、第4図のように、タ
ツプ付チヤープフイルタとし、適宜のタツプ(例
えばタツプ距離と、周波数対デイレーとの関係が
比例したもの)より信号を取り出してアンプA3
A2に導くようにしてもよい。
次に、受波における場合について述べる。第5
図の実施例図において、振動子TD1〜TD5で受波
され電気信号に変換された反射波信号は、外側及
び中間の振動子からの信号についてはそれぞれ加
算器ADD11,ADD12で加算した後、チヤープフ
イルタCF11,CF12に導かれ、中央の振動子から
の信号については直接にチヤープフイルタCF13
に導かれる。これらのチヤープフイルタの遅延出
力の遅延時間は、CF13が最大で、CF11が最も小
さく、かつ、それらの周波数に対する遅延量変化
の割合は、CF11が最も大きく、CF13が最も小さ
くなるようにし、フイルタを通過する反射波信号
に対し高域の周波数のものほどデイレーマツプの
曲率が大となるような体制に形成されている。各
チヤープフイルタの出力は加算器ADD13で合成
され、可変バンドパスフイルタBPF11にて周波数
選別され、処理回路(図示せず)に送出される。
可変バンドパスフイルタBPF11は、時間経過と
共に変化する電圧信号でなる時間・周波数制御信
号(TFC)によつて通過帯域が制御されるよう
になつており、ここでは送波時の時間間係をふま
えた時間関係で、経過間と共にその通過帯域を高
域から低域に変化させ得るように構成してある。
これにより、まず浅い部位からの高い周波数の反
射波信号を受信した後、続いて次第により深い部
位からのより低い周波数の反射波信号を順次受信
することとなる。この様にすることにより受信に
おいても、焦点距離を変化させても各時点におい
てTD1〜TD5の全てのアレイ振動子により周波数
別に焦点を完全に一点に集束させることができ
る。
なお、振動子素子数やチヤープフイルタの個数
は実施例に限定されるものではない。
また、振動子アレイはスイツチド・リニヤスキ
ヤン型、その他の形式のアレイであつてもよい。
更に、深さに応じて周波数を選択する点は受波
時のみに限り、送波の場合には適用しないように
した送受信方式をとることもできる。
以上述べたように、本発明によれば、簡単な方
法で、可変焦点及び可変フイルタを有機的に行う
と同時に、深さに応じて周波数の異なる超音波で
目的領域を探査することができ、更に、焦点距離
が変化しても開口内の全てのアレイ振動子により
焦点を完全に一点に集束させることができる超音
波送受信方式を実現することができる。
また、本発明においては、受波のみならず送波
においても深さに応じて超音波の周波数を異なら
しめているため、エコー信号のS/Nが格段に向
上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するための図、第
2図は本発明の送波時に係る一実施例構成図、第
3図は付勢信号の一例を示す波形、第4図は本発
明の送波時に係る他の実施例構成図、第5図は本
発明の受波時に係る一実施例構成図である。 TD1〜TD5……振動素子、PL……パルサー、
CF,CF1,CF2,CF3,CF11,CF12,CF13……チ
ヤープフイルタ、BPF11……可変バンドパスフイ
ルタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アレイ振動子を使用して超音波を送受波する
    超音波映像装置において、同時に付勢すべき複数
    個の振動子に対し、外側のものほど高域の周波数
    に比べ低域の周波数に対する遅れが大となり、内
    側のものほど低域の周波数と高域の周波数の遅延
    時間差が少なく、高域の周波数に関しては外側と
    内側の遅延時間差は大きくて、低域の周波数に関
    しては外側と内側の遅延時間差は少なくなるよう
    に構成されたフイルタ手段を経由した後、経過時
    間と共に通過帯域が低域へと変化する可変バンド
    パスフイルタを経由して反射波信号を受信するよ
    うにし、浅い部分に対しては高域の周波数の信号
    で焦点を合わせ、深い部分に対しては内側から外
    側に至る振動子により低域の周波数の信号で焦点
    を合わせて受信するようにしたことを特徴とする
    超音波映像装置における超音波送受信方式。 2 前記フイルタ手段がチヤープフイルタで構成
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の超音波映像装置における超音波送受信方式。 3 アレイ振動子を使用して超音波を送受波する
    超音波映像装置において、同時に付勢すべき複数
    個の振動子に対し、送信時は外側のものほど高域
    の周波数に比べ低域の周波数に対する遅れが大と
    なり、内側のものほど低域の周波数と高域の周波
    数の遅延時間差が少なく、高域の周波数に関して
    は外側と内側の遅延時間差は大きくて、低域の周
    波数に関しては外側と内側の遅延時間差は少なく
    なるように構成された送信用のフイルタ手段を介
    して付勢信号が与えられ、受信時は外側のものほ
    ど高域の周波数に比べ低域の周波数に対する遅れ
    が大となり、内側のものほど低域の周波数と高域
    の周波数の遅延時間差が少なく、低域の周波数に
    関しては外側と内側の遅延時間差は少なくて、高
    域の周波数に関しては外側と内側の遅延時間差は
    大きくなるように構成された受信用のフイルタ手
    段を経由した後、経過時間と共に通過帯域が低域
    へと変化する可変バンドパスフイルタを経由して
    反射波信号を受信するようにし、浅い部分に対し
    ては高域の周波数の信号で焦点を合わせ、深い部
    分に対しては内側から外側に至る振動子により低
    域の周波数の信号で焦点を合わせて送受信するよ
    うにしたことを特徴とする超音波映像装置におけ
    る超音波送受信方式。 4 前記送信用フイルタ手段及び受信用フイルタ
    手段がチヤープフイルタで構成されたことを特徴
    とする特許請求の範囲第3項記載の超音波映像装
    置における超音波送受信方式。
JP4376983A 1983-03-16 1983-03-16 超音波映像装置における超音波送受信方式 Granted JPS59168845A (ja)

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JPS59168845A JPS59168845A (ja) 1984-09-22
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US4751846A (en) * 1985-10-16 1988-06-21 Kontron Holding A.G. Reducing noise in ultrasonic images
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JPS5728272A (en) * 1980-07-29 1982-02-15 Fujitsu Ltd Ultrasonic image pickup device
JPS57203434A (en) * 1981-06-08 1982-12-13 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic diagnostic apparatus

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