JPH03297454A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波探触子から被検体に対し超音波を送受
波し、これにより得られるエコー信号を検波しＴＶスキ
ャン変換して超音波診断情報を表示する超音波診断装置
に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置において、超音波パルスを生体内に送波
し、該生体内の各組織からの反射波により生体情報を得
る超音波診断法は、Ｘ線のような照射障害がなく、しか
も造影剤なしで軟部組織の診断を行なえるという利点を
有している。最近の超音波診断装置における超音波探触
子は、配列型（アレイ型ともいう）圧電振動子が用いら
れている。この超音波探触子の各振動子を駆動信号によ
り駆動して超音波を発生させ、この超音波を該生体内に
送波する。そしてこの生体から前記同一振動子に得られ
る受信信号に所定の遅延時間を与えることにより、超音
波ビームを所定の時間距離（位置）に集束させて、解像
度の優れた断層像を得るようにしている。

また最近の超音波診断装置においては、被検体の診断部
位深さ方向に対して分解能を浅部から深部まで向上すべ
く、送信多段フォーカス技術や受波ダイナミックフォー
カス技術が用いられるようになってきた。

前記受波ダイナミックフォーカス法は、第４図に詳細を
示す如く、生体に超音波をフォーカス点Ｆ２て送信し、
生体から反射される超音波を、Ｎ（Ｎｅａｒ）の領域で
はフォーカスＦ１で受信し、Ｍ（Ｍｅｄｕｉｍ）の領域
ではフォーカスＦ２で受信し、Ｆ（Ｆａｒ）の領域では
フォーカスＦ。

で受信するものである。

この受波ダイナミックフォーカス法によれば、フレーム
数を減少させずに、画質を向上できることから、動きの
早い心臓器に適した方法である。

（発明が解決しようとする課題） 一方、前記送信多段フォーカスとは、例えば第５図に示
すように送信３段で３つのフォーカスを有する場合には
、１つの超音波走査線を得るために、３回の送受信を行
なうものである。なおここで３つのフォーカスＦ、、Ｆ
、、Ｆ３はそれぞれ前記受波ダイナミックフォーカス法
に対応している。このような送信３段フォーカス法にあ
っ・では、送受信を複数回行なうことから、超音波画像
の画質を大幅に改善することができる。

第６図は前記送信３段フォーカス法の一例を示す図、第
７図は各々のフォーカスごとの超音波送信レートパルス
のタイミング図である。

第７図に示すように超音波送信レートパルスのレート周
期を、振動子の表面から各々のフォーカスまでの距離に
関係なく、遠距離Ｆからのエコー信号を得るに十分なレ
ート周期１．とじ、この超音波送信レートパルスを用い
て１走査線を得るに、３回の送受信を行なう。そして超
音波を順次、方位方向に走査することにより、１フレー
ムの超音波画像を得ることができる。

しかしながら、このような方法であると、１回の送受信
に比較して１フレームを構成するフレーム数が１／３に
低下する。さらには４点以上のフォーカスを有するとな
ると、さらにフレーム数が低下する。このため画像のリ
アルタイム性が劣化し、超音波画像がなめらかでなくな
るという問題があった。

そこで本発明の目的は、画像のリアルタイム性を向上し
て超音波画像をなめらかにできる超音波診断装置を提供
することにある。

［発明の構成コ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課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。すなわち本発明は、超音波探触子か
ら被検体に対して、超音波送信レートパルスにより複数
のフォーカスを生じさせながら超音波を送受波し、これ
により得られるエコー信号に基づき超音波画像を得、こ
れを表示する超音波診断装置において、前記超音波探触
子の振動子面から前記各々のフォーカスまでの距離に比
例して、各々のフォーカスごとに前記超音波送信レート
パルスのレート周期を決定する手段を備えたことを特徴
とする。

（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
呈する。送信多段フォーカスを行なう場合、振動子の表
面からフォーカスまでの距離に比例してフォーカスごと
に超音波送信レートパルスのレート周期を決定するので
、近距離では短いレート周期でエコー信号が確実に得ら
れ、または遠距離では比較的長いレート周期でエコー信
号が確実に得られる。したかって、各フォーカスにおい
て、一定のレート周期で行なう従来方法に比較して、１
走査線及び１フレームを構成する画像構成時間を大幅に
短縮できるので、超音波画像のリアルタイム性を向上で
きる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
セクタ電子走査型超音波診断装置を示す概略ブロック図
、第２図は前記装置による送信３段と超音波送信パルス
レートとを対応した図、第３図は各々のフォーカスごと
の超音波送信パルスレートのタイミング図である。

超音波診断装置は、超音波探触子１．送信系２としてレ
ートパルス発生器２Ａ、ＲＯＭ２Ｂ、分周器２Ｃ，波形
整形回路２Ｄ、送信遅延回路２Ｅ。

バルサ２Ｆを有する。また前記装置は、受信系３として
プリアンプ３Ａ、受信遅延回路３Ｂ、加算器３Ｃを有し
ている。

さらには前記装置は、Ｂモード処理系４として対数増幅
器４Ａ、包路線検波回路４Ｂ、Ａ／Ｄ４Ｃを有し、表示
系６としてＤＳＣ６Ａ　（ディジタル・スキャン・コン
バータ）、ＴＶモニタ６Ｂを有し、制御系としてコント
ローラ７を有している。

前記超音波探触子１は、複数の超音波振動子を併設して
なり、セクタ走査を行うべく、超音波ビームの送波方向
が順次扇状に変わるように各々振動子の励振タイミング
を所望の方向に応じて変化させていく。

パルス発生器２Ａは、図示しないクロックパルスを入力
すると、超音波繰り返し周波数に相当する超音波送信レ
ートパルスを発生し、これを分周器２Ｃに出力する。

一方、前記コントローラ７は、送信多段フォーカスにお
ける送信段数及びこの送信段数が現在何段目であるかを
指令するための指令情報をＲＯＭ（リード・オンリー・
メモリ）２Ｂに与える。

ＲＯＭ２Ｂは、前記コントローラ７から入力する指令情
報に応じて、内部に記憶された分周比を分周器２Ｃに出
力する。

分周器２Ｃは、前記ＲＯＭ２Ｂから入力する分周比に応
じて、前記レートパルス発生器２Ａから入力する超音波
送信レートパルス（レートパルスＮ０１）を分周し、第
３図に示すようにレート周期を例えばレートパルスＮＯ
，２のように分周し、またレートパルスＮｏ、３のよう
に分周する。

波形整形回路２Ｄは、前記分周器２Ｃから入力するレー
トごとの異なるレート周期からなるレートパルスを、波
形整形する。

送信遅延回路２Ｅは、前記波形整形回路２Ｄから入力す
る振動子ごとのレートパルスに対して、所定の方向に超
音波を送波する如く、しかも３つのフォーカスを生じる
如く、遅延時間を与える。

パルサ２Ｆは、前記送信遅延回路２Ｅによりチャンネル
ごとに遅延されたレートパルスを入力し、これらレート
パルスで超音波探触子１を駆動する。

超音波探触子］は、前記パルサ２Ｆにより駆動されると
、超音波を発生し、この超音波を図示しない被検体に向
けて送波する。

そして前記被検体から反射される超音波は、前記超音波
探触子１の同一振動子に受波される。プリアンプ３Ａは
、この受信信号を所定のレベルまで増幅する。

前記受信遅延回路３Ｂは、前記プリアンプ３Ａから入力
する各々のチャンネルの受信信号に対して、前記送信遅
延回路２Ｅで遅延した時間を元に戻すように遅延時間を
かける。加算器３Ｃは、前記受信遅延回路３Ｂで遅延さ
れた各々のチャンネルの受信信号を、加算合成する。そ
して合成された信号は、Ｂモード処理系４に出力される
。

対数増幅器４Ａは、前記加算器３Ｃから出力される受信
信号を対数増幅する。前記包絡線検波回路４Ｂは、前記
対数増幅器４Ａからの受信信号の包絡線を検波し、Ｂモ
ード像データ（断層像データ）を得る。前記Ａ／Ｄ　（
アナログ・ディジタル変換）４ＣはＢモード像データを
ディジタル信号に変換し、これをＤＳＣ６Ａに出力する
。

ＤＳＣ６Ａはフレームメモリを有し、前記コントローラ
７の制御の下に、前記Ａ／Ｄ４Ｃから入力するＢモード
像データをフレームメモリに書き込み、超音波スキャン
からＴＶスキャンにスキャン変換した信号をＴＶモニタ
６Ｂに出力する。

ＴＶモニタ６Ｂは前記被検体の断層像を表示する。

次にこのように構成された実施例の作用を第１図乃至第
３図を参照して説明する。まず、本装置では、送信３段
フォーカスが採用され・−レートパルスごとに深さ方向
に対する浅部Ｎ（Ｎｅａｒ）と深部Ｆ（Ｆａｒ）とで交
互にフォーカスがかけられるようになっている。

本実施例は、分周器２Ｃにより、前記超音波探触子１の
振動子面から各々のフォーカスまでの距離に比例して、
各々のフォーカスごとにレートパルス発生器２Ａから出
力される前記超音波送信レートパルスのレート周期を決
定するように分周したことを特徴とする。

すなわちコントローラ７から送信多段フォーカスにおけ
る送信段数及びこの送信段数が現在何段目であるかを指
令するための指令情報がＲＯＭ（リード・オンリー・メ
モリ）２Ｂに与えられると、ＲＯＭ２Ｂからは、前記コ
ントローラ７から入力する指令情報に応じて、内部に記
憶された分周比が分周器２Ｃに出力される。そうすると
、分周器２Ｃにより前記ＲＯＭ２Ｂから入力する分周比
に応じて、前記レートパルス発生器２Ａから入力する超
音波送信レートパルス（レートパルスＮ　Ｏ１，）が分
周される。例えば前記レートパルスＮｏ、１が分周され
ることにより、これに対して２倍の周期のレートパルス
Ｎｏ、２が得られ、前記レートパルスＮｏ、１が分周さ
れることにより、３倍の周期のレートパルスＮｏ、３が
得られる。

そしてこれらの３つのレートパルスは、それぞれ送信遅
延制御され、超音波探触子１から超音波が所定の方向に
送られる。すなわち１段目のフォーカスＮ領域では、前
記レートパルスＮ０１１が送られ、フォーカスＭ領域で
は、前記レートパルスＮＯ，２が送られ、さらにはフォ
ーカスＦ領域では、前記レートパルスＮｏ、３が送られ
る。

一方、受信時には、前記超音波探触子１の同一振動子に
前記レートパルスＮｏ、１によるエコー信号、前記レー
トパルスＮｏ、２によるエコー信号、前記レートパルス
Ｎｏ、３によるエコー信号と順次受信され、後段の回路
で処理されることにより１超音波走査線が得られる。こ
のような３回の超音波送受信を行ない、さらに方位方向
に走査していくことにより、１フレ一ム画像を得ること
ができる。

このように本実施例によれば、送信多段フォーカスを行
なう場合、振動子の表面からフォーカスまでの距離に比
例してフォーカスごとに超音波送信レートパルスのレー
ト周期を決定するので、近距離では短いレート周期でエ
コー信号か得られ、または遠距離では比較的長いレート
周期でエコー信号が得られる。したがって、各フォーカ
スにおいて、一定のレート周期で行なう従来方法に比較
して、１走査線当たり約（２ｔｐ＋ｔＭ）だけ時間を短
縮でき、これにより１フレームを構成する画像構成時間
を大幅に短縮できるので、超音波画像のリアルタイム性
を向上できる。

また画像構成時間を短縮できることから、フレーム数を
確実に多くでき、これにより超音波画像をなめらかにで
きる。

さらには前記実施例では第３図に示すようにレートパル
ス期間中において、そのフォーカス領域に対応した時間
における超音波画像データのみを必要とし、それ以外の
データは必要としない。このためこのデータ必要期間以
外の例えばレートパルス前半に前のレートパルスによる
エコー信号が混入することがある。しかし、本実施例に
よれば、レート周期を短くしているので、エコー信号が
混入することがなくなる。

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、Ｂモード画像についてのみ説明
したが、例えば本発明はＣＦＭ（カラーフローマツピン
グ）にも適用できる。すなわちＣＦＭは、ＭＴＩフィル
タ（ムービング・ターゲット・インデイケータ）などを
有し、前記加算器３Ｃから入力する複数回レート（例え
ば１０回）の受信信号を入力して位相変化を求め、これ
により血流速度の平均値１分散、パワーを算出するもの
であり、このＣＦＭ画像の構成時間をも大幅に短縮でき
る。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、送信多段フォーカスを行なう場合、振
動子の表面からフォーカスまでの距離に比例してフォー
カスごとに超音波送信レートパルスのレート周期を決定
するので、近距離では短いレート周期でエコー信号が得
られ、または遠距離では比較的長いレート周期でエコー
信号が得られる。したがって、各フォーカスにおいて、
一定のレート周期で行なう従来方法に比較して、１走査
線及び１フレームを構成する画像構成時間を大幅に短縮
できるので、超音波画像のリアルタイム性を向上し得る
超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
セクタ電子走査型超音波診断装置を示す概略ブロック図
、第２図は前記装置による送信３段と超音波送信パルス
レートとを対応した図、第３図は各々のフォーカスごと
の超音波送信パルスレートのタイミング図、第４図は受
波ダイナミックフォーカス法を示す図、第５図は送信多
段フォーカスを示す図、第６図及び第７図は従来の送信
３段フォーカス法を説明するための図である。 １・・・超音波探触子、２人・・・レートパルス発生器
、２Ｂ・・・ＲＯＭ、２Ｃ・・・分周器、２Ｄ・・・波
形整形回路、２Ｅ・・・送信遅延回路、２Ｆ・・・パル
サ、３Ａ・・・プリアンプ、３Ｃ・・・加算器、４Ａ・
・・対数増幅器、４Ｂ・・・包絡線検波回路、４Ｃ・・
・Ａ／Ｄ、６Ａ・・・ＤＳＣ，６Ｂ・・・ＴＶモニタ、
７・・・コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波探触子から被検体に対して、超音波送信レートパ
   ルスにより複数のフォーカスを生じさせながら超音波を
   送受波し、これにより得られるエコー信号に基づき超音
   波画像を得、これを表示する超音波診断装置において、
   前記超音波探触子の振動子面から前記各々のフォーカス
   までの距離に比例して、各々のフォーカスごとに前記超
   音波送信レートパルスのレート周期を決定する手段を備
   えたことを特徴とする超音波診断装置。