JPH0330090Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主に医療機器として用いられる、フ
エイズドアレイ超音波診断装置の受信信号遅延加
算回路に関する。更に詳しくは、探触子エレメン
トの駆動を高周波化したときの、高周波受信信号
の遅延加算を可能にした受信信号遅延加算回路に
関する。

（従来の技術） 第２図は、従来例のフエイズドアレイ超音波診
断装置における送受信部を表わすブロツク図であ
る。第２図において、パルス発生器１は、測定方
向９にビームが偏向するようにパルス電気信号を
発生する。このパルス電気信号は、探触子駆動回
路２を介して、探触子エレメント列３に供給さ
れ、各探触子エレメントから被検体（図示せず）
に超音波ビームが送波される。被検体からの音響
反射波は、探触子エレメント列３により複数の電
気信号として検出される。この受信信号は、受信
増幅器４により増幅された後、電圧電流変換器５
により電流信号に変換され、マトリクススイツチ
６に入力する。マトリクススイツチ６の出力は、
電流バツフア７を介して、アナログデイレイライ
ン８の入力タツプ群８ａに入力し、所定の遅延加
算が行われる。アナログデイレイライン８の出力
は増幅された後、画像信号となる。

この様に構成されたフエイズドアレイ超音波診
断装置の送受信部において、マトリクススイツチ
６は、各探触子エレメントからの受信信号に対
し、測定方向９に対応した遅延時間が与えられる
ように開閉制御される。これにより、各信号がア
ナログデイレイライン８の所定の入力タツプに入
力され、遅延加算が行なわれる。

ところで、マトリクススイツチ６は、ｎ本（探
触子エレメント数に対応する数）の入力ライン
と、ｍ本（アナログデイレイライン８の入力タツ
プ数に対応する数）の出力ラインと、ｍ×ｎ個
（ｍ、ｎは２以上の整数）のアナログスイツチを
有している。そして、マトリクススイツチの１入
出力ラインの等価回路は、第３図に示すようにな
つている。尚、第３図の各符号は、第２図と同一
の意味で用いられている。第３図に示すように、
マトリクススイツチ６の等価回路は、オン抵抗
Ronと、ｍ個の入力容量Ciと、ｎ個の出力容量
Coからなる低域通過フイルターの構成となる
（電圧電流変換器５、電流バツフア７及びアナロ
グデイレイライン８は、理想的な特性を有してい
るものとする）。そして、その遮断周波数cは、
(1)式のようになる（電流バツフア７により、入力
タツプ側のインピーダンスは、マトリクススイツ
チ６のオンスイツチ側より低くなつているため、
nCoは無視できる）。

c＝１／2πRon・Ci・ｍ ……(1) (1)式から明らかなように、マトリクススイツチ
の遮断周波数cは、アナログスイツチ数ｍの増加
に反比例して低下する。即ち、マトリクススイツ
チのクロスポイント数が多くなるに従つて周波数
特性が劣化する。

一方、超音波像の分解能を上げるために、探触
子エレメントの駆動を高周波化させると、受信信
号も高周波化される。この高周波受信信号の位相
を揃えるために、前記遅延加算回路は、遅延時間
をより細かくしなければならない。そのために、
入力信号に与え得るアナログデイレイラインの最
小遅延時間を細かくする。即ち、アナログデイレ
イラインの入力タツプ数を増やし、それに対応し
て、マトリクススイツチの出力ライン数を増加す
る必要がある。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、上記のように、マトリクススイツチ
は、出力ライン数が増加すると、即ち、クロスポ
イント数が増加すると、その遮断周波数cが低下
するという欠点を有する。従つて、前記高周波受
信信号は、周波数特性が劣化しているマトリクス
スイツチを通過できなくなるという問題が生じ
る。

よつて、本考案は、以上のような問題点を解消
させ、マトリクススイツチの周波数特性を劣化さ
せずに、そのクロスポイント数を増加させ、探触
子エレメントの駆動を高周波化させたときの高周
波受信信号の遅延加算を可能にしたフエイズドア
レイ超音波診断装置の受信信号遅延加算回路を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案の受信信
号遅延加算回路は、以下のような構成をしてい
る。即ち、探触子エレメントからの複数の受信信
号を電圧電流変換器により電流信号に変換してマ
トリクススイツチに与え、該マトリクススイツチ
の出力信号を、電流バツフアを介してアナログデ
イレイラインの入力タツプ群に与え、所定の遅延
加算を行うフエイズドアレイ超音波診断装置の受
信信号遅延加算回路において、１系統の前記アナ
ログデイレイラインの入力タツプ群に電流バツフ
アを介して接続した前記マトリクススイツチを、
前記入力タツプ群と共に複数グループに分割し、
該マトリクススイツチの各グループの入力側に
各々電圧電流変換器を接続し、各電圧電流変換器
に前記受信信号を並列的に入力することを特徴と
する。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案について詳細に説
明する。

第１図は、本考案の一実施例によるフエイズド
アレイ超音波診断装置における送受信部を示すブ
ロツク図である。尚、第１図において、第２図と
同じ機能を有するものは、第２図と同一の信号を
用いているので、ここでの説明を省略する。

第１図の回路構成において、マトリクススイツ
チの出力ラインはアナログデイレイライン８の入
力タツプ群と共に２つのグループ６ａ，６ｂに分
割されている。各々のグループの出力ラインは、
電流バツフア７ａ及び７ｂを介して、１系統のア
ナログデイレイライン８の入力タツプ群８ａに接
続されている。すなわち、１系統のアナログデイ
レイライン８の入力タツプ群８ａは複数グループ
に分割され、そして、入力タツプ群８ａと共に分
割されたマトリクススイツチの各グループ６ａ，
６ｂにに接続されている。又、マトリクススイツ
チの各々のグループの入力ラインには、電圧電流
変換器５ａ，５ｂの出力が与えられている。そし
て、電圧電流変換器５ａ，５ｂの各々には、受信
信号が並列的に入力されている。

以上のように構成された受信信号遅延加算回路
においても、測定方向９に対応した所定の遅延加
算を行なう動作は、従来例と同じように行なわれ
る。

ここで、マトリクススイツチの出力ラインを、
２個のグループに分割しているので、(1)式に基づ
く各グループ６ａ，６ｂの遮断周波数c′は、(2)
式のようになる。

c′＝１／2πRon・Ci・（ｍ／２） ＝２・c ……(2) (2)式から明らかなように、遮断周波数c′は、
マトリクススイツチの出力ラインの分割個数の増
加に比例して大きくなる。即ち、周波数特性を高
域に伸ばすことができる。

上記の作用効果は、マトリクススイツチの出力
ラインの分割個数が、２、３、４、……ｓ（ｓは
２以上の整数）と増加しても同様に与えられ、ｓ
個に分割したときの、各グループのマトリクスス
イツチの遮断周波数c′は、(3)式で表わされる。

c′＝１／2πRon・Ci・（ｍ／ｓ） ＝ｓ・c ……(3) 従つて、マトリクススイツチの出力ラインの数
ｍの増加に対応して、出力ラインの分割個数ｓを
大きくすることにより、マトリクススイツチの遮
断周波数c′は高くなる（低下しない）。その結
果、探触子エレメントをより高い周波数で振動さ
せた時の高周波受信信号は、マトリクススイツチ
を通過でき、所望の遅延加算が可能となる。

尚、本考案は、上記実施例に限定するものでは
なく、実用新案登録請求の範囲内で種々の変形が
可能である。例えば、上記実施例においては、マ
トリクススイツチの出力ラインの分割は、等分割
で２個に分割したが、分割は任意の割合に、任意
の分割数で行なうことができる。

（考案の効果） 以上、説明の通り、本考案のフエイズドアレイ
超音波診断装置の受信信号遅延加算回路によれ
ば、マトリクススイツチの入力容量を低く抑え、
遮断周波数を上げることができるという効果が得
られる。

そのため、マトリクススイツチのクロスポイン
ト数を増加させ受信信号に対する遅延時間を細か
く調整することができる。また、超音波像の分解
能向上のため探触子エレメントの駆動を高周波化
させたときにも信号の遅延加算が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例のフエイズドアレ
イ超音波診断装置における送受信部を表わすブロ
ツク図、第２図は、従来例のフエイズドアレイ超
音波診断装置における送受信部を表わすブロツク
図、第３図は、マトリクススイツチの１入出力線
の等価回路図を含む送受信部を表わすブロツク図
である。 １……パルス発生器、２……探触子駆動回路、
３……探触子エレメント列、４……受信増幅器、
５，５ａ，５ｂ……電圧電流変換器、６，６ａ，
６ｂ……マトリクススイツチ、７，７ａ，７ｂ…
…電流バツフア、８……アナログデイレイライ
ン、８ａ……入力タツプ群、９……測定方向。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 探触子エレメントからの複数の受信信号を電圧
   電流変換器により電流信号に変換してマトリクス
   スイツチに与え、該マトリクススイツチの出力信
   号を、電流バツフアを介してアナログデイレイラ
   インの入力タツプ群に与え、所定の遅延加算を行
   うフエイズドアレイ超音波診断装置の受信信号遅
   延加算回路において、１系統の前記アナログデイ
   レイラインの入力タツプ群に電流バツフアを介し
   て接続した前記マトリクススイツチを、前記入力
   タツプ群と共に複数グループに分割し、該マトリ
   クススイツチの各グループの入力側に各々電圧電
   流変換器を接続し、各電圧電流変換器に前記受信
   信号を並列的に入力することを特徴とするフエイ
   ズドアレイ超音波診断装置の受信信号遅延加算回
   路。