JPH0332657A - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、受波される超音波エコー毎に複数の受信フォ
ーカス領域を設定する受信遅延手段を備えた超音波診断
装置に関する。

（従来の技術） 従来より知られているようにセクタスキャン型超音波診
断装置は、第４図に示すような振動子１により超音波ビ
ームＢを生体に対して送波し、セクタスキャンを行なっ
て生体の断層像を得るものである。このセクタスキャン
型超音波診断装置において、前記振動子１は複数の併設
されたアレイからなり、この各アレイに図示しない送信
遅延部により所望の遅延時間が与えられる。そうすると
、合成波面は任意方向にフォーカスを結ぶ超音波ビーム
とされ、この超音波ビームを生体に向けてセクタ状にス
キャンする。

そうすると、前記生体から反射される超音波ビームはエ
コー信号として前記振動子１で受波され、受信遅延部に
より各アレイ毎に前記送信遅延時間を元に戻すような遅
延時間が与えられ、各チャネルの超音波エコーのタイミ
ングが揃えられる。

この時第５図に示すように受信ビームは、複数個の受信
フォーカス領域を例えば（１）乃至（１２）のように分
割して設定されるように図示しない受信遅延手段として
の受信遅延部により受信遅延時間が制御される。これに
より生体の浅い部位から深い部位に至るまでほぼ連続的
にフォーカスが合った状態で、超音波スキャンが行なわ
れる。そして振動子１における各チャネルの出力信号は
加算され、−本の受信エコーとして出力される。さらに
この信号は包路線検波され、超音波画像情報が検出され
、Ｂモード像あるいはＭモード像として表示部に出力さ
れる。

また必要に応じて前記受信エコーは位相検波され、血流
情報が検出されてドプラ像として前記表示部に出力され
る。

第６図は前記複数の受信フォーカス領域を設定する受信
遅延部を示す概略構成図である。同図において、図示し
ない振動子１から各チャネル（例えば６４チヤネル）ご
とに入力した受信エコーは、第１の遅延部Ａと第２の遅
延部Ｂとに分岐される。

ここで第１の遅延部Ａは、各チャネルごとに遅延線（例
えばＬＣ遅延線）１３−ＩＡ乃至ｌ３−ＮＡとこれらを
切換えて任意の遅延時間を得る切換スイッチ１２−１乃
至ｌ２−ＮＡを有している。

また第２の遅延部Ｂは、遅延線１３−１乃至１３−Ｎ　
Ｂ、　切換スイッチ１２−１乃至ｌ２−ＮＢを有してい
る。

そして受信遅延時間制御回路１６に受信フォーカス領域
およびスキャン方向を指示する信号が人力する。またメ
モリ回路１４Ａ、１４Ｂにはｒめ必要な受信遅延時間の
データが記憶され、制御回路１６から所望の受信フォー
カス領域に対応するアドレスがメモリ回路１４Ａ、１４
Ｂに与えられると、メモリ回路１４Ａ、１４Ｂは所望の
遅延時間を得るためのスイッチ制御信号を切換スイッチ
１２．１３に出力する。切換スイッチ１１はいずれかの
遅延部Ａ、Ｂを切換えて選択された信号を出力するもの
である。加算器１５Ａ、１５Ｂは各エコーを一本に加算
するものである。

このように構成された装置において、まず第１の遅延部
Ａを第５図において（１）の領域に受信フォーカスが生
じるように受信遅延時間を設定し、切換スイッチ１１を
Ａ側に切換えて超音波エコーを受波する。そしてこの受
渡の間に第２の遅延部Ｂを第６図において（２）の領域
に受信フォーカスが生じるように受信遅延時間を設定し
、切換スイッチ１１をＢ側に切換えて超音波エコーを受
波する。以下同様にこのような操作を交互に繰り返すこ
とにより、第５図において（１）乃至（１２〉の領域に
受信フォーカスを設定できるので、生体の浅部から深い
部位に至るまでほぼ連続的にフォーカスがかけられた超
音波断層像を得ることができる。

また切換スイッチ１１により第１または第２の遅延部Ａ
、Ｂのいずれかにより受信遅延時間を設定する操作を行
なった後、この側への切換えを行なうので、遅延部Ａ、
Ｂにおける切換スイッチ１２．１３の操作時に生じるス
イッチングノイズは、超音波画像に表示されなくなる。

（発明が解決しようとする課８） ところで、上述した従来の超音波診断装置では、第７図
に示すように振動子１を駆動する超音波パルスの繰り返
し間隔において、受信フォーカス領域の間隔は一定にな
っている。すなわち受信フォーカス領域の間隔を細かく
する必要のある浅い部位においては、間隔が粗すぎてし
まうことになる。また逆に受信フォーカス領域の間隔が
粗くても良い深い部位においては、間隔が細かすぎると
いう状態になっている場合が多々あった。このため特に
浅い部位では所望とする程に受信ダイナミックフォーカ
スによる効果が得られず、画質が劣化していた。

そこでこれを改善するために、受信フォーカス領域の数
を増加し受信フォーカス領域の間隔を従来よりもさらに
細かく設定する方法がある。しかしながら、この方法は
、受信遅延時間を制御するためのデータをたくさん用い
なければならなかった。このためハードウェアが厖大か
つ複雑化してしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、ハードウェアの規模を増大する
ことなく装置を簡単化し得、浅い部位から深い部位の広
い範囲に亙って良好な超音波画像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。本発明は、生体に超音波を送波し該
生体中の不連続面による反射信号などの生体情報を受信
遅延手段により超音波ビーム方向に対して複数の受信フ
ォーカス領域を設定しながら受波しこれを処理して生体
の超音波診断情報を得る超音波診断装置において、前記
受信遅延手段による複数の受信フォーカス領域の間隔を
、任意の深さにおいて細かく設定すると八に、前記複数
の受信フォーカス領域の数を全視野深度に亙って一定に
制御する制御手段を備えたものである。

第２の発明は、受信遅延手段による複数の受信フォーカ
ス領域の間隔を、視野深度が深くなるに従って粗く設定
制御する制御手段を備えた者である。

第３の発明は、受信遅延手段による複数の受信フォーカ
ス領域の間隔を、深い部位に比較して浅い部位において
細かく設定制御する制御手段を備えたものである。

第４の発明は、受信遅延手段による現数の受信フォーカ
ス領域の間隔を、選択した深さにおいて細かく設定制御
する制御手段を備えたものである。

（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
呈する。任意の深さにおいて全視野深度における受信フ
ォーカス領域の数を変えずに受信フォーカス領域の間隔
を細かく設定できるので、任意の深さにおける部位に適
切な受信ダイナミックフォーカスをかけることができ、
良好な超音波画像が得られるとともにハードウェアの増
大をきたすことなく、しかも装置を簡単化することがで
きる。

また視野深度が深くなるに従って粗くなるような設定制
御を行なえることから、浅い部位から深い部位の広い範
囲に亙って受信ダイナミックフォーカスをかけることが
でき、広い範囲に亙り、良好な超音波画像が得られる。

さらには深い部位に比較して浅い部位において細かく設
定制御１選択した深さにおいて設定制御できることから
、診断部位に応じて適切にフォーカスをかけることがで
き、良好な画像が得られる。

（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
概略ブロック図、第２図は前記実施例における受信遅延
部の具体的な構成を示す結線図、第３図は前記実施例に
より得られる超音波画像を示す図である。第１図に示す
ように超音波診断装置は、振動子１．バルサ２．送信遅
延部３を有する送信系と、プリアンプ４．受信遅延部５
を有する受信系と、Ｂモード像を得るレシーバ６、ドプ
ラ情報を得るドプラ検出部９．ＤＳＣ７をＨする処理系
と、表示部８をＨする表示系とをＩ＋？ηえて構成され
る。

本実施例が特徴とするところは、超音波ビーム方向に対
して複数の受信フォーカス領域を設定する受信遅延手段
としての受信遅延部５による複数の受信フォーカス領域
の間隔を、任意の深さにおいて細かく設定すると共に、
前記複数の受信フォーカス領域の数を全視野深度に亙っ
て一定に制御する制御手段としての制御回路１０と、こ
の制御回路１０により制御される受信遅延部５内部の受
信遅延時間制御回路１６とを備えた点にある。

また第３図に示すように超音波送信ビームは、前記制御
回路１０の受信遅延部５の制御により例えば４分割（受
信フォーカス領域■〜■）され、各々の部分では受信フ
ォーカス領域の間隔が異なるように設定された３通り（
第３図（１）乃至第３図（３））の受信フォーカスパタ
ーンを選択できるものとなっている。

すなわち第２図に示す前記受信遅延部５において、受信
遅延時間制御回路１６は前記制御回路１０から制御信号
として前記受信フォーカスパターンを選択する信号を入
力するものとなっている。

図示しない受信遅延時間制御データ発生回路は、前記受
信フォーカスパターンの選択を行なった時点で、所望の
受信フォーカスパターンを得る受信遅延時間制御データ
を発生するものとなっている。

また前記受信遅延時間制御回路１６は、第３図に示すよ
うに設定した受信フォーカスパターンにおける受信フォ
ーカス領域の間隔に従って変化する受信フォーカス領域
とスキャン方向を指示するアドレスＦＳＡ、ＦＳＢとに
より、所望の受信フォーカス領域を設定するための受信
遅延時間制御データをメモリ回路１４Ａ、１４Ｂから読
み出し、スイッチ制御信号としてスイッチ群１２に送る
ようにメモリ回路１４Ａ、１４Ｂを制御する。

なおこの受信遅延時間制御データは、選択された受信フ
ォーカスパターンが形成されかつ超音波ビーム上の受信
フォーカス領域の数が変化しないように設定されている
。

以下超音波診断装置の作用について図面を参照して説明
する。まず第１図に示すように振動子１は例えば６４個
のアレイからなり、各エレメントは送信遅延部３により
発生し、６４チヤネルのバルサ２により増幅された相異
なる遅延時間を有する６４チヤネルのパルスにより駆動
される。そうすると、振動子１の各エレメントから光な
るタイミングで超音波の波面が発生し、これらは合成さ
れ任意方向の超音波ビームとなって生体中に送波される
。また各エレメントに与えるパルスの遅延時間を変える
と、超音波ビームは第１図に示すようにセクタ状にスキ
ャンし、その領域中の生体に超音波ビームが送波される
。

そして生体中に送波された超音波ビームは、生体中の臓
器と組織との間の不連続領域などにより反射され、超音
波エコーとなって前記振動子１に受波される。さらに振
動子１の各エレメントから出力される超音波エコーは、
６４チヤネルのプリアンプ４で増幅され、受信遅延部５
により各チャネルのエコーに送信時に与えられた遅延時
間を元に戻すように設定された遅延時間が与えられ、各
チャネルの超音波エコーのタイミングが揃えられる。そ
の際、第３図に示すように受信フォーカス領域が深さ方
向に対して複数個設定されるように制御回路１０からの
制御信号を人力した受信遅延部５により受信遅延時間が
制御される。以下この受信遅延部５の動作について詳細
に説明する。

まず第３図（１）に示すように■〜■に４分割され、か
つ複数の受信フォーカス領域の間隔を、視野深度が深く
なるに従って粗く受信フォーカスパターンの選択を行な
った時点で、所望の受信フォーカスパターンを得るため
の受信遅延時間制御データは、受信遅延時間制御データ
発生回路により発生し、このデータはメモリ回路１４Ａ
。

１４Ｂに転送される。そしてこの転送が終了した時点で
、設定した受信フォーカスパターンにおける受信フォー
カス領域の間隔に従って変化する受信フォーカス領域と
スキャン方向を指示するアドレスＦＳＡ、ＦＳ、とは、
制御回路１６により発生されメモリ回路１４Ａ、１４Ｂ
に加えられる。

その結果、所望の受信フォーカス領域を設定するための
受信遅延時間制御データが、メモリ回路１４Ａ、１４Ｂ
から読み出され、このデータはスイッチ制御信号として
スイッチ１２．１３に加えられる。そしてこれにより所
望の遅延時間が決定され、超音波エコーが受信されるの
で、第３図（１）に示す■の部分における受信フォーカ
ス領域の間隔が最も細かく、順次■、■、■の部分にお
ける受信フォーカス領域の間隔が粗くなる。なお全受信
フォーカス領域の数は、第７図に示す従来の受信フォー
カス領域の数と同数となる。

その結果、浅い部位から深い部位まで、はぼ連続的にフ
ォーカスの合った状態にすることができる。これにより
受信フォーカスパターン領域の間隔が粗くても良い深い
領域において画質を損なうことなく、高分解能の要求さ
れる近距離の領域において受信フォーカス領域の間隔が
細かく設定されるので、受信ダイナミックフォーカスが
全視野深度において最適にかかり、画質を向上できる。

またこの際、受信フォーカス領域の数が増加しないので
、視野全体に亙って受信フォーカス領域の間隔を細かく
設定して同様な効果を得た場合に比較し、受信遅延時間
制御データの数が少なくて済み、ハードウェア等の増大
を押さえることができ、装置を簡単化できる。

その後各チャネルの出力は加算されて一本の受信エコー
となり、レシーバ６に入力され包絡線検波されＤＳＣ７
に人力されて走査変換され、生体内の構造を示すＢモー
ド像あるいはＭモード像として表示部８に出力される。

一方、受信エコーはドプラ検出部９にも入力され、生体
内の流動する血液により生じる血流速度に比例するドプ
ラ偏移周波数が検出され、周波数分析されてドプラ周波
数スペクトラム、平均ドプラ偏移周波数などが得られる
。それらはＤＳＣ７に入力されて走査変換され、血流情
報を示すドプラ像として表示部８に出力される。

また例えば第３図（２）においても、前述した第３図（
１）と同様に前記制御回路１６の制御により選択した深
さにおいてすなわち、受信フォーカス領域■の間隔を最
も細かく設定制御すれば、この領域に応じて良好な超音
波画像を得ることもできる。

さらには例えば第３図（３）においても、前記制御回路
１６の制御により選択した深さにおいてすなわち、受信
フォーカス領域■の間隔を最も細かく設定制御すれば、
この領域に応じて良好な超音波画像を得ることもできる
。

さらには制御回路１６により深い部位に比較して浅い部
位において、受信フォーカス頭載間隔を細かく設定制御
すれば、診断部位に応じて適切にフォーカスをかけるこ
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２系統の遅延部Ａ。

Ｂを用いたが、例えばスイッチングノイズが問題になら
ない構成であるならば、１系統であってもよい。また遅
延線はＬＣ遅延線に限ることなく、例えばディジタル回
路等により構成してもよい。

また上述した実施例では受信フォーカス領域を■〜■と
４分割したが、これに限定されることなく、その他の数
に分割しても良い。また受信フォーカス領域の間隔が粗
くなる順序も、深さに従って粗くならなくてもよい。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、任意の深さにおいて全視野深度におけ
る受信フォーカス領域の数を変えずに受信フォーカス領
域の間隔を細かく設定できるので、任意の深さにおける
部位に適切な受信ダイナミックフォーカスをかけること
ができ、良好な超音波画像が得られるとともにハードウ
ェアの増大をきたすことなく、しかも装置を簡単化する
ことができる。また視野深度が深くなるに従って粗くな
るような設定制御を行なえることから、浅い部位から深
い部位の広い範囲に亙って受信ダイナミックフォーカス
をかけることができ、広い範囲に亙り、良好な超音波画
像が得られる。さらには深い部位に比較して浅い部位に
おいて細かく設定制御　選択した深さにおいて設定制御
できることから、診断部位に応じて適切にフォーカスを
かけることができ、良好な画像が得られる超音波診断装
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
概略ブロック図、第２図は前記実施例における受信遅延
部の具体的な構成を示す結線図、第３図は前記実施例に
より得られる超音波画像を示す９図、第４図および第５
図は複数の受信フォーカスを設定する場合の超音波スキ
ャンを説明するための図、第６図は従来装置の受信遅延
部を示す図、第７図は従来例により得られた超音波画像
の表示例を示す図である。 １・・・超音波振動子、２・・・パルサ、３・・・送信
遅延部、４・・・プリアンプ、５・・・受信遅延部、６
・・・レシーバ、７・・・ＤＳＣ，８・・・表示部、９
・・・ドプラ検出部、１０・・・制御回路、１１，１２
．１３・・・切換スイッチ、１４Ａ、１４Ｂ・・・メモ
リ回路、１６・・・受信遅延時間制御回路、Ａ・・・第
１の遅延部、Ｂ・・・第２の遅延部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体に超音波を送波し該生体中の不連続面による
   反射信号などの生体情報を受信遅延手段により超音波ビ
   ーム方向に対して複数の受信フォーカス領域を設定しな
   がら受波しこれを処理して生体の超音波診断情報を得る
   超音波診断装置において、前記受信遅延手段による複数
   の受信フォーカス領域の間隔を、任意の深さにおいて細
   かく設定すると共に、前記複数の受信フォーカス領域の
   数を全視野深度に亙って一定に制御する制御手段を具備
   したことを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）受信遅延手段による複数の受信フォーカス領域の
   間隔を、視野深度が深くなるに従って粗く設定制御する
   制御手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の超
   音波診断装置。
3. （３）受信遅延手段による複数の受信フォーカス領域の
   間隔を、深い部位に比較して浅い部位において細かく設
   定制御する制御手段を具備したことを特徴とする請求項
   １記載の超音波診断装置。
4. （４）受信遅延手段による複数の受信フォーカス領域の
   間隔を、選択した深さにおいて細かく設定制御する制御
   手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の超音波
   診断装置。