JPH0341940A - 電子走査式超音波送信装置 - 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】 〔概要〕 遅延させた送信パル°スをトランスデユーサに供給して
超音波パルスを送信する電子走査式超音波送信装置に関
し、 被検体の音速の個人差に対応して、任意の音速補正テー
ブル（ＲＯＭ）を選択して音速に対応する遅延量の補正
を行い、超音波ビームを所望のＦＯＣＵＳ位置に正確に
収束させることを巨的とし、標準的な音速に対応した遅
１）１）１を予め格納した送信ディレィテーブルＲＯＭ
と、この送信ディレィテーブルＲＯＭから読み出した標
準的な音速に対応する遅延量をアドレスとし、指定した
音速に対応する補正後の遅延量を予め格納した音速補正
テーブルＲＯＭとを備え、この音速補正テーブルＲＯＭ
から読み出した補正後の遅延量を与えた送信パルスをト
ランスデユーサにそれぞれ供給し、超音波パルスを送信
するように構成する。

（産業上の利用分野〕 本発明は、遅延させた送信パルスをトランスデユーサに
供給して超音波パルスを送信する電子走査式超音波送信
装置に関するものである。超音波診断装置は、セクタ（
扇状）走査、リニア走査、単一送ｆｔのための電子走査
を行っている。このために各トランスデユーサの送信タ
イミングを相対的に遅延させ、任意の方向に超音波ビー
ムを生威し、所定の位置に焦点を結ぶことを実現してい
る。

この際、被検体の内部の音速に個人差があり、必ずしも
一定でないため、音速に対応して遅延量を補正して正確
に所定の位置に超音波ビームを集束することが望まれて
いる。

〔従来の技術〕

従来、超音波送信装置は、被検体の内部の音速を所定値
（例えば１５３０ｍ／３）として固定し、この固定値の
ときに所定の走査方向、送信周波数、ＦＯＣｔＪＳ位置
に合わせて遅延量を予め計算し、ＲＯＭなどに書き込む
、そして、送信時にこのＲｏＭから読み出した遅延量を
送信パルス発生回路などに順次設定して超音波パルスを
送信し、超音波断層像を生成するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＰＩｋ検体の内部の音速は、各個体によってバラツキが
あり、必ずしも一定とはならない、ｉｌ常は１５００ｍ
／ｓないし１５６０ｍ／ｓ位の範囲にあり、超音波のｍ
期をλとすればλ／Ｓ以下の値ならば超音波ビームを所
定の位置に焦点を結ばせるのに問題はないといわれてい
る。

しかし、例えば音速を１５３０ｍ／ｓとした時、心臓用
セクタ走査で遅延量が約６．４μｓ、腹部用リニア走査
で遅延量が約１２μｓである。これが音速１５００ｍ／
ｓ　（１０００ｍ　／　ｓ　）となると、１２８ｎｓ増
加（１２３ｎｓ減少）、２４０ｎｓ増加（２３１ｎｓ濾
少）する、いずれの場合も、上記許容量を大幅に越えて
しまい、超音波ビームを所望の位置に収束させ得ないと
いう問題があった。

本発明は、被検体の音速の個人差に対応して、任意の音
速補正テーブル（ＲＯＭ）を選択して音速に対応する遅
延量の補正を行い、超音波ビームを所望のＦＯＣＵＳ位
置に正確に収束させることを目的としている。

〔課題を解決する手段〕

第１図を参照して課題を解決する手段を説明する。

第１図において、送信ディレィテーブルＲＯＭ１は、標
準的な音速に対応した遅延量を予め格納したテーブルで
ある。

音速補正テーブルＲＯＭ２ば、送信ディレィテーブルＲ
ＯＭ１から読み出した標準的な音速の遅延量をアドレス
とし、指定した音速の補正後の遅延量を予め格納したテ
ーブルである。

送信パルス発生回路３ば、音速補正テーブルＲＯＭ２か
ら読み出した補正後の遅延量を設定し、所定の遅延量を
与えた送信パルスを送出するものである。

トランスデユーサ５は、超音波パルスを送信するもので
ある。

〔作用〕

本発明は、第１図に示すように、ホストが走査方向、Ｆ
ＯＣＵＳ位置などを送信デイスプレィテーブルＲＯＭＩ
に入力すると共に音速を音速補正テーブルＲＯＭ２に人
力し、これら送信ディレィテーブルＲＯＭＩおよび音速
補正テーブルＲＯＭ２を介した音速補正後の遅延量を送
信パルス発生回路３に入力して設定し、この送信パルス
発生回路３から送出された所定の遅延量をもつ送信パル
スをトランスデユーサ５に入力し、超音波パルスを所望
のＦＯＣＵＳ位置に収束するようにしている。

従って、被検体の音速の個人差に対応して、ホストが任
意の音速補正テーブルＲＯＭ２を選択して音速に対応す
る補正後の遅延量を設定することにより、超音波ビーム
を所望のＦＯＣｔＪＳ位置に正確に収束させることが可
能となる。

〔実施例〕

次に、第１図から第３図を用いて本発明の１実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。

第１図において、送信ディレィテーブルＲＯＭ１は、標
準的な音速Ｃ０に対応した遅延量を予め格納したテーブ
ルである。これは、第３図音速Ｃく例えば１５３０ｍ／
ｓ）のときに、超音波ビームを所望のＦＯＣＵＳ位置に
収束させるために、各トランスジューサ５−１ないし５
−ｎに供給する遅延量を予め格納したものである。

音速補正テーブルＲＯＭ２は、送信ディレィテーブルＲ
ＯＭＩから読み出した標準的な音速Ｃ１に対応する遅延
量をアドレスとし、指定した音速Ｃ１ｌ、ＣＬなどに対
応する補正後の遅延量を予め格納したテーブルである。

この音速補正後の遅延ＮＨ１ｌは、下式（１）によって
表される。

Ｈｚ　”Ｋ　（Ｃｍ／Ｃｏ）　ｘ）ｉ、　Ｈ＋　＋　Ｈ
Ｈ・（１）ここで、Ｋは定数でほぼｌの値を持つ、Ｃに
は被検体の個人差に対応してホストが指定した音速（例
えば１５００ｍ／３）を表し、Ｃ０は標準的な音速（例
えば１５３０ｍ／ｓ）を表し、Ｈ６ば標準的な音速時に
トランスジューサ５−１ないし５−ｎに与える送信パル
スの遅延量を表す。

送信パルス発生回路３は、３−１ないし３−ｎのＮ＆ｔ
ｌから構成され、音速補正テーブルＲＯＭ２から読み出
した音速補正後の遅延量をそれぞれ設定し、所望の遅延
量を与えた送信パルスをそれぞれ送出するものである。

ドライバ４ば、４−１ないし４−ｎのＮ個から構成され
、入力された送信パルスを増幅して高電圧の送信パルス
をトランスデユーサ５−１ないし５−ｎにそれぞれ供給
するものである。

トランスジューサ５は、５−１ないし５−ｎのＮ個から
構成され、遅延量の異なる送信パルスを供給して所定の
ＦＯＣＵＳ位置に超音波パルスを収束させたりするもの
である。

クロック制御回路６ば、超音波信号の周波数の２倍の周
波数のクロックを発生するものである。

２０ｎｓデイレイ７は、１つが２０ｎｓの遅延量を持っ
た遅延素子である。これは、本実施例では８個直列に接
続し、’１Ｑｎｓの整数倍（ＤＬＫＯないしＤＬＫ？）
の任意の遅延量を第２図クロック選択回路３０によって
選択し得るようにしたものである。

タイミング＋４１）１）１回路８ば、ホストからのＤＳ
（駆動タイミング）に対応して、ロードパルス、システ
ムイネーブル、エレメントカウンタなどの信号をタイミ
ングをとって供給するものである。

制御情報レジスタ９は、ホストから超音波データバスを
介して音速切換、送信波数、走査方向、送信周波数、Ｆ
ＯＣ１ＪＳ位置などを設定するレジスタである。

次に、第１図構成の動作を詳細に説明する。

（１）　　ホストが超音波データバスを介して、音速切
換、送信波数、走査方向、送信周波数、およびＦｏｃｕ
ｓ位置を制御情報レジスタ９にそれぞれ設定する。

（２）　　ホストがＤＳ（ｍ勤タイミング）をタイミン
グ制御回路８に供給する。タイミング制御回路８は、送
信遅延データを各チャネルの送信パルス発生回路３−１
ないし３−ｎにそれぞれロードするため、チャネル番号
をエレメトカウンタに設定する。送信ディレィテーブル
ＲＯＭＩは、このエレメントカウンタから通知されたチ
ャネル番号、および制御情報レジスタ９から通知された
走査方向、送信周波数、Ｆｏｃｕｓ位置をアドレスとし
て入力し、標準的な音速（例えばｔ５３０ｍ／Ｓ）にお
ける遅延量をデータとして出力し、この遅延量を音速補
正テーブルＲＯＭ２にアドレスとして入力する。

（３）次に、タイミング制御回路８ば、ロードしようと
するチャネル番号の送信パルス発生回路３−１ないし３
−ｎのうちの該当するものにロードパルスを送り、音速
補正テーブルＲＯＭ２からデータとして出力された補正
後の遅延量を設定する。

（４）以下同様に、全てのチャネル番号について、該当
する送信パルス発生回路３−１ないし３−ｎに補正後の
遅延量を設定する。

（５）全ての送信パルス発生回路３−１ないし３ｎに補
正後の遅延量の設定を完了すると、タイミング制御１回
路８ば、全てのチャネル番号の送信パルス発生回路３−
１ないし３−ｎにシステムイネーブル信号を送り、送信
遅延を開始する。各チャネル番号の送信パルス発生回路
３−１ないし３−ｎば、送信パルスに対して設定された
遅延量を与えた後に送信パルスをドライバ４−１ないし
４−ｎに入力し、高電圧の送信パルスをトランスデユー
サ５−１ないし５−ｎにそれぞれ供給して駆動する。こ
れにより、各トランスデユーサ５−１ないし５−ｎから
所定量の遅延を与えた超音波パルスが順次送信され、Ｆ
ＯＣＵＳ位置で超音波ビームを収束するようにしている
。

以上のように、ホストから通知された走査方向、送信周
波数、およびＦＯＣＬＩＳ位置をアドレスとして送信デ
ィレィテーブルＲＯＭＩに入力し、データとして出力し
た遅延量について、更にこの遅延量およびホストから通
知された音速をアドレスとして音速補正テーブルＲＯＭ
２に入力し、データとして音速補正後の遅延量を出力し
、この音速補正後の遅延量に対応して遅延を与えた送信
パルスをトランスデユーサ５−１ないし５−ｎに供給す
ることにより、被検体の個人差に対応して遅延量を補正
し、超音波ビームを所望のＦＯＣＵＳ位置に正確に収束
させることが可能となる。

第２図は、本発明に係わる送信パルス発生回路３の詳細
回路例を示す、これは、第１図音速補正テーブルＲＯＭ
２からデータとして出力した遅延量に対応する送信パル
スを生成する回路である。

第２図において、クロック選択回路３０ば、りｔｌ１７
り信号ＤＬＫＯないしＤＬＫ７　（２Ｏｎｓづつの遅延
させた信号）のうちから、音速補正テーブルＲＯＭ２か
ら入力されたデータ（ＤＬＳＯないしＤＬＳ２）によっ
て選択されたクロック信号を選択する回路である。この
クロック選択回路３０によって、音速補正テーブルＲＯ
Ｍ２から入力されたデータに対応してＺＱｎｓきざみの
精度で送信パルスの遅延量を選択する。

遅延カウンタ３１は、クロック選択回路３０によって選
択した任意の２０ｎｓきざみで遅延した送信パルスを、
音速補正テーブルＲＯＭ２から入力されたデータ（ＤＯ
ないしＤ５）によって設定した値から順次計数し、ＦＦ
になったとき（即ちＦＦ−（設定値）だけ計数したとき
）にＲＣ（キャリ）をバースト回路３２のＥＮ（イネー
ブル端子）に出力するものである。

バースト回路３２は、ＥＮ＠子にｉ！！延カウンタ３１
からのイネーブル信号を人力した後、データＷＯないし
Ｗ２によって設定した値からクロックを順次計数し、Ｆ
の値になるまで（即ちＦ−（設定値）だけ計数するまで
）、送信パルスをドライバに送出する。これにより、ド
ライバ４−１ｆｘいし４−ｎから高電圧の送信パルスを
トランスデユーサ５−１ないし５−ｎに供給して所望の
遅延量を持つ超音波パルスを送信し、超音波ビームを所
定のＦＯＣＵＳ位置に収束させることが可能となる。

第３図は、本発明に係わる音ｉ！補正説明図を示す。横
軸は、トランスデユーサ４−１ないし４−ｎの素子数ｎ
を表す、ここでばｎ＝１２８である。

縦軸は、各トランスデユーサ４−１ないし４−ｎに供給
する送信パルスの遅延量を表す、ｃｏは標準的な音速（
例えば１５３０ｍ／ｓ）の場合の遅延量を表す＊　Ｃ＋
ｔは標準的な音速よりも速い音速（例えば１５６　Ｑｍ
／ｓ）の場合に、第１図音速補正テーブルＩ？ＯＭ２に
よって音速補正した後の遅延量を表す、ＣＬは標準的な
音速よりも遅い音速（例えば１５００ｍ／ｓ）の場合に
、第１図音速補正テーブルＲＯＭ２によって音速補正し
た後の遅延量を表す。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ホストが任意の
音速補正テーブルＲＯＭ２を選択して音速に対応する遅
延量補正を設定し、音速補正を行う構成を採用している
ため、被検体の音速の個人差に対応して、音速補正を行
い、超音波ビームを所望するＦＯＣＵＳ位置に正確に収
束することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｌ実施例構成図、第２図は本発明に係
わる送信パルス発生回路、第３図は本発明に係わる音速
補正説明図を示す。 図中、ｌは送信ディレィテーブルＲＯＭ、２は音速補正
テーブル、３．３−１ないし３ｒ＋は送信パルス発生回
路、４．４−１ないし４−ｎはドライバ、５．５−１な
いし５−ｎはトランスデユーサ、７は２０ｎｓデイレイ
、８はタイミング制御回路、９は制御情報レジスタを表
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 遅延させた送信パルスをトランスデューサに供給して超
   音波パルスを送信する電子走査式超音波送信装置におい
   て、 標準的な音速に対応した遅延量を予め格納した送信ディ
   レィテーブルＲＯＭ（１）と、 この送信ディレィテーブルＲＯＭ（１）から読み出した
   標準的な音速に対応する遅延量をアドレスとし、指定し
   た音速に対応する補正後の遅延量を予め格納した音速補
   正テーブルＲＯＭ（２）とを備え、この音速補正テーブ
   ルＲＯＭ（２）から読み出した補正後の遅延量を与えた
   送信パルスをトランスデューサ（５）にそれぞれ供給し
   、超音波パルスを送信するように構成したことを特徴と
   する電子走査式超音波送信装置。