JPH0382455A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は医療等に用いる超音波診断装置に関する。

（口〉従来の技術 従来、超音波診断装置においては、所定の走査方向に配
列した超音波振動子に順次励振パルスを与え、被検体内
で反射した超音波により振動子に生じる信号を取り込ん
で表示することにより超音波画像を得ている。

第３図はこのような従来の超音波診断装置の構成例を示
し、発振器ｌ−からスイッチＳＷｉを介して超音波振動
子Ｓｔに所定周波数の励振パルスを与え、被検体内で反
射した超音波により振動子に生じる信号をスイッチＳＷ
ｏ、波形整形回路３、Ａ／Ｄ変換器６を介してＣＰ　ｔ
Ｊ　７からメモリ８へ取込みブラウン管９に画像として
表示する。

超音波振動子Ｓｉ　（ｉ＝ｌ〜ｎ）は圧電材料の両面に
電極を設けて構成され、第４図に示すように所定の走査
方向に配列されており、被検体１゜の表面に接触してい
る。各超音波振動子Ｓｉからの超音波は対応する走査線
ｕｉ（ｉ＝ｌ〜ｎ）に沿って進行し、被検体内の組織で
反射した超音波は、逆方向に戻って振動子Ｓｉに達し、
電圧信号を生じる。

発振器１″は所定の間隔Ｔで励振パルスＰを発生し、ス
イッチ５Ｗｉ（ｉ＝１〜ｎ）はこれに同期して順次ＯＮ
となるよう走査され、振動子５ｉ（ｉ＝１〜ｎ〉が順次
励振される。また被検体内で反射した超音波により振動
子Ｓｉ　（ｉ＝１〜ｎ）に生じた信号は順次スイッチＳ
ＷｉからスイッチＳＷｏを介して波形整形回路３に入力
される。

スイッチＳＷｏは励振パルスＰの発生している時刻の前
後の短い時間だけＯＦＦとなって励振パルスＰが直接波
形整形回路３に入力されるのを防止する。Ａ／Ｄ変換器
６は波形整形回路３からの信号を時間Ｔに比較して十分
短い時間間隔で繰返しサンプリングする。従って走査線
上の各位置での反射波の強さ（被検体内の深さ方向の情
報）がサンプリング時刻に対応して得られ、振動子Ｓｉ
を順次励振することにより被検体内の２次元画像（断層
像）が得られる。

以上のような第３図の超音波診断装置の構成では、超音
波が到達しにくい被検体深部からの信号が弱くなり、画
像は被検体浅部が明るく、深部は暗くなる。このような
欠点を改良するため、波形整形回路３を例えばログアン
プとして信号の強弱の差を圧縮しているが充分ではない
。

第２図の構成の超音波診断装置はこの欠点を解決するも
ので、広い周波数帯域幅の励振パルスを与える発振器１
を用い、振動子に生じる信号を周波数フィルター回路２
を介して取込むようにしている。この周波数フィルター
回路２の通過特性は周波数設定回路５−によって制御さ
れており、各々の励振パルス発信後時間とともに高周波
から低周波に変わり、被検体浅部からの信号に対しては
高周波数、被検体深部からの信号に対しては低周波数を
通すようにしている。すなわち、超音波像は周波数が高
い程分解能が向上し、低い程透過力が（従って感度が）
良くなるから、深さに応じた周波数を選択できるように
したものである。

（ハ）解決すべき課題 第２図の超音波診断装置では超音波信号の被検体深さに
よる減弱はある程度解消できるが、超音波信号の減弱は
単に被検体深さだけでなく、反射波の発生位置までに発
信波が透過した組織にも依存する０例えば胆石等があれ
ばそこで大部分の超音波が反射され、その後方（深部〉
に影（シャドウ〉が発生する。このような超音波信号の
減弱は被検体側々で異なるから、従来の装置構成では解
決できない。

（ニ）課題を解決するための手段 以上の問題を解決するため、本発明においては周波数フ
ィルター回路を介して前記振動子がらの信号を取込み表
示するとともに、振動子からの信号の積算値に応じて前
記フィルター回路の通過特性を設定する周波数設定回路
を設けた。

（ホ）作用 反射の大きい組織の深部は振動子からの信号の積算値が
大きくなる。このような場合に周波数設定回路は周波数
フィルター回路の通過周波数を低く設定し、超音波信号
の減弱を補償する。

（へ〉実施例 第１図は本発明の一実施例を示す構成図（ブロック図）
である０本図において、１，２，３．６．７，８．９は
第２図同様、夫々発信器、周波数フィルター回路（アク
ティブフィルター）、波形整形回路、Ａ／Ｄ変換器、Ｃ
ＰＵ、メモリ、ブラウン管である。Ｓｉは圧電材料がら
成る超音波振動子である０発信器１は所定の時間間隔Ｔ
毎の時刻Ｔｉに所定の周波数帯域幅の励振パルスＰ（例
えば短い方形波〉を発信し、スイッチＳＷｉを介して順
次超音波振動子Ｓｔを励起する。（スイッチの開閉動作
は従来同様であり、ＣＰＵ７により制御されている。） 被検体内で反射した超音波による振動子Ｓｉからの信号
は、スイッチＳＷｉ及びスイッチＳ　Ｗ　。

を経てフィルター回路２に入力される。フィルター回路
２を透過した信号は波形整形回路３に入力され、波形整
形回路３の出力はＡ／Ｄ変換器６、ＣＰＵ７、メモリ８
、ブラウン管９で構成された信号処理部に取込んで表示
される６以上で一本の走査線に対応する信号処理が終了
し、その後スイッチＳＷｉがＯＦＦ、スイッチＳＷｉ＋
１がＯＮとなりなり、時刻Ｔｉ＋１に次の励振パルスＰ
が発信され、超音波振動子Ｓｉ＋１に励振パルスが与え
られ、以後同様にして超音波走査が実行される。（超音
波振動子Ｓｉの配列は第４図と同様である。） 被検体内で反射した超音波により振動子５Ｌ（ｉ＝１〜
ｎ）に生じた信号は順次スイッチＳＷｉからスイッチＳ
Ｗｏを介して周波数フィルター回路２に入力される０周
波数フィルター回路の通過特性は周波数設定回路５によ
って設定され、周波数設定回路５は積分回路４の出力が
入力される。

積分回路４は励振パルスＰが発信される毎にリセットさ
れて周波数フィルター回路２及び波形整形回路３を通っ
た反射波信号を積分し、周波数設定回路５はその積分値
を受けて積分値に反比例する周波数の信号成分がフィル
ター回路２を透過するようにその特性を制御する。

本実施例の装置ではこのようにして反射の大きい組織の
深部からの信号に対する周波数フィルター回路の通過周
波数を低く設定し、超音波信号の反射による減弱を補償
する。なお本実施例の装置では励振パルスＰが発信され
る毎にリセットされる積分回路の出力電圧に反比例する
周波数の信号成分がフィルター回路２を透過するように
制御しているが、積分回路の出力にランプ波（時間に比
例して値が大きくなり、励振パルスＰが発信される毎に
零に戻る波形）を加算した値に反比例して透過周波数を
設定する等の変形例が可能である。

また本実施例では信号処理部にＣＰＵを用いたが、処理
速度等の関係でＣＰＵを用いずにＡ／Ｄ変換器から画像
メモリに直接書込む場合が多い。

（ト）効果 本発明によると反射波の発生位置までに発信波が透過し
た組織に依存する超音波信号の減弱を補償することがで
き、従来識別不可能であった病変を発見すること等、優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図及び第
３図は従来の技術を説明するための図であり、第１図は
超音波振動子の配列と被検体の関係を示す図である。 １．１　・・・・・・発信器　　７・・・・・・ＣＰＵ
２・・・・・・周波数フィルター回路 ３・・・・・・波形整形回路　　４・曲・積分回路５．
５−・・・・・・周波数設定回路 ６・・・・・・Ａ／Ｄ変換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波振動子と、この超音波振動子に所定の周波
   数帯域幅の励振パルスを与える発振器と、被検体内で反
   射した超音波による前記振動子からの信号を取込み表示
   する信号処理部とを有する超音波診断装置において、 通過特性可変の周波数フィルター回路と、被検体からの
   信号の積算値に応じて前記フィルター回路の通過特性を
   設定する周波数設定回路とを備え、このフィルター回路
   を介して前記被検体からの信号を取込み表示するように
   構成したことを特徴とする超音波診断装置。