JPH0399652A - 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、超音波探触子から被検体に対して超音波を送
受波し、これにより生体の断層像を得る超音波診断装置
に関する。

（従来の技術） 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
診断ができる利点を有している。最近の超音波診断装置
における超音波探触子は、配列形（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
の超音波を生体内に送波する。そしてこの生体内から前
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。

第７図は従来のこの種の電子走査型超音波診断装置の一
例を示す概略構成図である。同図において、まずパルス
発生器２Ａから生体内に送波される超音波パルスの間隔
を決定する繰り返しパルスが、送信遅延回路２Ｂに出力
される。この繰り返しパルスは送信遅延回路２Ｂにより
送信超音波の送波方向と収束点から決定される所定の遅
延時間が与えられた後、振動子駆動回路（ノクルサ）２
Ｃに送られ駆動パルスが形成される。この駆動ノくルス
は、超音波探触子コ−を駆動すると、発生した超音波は
図示しない生体内に送波される。

一方、生体内から反射された超音波ビームは、前記超音
波探触子１により受信され、さらにプリアンプ３Ａに送
られる。

さらに第８図に示すような受波ダイナミックフォーカス
法を受信遅延回路３Ｂ１．３Ｂ２　（以下ＲＤＬ３Ｂ１
．３Ｂ２という。）に採用している。

すなわちコントローラ５からスイッチ３Ｃに切換信号Ｓ
１が入力すると、この切換信号Ｓ１によりスイッチ３Ｃ
はＲＤＬ３Ｂ１．３Ｂ２を選択する。

そうすると、ＲＤＬ３Ｂ１．３Ｂ２がそれぞれ有する遅
延パターンにより受信フォーカス点Ｆ１及びＦ３を生じ
させながら、エコー信号はＢモード処理系４内のエコー
フィルタ４Ａに入力する。そしてＢモード処理系４にお
いては、エコーフィルタ４Ａにより第９図に示すように
所定の帯域ＢＷのみの周波数成分が抽出され、包絡線検
波回路４Ｂによりエコー信号の包絡線が検出されてＢモ
ード像データが得られる。さらにエコー信号はＤＳＣ（
ディジタル・スキャン・コンバータ）６Ａに記憶される
。

かくしてＤＳＣ６Ａから読み出されたＢモード像データ
は、受信フォーカスＦ１乃至Ｆ３を生じたものであるか
ら、近距離から遠距離まで全ての領域にわたって分解能
の良い画像がＴＶモニニラＢに得られる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した超音波診断装置にあっては、次のように問題が
ある。前記ＲＤＬ３Ｂ１．３Ｂ２とを切り換えるスイッ
チ３Ｃに入力する切換信号ｓ１の切換に要する時間は、
（例えば第９図に示すＲＤＬ３Ｂ１からＲＤＬ３Ｂ２へ
の切換に要する時間ｔｌ）非常に短くなっており、この
切換はエコー信号の中心周波数やエコーフィルタ４Ａの
帯域周波数とは関係なく、超高速で行なわれていた。こ
こで第９図に示すように例えばＲＤＬ３Ｂ１とＲＤＬ３
Ｂ２との位相差がフォーカス条件により約９０度である
とし、エコー信号の中心周波数ｆ。より高い周波数で（
切換に要する時間ｔ１に対応した周波数）ＲＤＬ３Ｂ１
からＲＤＬ３Ｂ２に切換わるものとする。また第１０図
に示すようにエコーフィルタ４Ａの帯域周波数よりエコ
ー信号ｆ。は低い周波数であるものとする。

このような場合には、切換に要する時間ｔ１に対応した
周波数がＲＤＬ３Ｂ１またはＲＤＬ３Ｂ２からのエコー
信号の周波数ｆＯよりも非常に高いことから、スイッチ
出力はＲＤＬ３Ｂ１のエコー信号が切換時間ｔ１中に急
激に零に落ち込み、迅速にＲＤＬ３Ｂ２のエコー信号と
なる。またこのときスイッチ３Ｃの切換信号ｓ１もエコ
ー信号に漏れ、切換ノイズとなる。

このため、エコーフィルタ４Ａの帯域周波数より低い周
波数成分を有するエコー信号がエコーフィルタ４Ａに抽
出されなくとも、発生した切換ノイズは高い周波数成分
を有することから、エコーフィルタ４Ａにより斜線部分
で示すノイズが出力されてしまう。このためＴＶモニニ
ラＢに表示されるＢモード像にノイズとして現れ、画像
のＳ／Ｎが劣化しまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、複数の受信遅延回路の切換時に
発生するノイズを低減して、画像のＳ／Ｎを向上する超
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、超音波探触子から被検体
に対して超音波を送波し該被検体からの超音波を複数の
受信遅延手段を切換手段で切換えることにより複数の受
信フォーカスを生じさせて受波し、得られるエコー信号
からフィルタで所望周波数を抽出し断層像を得る超音波
診断装置において、前記切換手段を動作する切換信号の
切換に要する時間に対応する周波数を前記エコ信号の中
心周波数より低くかつ前記フィルタの帯域周波数より低
くするように前記切換に要する時間を所定時間遅延する
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。切換信号の切換に要する時間を所定時間遅延し
切換に要する時間に対応する周波数をエコー信号の中心
周波数よりも低くしたので、切換期間中における切換エ
コー信号はゆるやかに変化する。また切換に要する時間
に対応する周波数がフィルタの帯域周波数よりも低いの
で、切換時に生じるノイズは、フィルタに抽出されなく
なる。これにより画像のＳ／Ｎ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
概略ブロック図、第２図は前記装置におけるスイッチ及
び切換信号発生回路の具体的な例を示す構成図、第３図
は前記スイッチを切換えるための切換信号ｓ２．ｓ３を
示すタイミング図、第４図は切換の作用を説明するため
の概略図である。なお第７図に示す部分と同一部分は同
一符号を付しその詳細は省略する。第１図において、超
音波診断装置は、超音波探触子］から図示しない被検体
に対して超音波を送波し、該被検体からの超音波を２つ
の受信フォーカスを生じさせて受波するようにスイッチ
３Ｃにより切換えられる２つのＲＤＬ３Ｂ１．３Ｂ２が
設けられている。

制御手段としてのコントローラ５ａは、切換信号ｓ２の
ＲＤＬ３Ｂ１とＲＤＬ３Ｂ２との切換に要する時間を所
定時間ｔ２だけ遅延し、切換に要する時間に対応する周
波数をエコー信号ｅｌ。

ｅ２の中心周波数より低くかつ前記エコーフィルタ４Ａ
の帯域周波数より低くするようにしており、この切換信
号Ｓ２を切換信号発生回路５ｂに与えている。

前記スイッチ３Ｃは、第２図に示すようにゲート入力で
内部抵抗が任意に可変することによりスイッチ素子とし
て機能する２つのＭＯＳ−ＦＥＴＱＩ、Ｑ２からなる。

また切換信号発生回路５ｂは、反転増幅回路２０からな
り、前記コントローラ５ａから入力する切換信号Ｓ２を
反転増幅回路２０により反転し切換信号Ｓ３を発生して
いる。また切換信号発生回路５ｂは、スイ・ソチ３Ｃの
ＭＯＳ−ＦＥＴＱＩのゲートＧ１に切換信号ｓ２を出力
し、反転増幅器２０から切換信号ｓ３をＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｑ２のゲートＧ２に出力している。

以下図面を参照して実施例の作用について説明する。ま
ずバルサ２Ｃを用いて超音波探触子１を駆動し、所定の
方向に超音波ビームを送信する。

また受信時には、図示しない生体からの反射超音波を超
音波探触子１及びプリアンプ３Ａを介してＲＤＬ３Ｂ１
．３Ｂ２を切換えて２つの受信フォーカスを生じながら
受信する。すなわちこのＲＤＬ３Ｂ１．３Ｂ２の切換は
次のように行なわれる。コントローラ５ａから所定時間
ｔ２だけ遅延した切換信号Ｓ２が切換信号発生回路５ｂ
に入力すると、この切換信号Ｓ２を反転増幅回路２０で
反転して切換信号Ｓ３を得る。そして切換信号ｓ２．ｓ
３はそれぞれＭＯＳ−ＦＥＴＱＩ、Ｑ２のゲートＧｌ、
Ｇ２に入力すると、切換に要する時間ｔ２及びこの前後
では、第４図（ａ）〜（ｄ）に示すようにＭＯＳ−ＦＥ
ＴＱＩ　（ここではＭＯＳ−ＦＥＴＱＩの内部抵抗の変
化はＯΩ〜１００にΩとする。）の内部抵抗は０Ω〜１
００にΩに変化し、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２の内部抵抗は１
００にΩ〜０Ωに変化する。このようなＭＯＳ−ＦＥＴ
ＱＩ、Ｑ２の内部抵抗の変化により第４図（ｅ）〜（ｈ
）の太い実線で示すように比較的ゆるかやな切換エコー
信号ｅ３が得られる。

すなわち切換に要する時間が所定時間ｔ２だけ遅延され
ることにより、比較的ゆるかやな切換エコー信号ｅ３が
得られるので、第５図に示すように急激な位相ずれによ
る高い周波数成分が大幅に減衰する。また切換エコー信
号ｅ３の周波数はエコー信号ｅｌ、ｅ２の中心周波数よ
り低く、しかもエコーフィルタ４Ａの帯域周波数よりも
低い周波数であるので、エコーフィルタ４Ａから切換エ
コー信号ｅ３により生じる切換ノイズは包絡線検　０ 波回路４Ｂ以降に出力されなくなる。

したがって、ＴＶモニニラＢにＢモード像が表示される
際、切換ノイズは現れなくなるので、画像のＳ／Ｎを向
上できる。

次に第６図は本発明の第２の実施例のスイッチを示す概
略構成図である。このスイッチは、端子ａ、ｂにそれぞ
れ接続される乗算器２１．２２と、この乗算器２１．２
２からの出力を加算する加算器２３で構成される。なお
切換信号ｓ２が乗算器２２に入力し、反転増幅回路２０
の出力端子から切換信号ｓ３が乗算器２１に入力してい
る。乗算器２１．２２の係数を適度に調整すれば、加算
器２３により乗算器２１．２２出力が加算され、乗算器
２１と乗算器２２との切換期間中ゆるやがな切換エコー
信号が得られるので、前記第１の実施例と同様な効果が
得られる。

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
。上述した実施例においては、スイッチとしてＭＯＳ−
ＦＥＴや乗算器及び加算器の組み合わせを説明したが、
これに限定されるものでは１ なく、その他のスイッチであっても良い。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、切換信号の切換に要する時間を所定時
間遅延し切換に要する時間に対応する周波数をエコー信
号の中心周波数よりも低くしたので、切換期間中におけ
る切換エコー信号はゆるやかに変化する。また切換に要
する時間に対応する周波数がフィルタの帯域周波数より
も低いので、切換時に生じるノイズは、フィルタに抽出
されなくなる。これにより画像のＳ／Ｎを向上できる超
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図は前記装置におけるスイッチ及
び切換信号発生回路の具体的な例を示す構成図、第３図
は前記スイッチを切換えるための切換信号を示すタイミ
ング図、第４図は切換の作用を説明するための概略図、
第５図は本２ 発明における切換信号の周波数特性を示す図、第６図は
本発明の第２の実施例を示す概略図、第７図は従来の超
音波診断装置の一例を示す概略ブロック図、第８図は受
波ダイナミックフォーカス法を示す概略図、楽９図は切
換ノイズの発生を説明するための図、第１０図はエコー
フィルタの帯域周波数に対してエコー信号の周波数が低
い場合を示す概略図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送信系、２人・・・パ
ルス発生器、２Ｂ・・・送信遅延回路、２ｃ・・・パル
サ、３Ａ・・・プリアンプ、３Ｂ１．３Ｂ２・・・ＲＤ
Ｌ（受信遅延回路）　　４Ａ・・・エコーフィルタ、４
Ｂ・・・包路線検波回路、　５，５ａ・・・コントロー
ラ、５ｂ・・・切換信号発生回路、６Ａ・・・ＤＳＣ。 ６　Ｂ−Ｔ　Ｖ　モニ９、Ｑｌ、Ｑ２−ＭＯＳ−ＦＥＴ
。 ２０・・・反転増幅回路、２１　＋’　２２・・・乗算
器、２３・・・加算器、８１〜ｓ３・・・切換信号。

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を送波し該被検
   体からの超音波を複数の受信遅延手段を切換手段で切換
   えることにより複数の受信フォーカスを生じさせて受波
   し、得られるエコー信号からフィルタで所望周波数を抽
   出し断層像を得る超音波診断装置において、前記切換手
   段を動作する切換信号の切換に要する時間に対応する周
   波数を前記エコー信号の中心周波数より低くかつ前記フ
   ィルタの帯域周波数より低くするように前記切換に要す
   る時間を所定時間遅延する制御手段を備えたことを特徴
   とする超音波診断装置。