JPH0414013B2 - - Google Patents

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JPH0414013B2
JPH0414013B2 JP58026953A JP2695383A JPH0414013B2 JP H0414013 B2 JPH0414013 B2 JP H0414013B2 JP 58026953 A JP58026953 A JP 58026953A JP 2695383 A JP2695383 A JP 2695383A JP H0414013 B2 JPH0414013 B2 JP H0414013B2
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JP
Japan
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sound pressure
signal
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ultrasonic
ultrasound
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JP58026953A
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English (en)
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JPS59155242A (ja
Inventor
Juichi Muranaka
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to EP84101865A priority patent/EP0116979B1/en
Priority to AU24833/84A priority patent/AU549252B2/en
Priority to US06/582,538 priority patent/US4537199A/en
Priority to KR1019840000868A priority patent/KR860001814B1/ko
Priority to DE8484101865T priority patent/DE3469321D1/de
Publication of JPS59155242A publication Critical patent/JPS59155242A/ja
Publication of JPH0414013B2 publication Critical patent/JPH0414013B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、複数個の超音波振動子をアレイ状
に配し、一部またはすべての超音波振動子に遅延
時間を与えて送受信することにより、超音波ビー
ムの偏向を行なう超音波診断装置に関するもので
ある。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
第1図は矩形振動子の指向性を説明するための
図である。
第1図に示す矩形振動子1の遠距離音場での指
向性Rは、一般に次式のように表わされる。
R=|sin(kacosα)/kacosα・sin(kbcosβ)/k
bcosβ|……(1) (k:波数) ここで、第1図におけるxz面内だけに注目する
と次式のようになる。
Rxz=|sin(kasinγ)/kasinγ| ……(2) (γ=π/2−α) また第2図は矩形振動子から超音波を送信した場
合の指向特性を示した図である。前(2)式及び第2
図よりいえることは、矩形振動子の遠距離音場で
の指向性は、周波数を一定とすると開口幅が広い
ほど、また開口幅を一定とすると、周波数が高い
ほど指向性は鋭くなるということである。この作
用によつて、矩形振動子をアレイ状に配列してあ
る遅延時間を与えて偏向させた場合、その中心軸
上の音圧は、偏向しなかつた場合に比べて低下
し、その傾向もまた前述同様周波数が高いほど、
また開口幅が広いほど鋭くなる。
近年、超音波診断装置は距離分解能、及び方位
分解能を向上させるために、より高い周波数に注
目するようになつてきた。一般的には、振動子の
製造上の問題等もあり、受信波にフイルターをか
け、高域成分を取り出す方法が行なわれている。
しかし、被検体内に減衰によつて深い所での送信
波のスペクトラムの中心周波数は、低い方に移動
する。よつて、フイルター出力のスペクトラムの
中心周波数も第3図で示すように被検体内の深さ
が深いところほど低くなるようにし、同時に音圧
も被検体内の深さが深いところほど低下するた
め、従来被検体の深さに応じて感度を変化させる
方法、すなわちSTC回路によつて音圧補正がな
されていた。
しかし音圧の低下は、被検体内の深い所での減
衰のみではなく、従来周波数が低くかつたため特
に考慮する必要がなかつた超音波ビームの偏向に
伴なう振動子の指向特性によつて起る音圧の低下
が、周波数を高くすることに伴い無視できなくな
つた。すなわち各偏向角における被検体の深さと
中心軸上の意圧との関係とを示した第4図から明
らかなように被検体の浅いところで、しかも偏向
角が大きい場合ほど音圧の低下が激しい。例えば
この状態でBモード像をT.Vモニターに写し出し
た場合、被検体の浅い所で大きく偏向したときほ
ど像が暗くなるという現像が生じる。
〔発明の目的〕
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので高
い周波数を用いて超音波ビームを偏向した時でも
鮮明なモニター像が得られ、距離分解能、方位分
解能の優れた超音波診断装置を提供することを目
的とする。
〔発明の概要〕
前記目的を達成するための本発明の概要は受信
した超音波に対して被検体の深さに応じた音圧補
正と共に超音波ビームの偏向角に応じた音圧補正
を行なう音圧補正手段を有することを特徴とする
ものである。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
第5図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。
同図において、2で示すのは送受信コントロー
ラである。送受信コントローラ2は、レート
(rate)信号を発生している。3で示すのは、送
信遅延部であり、偏向及び集束のための位相制御
を行ない、トランスデユーサー4に配列された複
数の超音波振動子(図示せず)を駆動するための
パルス信号を発生している。トランスデユーサー
4に配列された図示しない複数の超音波振動子
は、被検体(以下、生体ともいう)に超音波を送
信し、また被検体において反射した超音波を受信
し、さらに受信した超音波をエコー信号として電
気信号に変換する。5で示すのは、受信遅延部で
あり、前記エコー信号を偏向及び集束のための位
相制御を行ない、さらに加算することにより一信
号に変換する。6′で示すのは、フイルターコン
トローラであり、バンドパスフイルター6のフイ
ルタ定数を変化させる働きをする。バンドパスフ
イルター6は、前記エコー信号の周波数成分中、
生体の深さに応じて許容される範囲の周波数成分
を取り出す。7で示すのは、logアンプであり、
ダイナミツクレンジを広げるために、log圧縮を
行なう。8で示すのは、検波部であり、エコー信
号を全波整流してその包絡線を取り出す。9で示
すのは、STC(Sensitivety Controll)部であり、
生体の深さに応じた音圧補正と超音波ビームの偏
向角に応じた音圧補正とを行なう音圧補正手段で
ある。10で示すのは、DSC(Digital Scan
Converter)部であり、STC部9から送られたエ
コー信号をビデオ信号として処理する。11で示
すのは、モニターであり、DSC部からのビデオ
信号に基づいて画像表示する。
次に以上構成の作用について述べる。
送受信コントローラ2で発生したrate信号は、
送信遅延部3、受信遅延部5、フイルターコント
ローラー6′、STC部9及びDSC部10にそれぞ
れの制御信号として入力する。送信遅延部3は、
前記rate信号を基に偏向及び集束のための位相制
御を行ない、トランスデユーサー4に配列された
複数の超音波振動子を駆動するためのパルス信号
を発生する。トランスデユーサー4は、前記送信
遅延部3からのパルス信号により、各超音波振動
子を振動させ生体に対して超音波を送信し、さら
に生体において反射した超音波を受信し、複数の
エコー信号として受信遅延部5に送る。受信遅延
部5は、前記複数のエコー信号を、送受信コント
ローラー2からのrate信号に基づいて位相制御し
た後、加算することにより、一つのエコー信号に
変換し、次段のバンドパスフイルター6に送る。
バンドパスフイルター6は、受信遅延部5から送
られてくるエコー信号の信号成分中から、生体の
各深さに応じて許容される最も高い周波数域を取
り出す。これは、前述のように、超音波診断装置
の距離分解能及び方位分解能の向上から、超音波
の周波数はできるだけ高い方が有利なことと、周
波数の高域成分は、生体の深い所での減衰が多い
ことを考慮したためであり、バンドパスフイルタ
ー6のフイルター定数は、送受信コントローラ2
からのrate信号に基づいたフイルターコントロー
ラ6′からの制御信号により制御される。バンド
パスフイルター6を通過したエコー信号は、次に
logアンプ7でlog圧縮が行なわれ、さらに検波部
8において全波整流された後、STC部9に入力
する。STC部9は送受信コントローラー2から
のrate信号に基づいて生体の深さに応じた音圧補
正と、超音波ビームの偏向角に応じた音圧補正と
を行なう。すなわち、生体の深いところからのエ
コー信号に対して感度を上げるように働くととも
に、超音波ビームの偏向角が大きい場合には、生
体の浅いところからのエコー信号に対して感度を
上げるように働くのである。次にSTC部9にお
いて音圧補正が行なわれたエコー信号はDSC部
において、送受信コントローラ2からのrate信号
に基づいたビデオ処理がなされた後、モニター1
1に画像表示される。このモニター11の画像
は、前述したようにSTC部9において超音波ビ
ームの偏向角に応じた音圧補正がなされているた
めに、偏向角の大きい場合においても、生体の浅
いところで画像が暗くなるという現象は生じな
い。
また本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形例を包
含することはいうまでもない。その一例として次
に掲げる。
第6図は、本発明の他の実施例における主要部
を示すブロツク図である。同図は第5図の破線で
囲まれる部分12に対応する部分を示すものであ
り、第5図の場合と異なるのは、その内部に
STC部14を組み込んだところである。従つて、
この場合は、第5図において検波部8とDSC部
10との間に挿入されたSTC部9を省くことが
できる。また、第6図において第5図と同一の機
能を有するブロツクには同一番号を付してその機
能の詳細な説明は省略することとする。
第6図において1−a〜1−xで示すのは、ト
ランスデユーサー4′に配列されている複数の超
音波振動子であり、生体に対して超音波を送信
し、また生体において反射した超音波を受信する
働きをする。13−a〜13−xで示すのはプリ
アンプであり、超音波振動子1−a〜1−xにお
いて受信されたエコー信号を増幅すると共に、
STC部14からの補正信号により、それぞれの
増幅器の増幅度が変化する。STC部14は、送
受信コントローラー2からのrate信号に基づいて
生体の深さに応じた音圧補正及び超音波ビームの
偏向角に応じた音圧補正を行なうための補正信号
を発生する。この補正信号は、前記増幅器13−
a〜13−xのそれぞれに入力する。また15で
示されるのは、遅延回路であり、送受信コントロ
ーラー2からのrate信号に基づいてプリアンプ1
3−a〜13−xから送られるエコー信号を入力
して偏向及び集束のための位相制御を行なう。1
6で示すのは、加算器であり、遅延回路15より
送られる複数のエコー信号を加算することによ
り、一つのエコー信号に変換する。また加算器1
6の出力はバンドパスフイルター6に送られる。
バンドパスフイルター6以後は、第5図に示すブ
ロツク構成と同様(ただしSTC部9は省略)な
ので説明は省略する。
次に以上構成の作用について説明する。
第6図において送信遅延部3からのパルス信号
により、超音波振動子1−a〜1−xが振動し、
生体に対し超音波が送信される。そして生体にお
いて反射した超音波は、超音波振動子1−a〜1
−xで受信されエコー信号としてプリアンプ13
−a〜13−xにそれぞれ入力する。一方プリア
ンプ13−a〜13−xの増幅度は、送受信コン
トローラ2からのrate信号に基づいてSTC部14
において発生する補正信号により変化するため、
この段階でエコー信号の音圧補正がなされる。す
なわち、STC部14において、送受信コントロ
ーラ2からのrate信号を基に、生体の深さに応じ
た音圧補正及び超音波ビームの偏向角に応じた音
圧補正のための補正信号を発生させ、この補正信
号によつて、各プリアンプ13−a〜13−xの
それぞれの増幅度を制御するのである。音圧補正
されたエコー信号は次に遅延回路15において、
偏向及び集束のための位相制御がなされ、さら
に、加算器16において加算され一信号に変換さ
れた後、バンドパスフイルターに送られる。バン
ドパスフイルター6以後の作用については、第5
図の場合と同様であるので省略する。以上説明し
たように、STC部14において発生する補正信
号により、各プリアンプ13−a〜13−xの増
幅度を制御するようにしても生体の深さに応じた
音圧補正を行なうとともに超音波ビームの偏向角
に応じた音圧補正を行なうことができるため、前
記実施例同様、超音波ビームの偏向角が大きい場
合においても生体の浅いところでモニター11の
画像が暗くなるという現象は生じない。
尚、前記第6図の説明では第5図における
DSC部10の前段に挿入されるべきSTC部9を
省略したが、STC部14には超音波ビームの偏
向角に応じた音圧補正機能のみを持たせ、生体の
深さに応じた音圧補正機能のみを持つSTC部を
DSC部10の前段に挿入して、両者を振り分け
るような構成としてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、超音波診
断装置における超音波周波数を高くしても超音波
ビームの偏向角によりモニター像が影響されない
ため、鮮明なモニター像が得られ、距離分解能、
方位分解能の優れた超音波診断装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は矩形振動子の指向性を説明するための
図、第2図は矩形振動子から超音波を送信した場
合の指向特性を示した図、第3図は被検体内各距
離におけるフイルター出力のスペクトラムの中心
周波数を示した図、第4図は第3図より求めた各
偏向角における被検体内の深さと中心軸上の音圧
の関係とを示した図、第5図は本発明の第1実施
例を示したブロツク図、第6図は本発明の他の実
施例を示したブロツク図である。 1…矩形振動子、1−a〜1−x…超音波振動
子、2…送受信コントローラ、3…送信遅延部、
4,4′…トランスデユーサー(アレイ振動子
群)、5,5′…受信遅延部、6…バンドパスフイ
ルター、7…logアンプ、8…検波部、9,14
…STC部、10…DSC部、11…モニター、1
3−a〜13−x…プリアンプ、15…遅延回
路、16…加算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数の超音波振動子をアレイ状に配列し、一
    部またはすべての超音波振動子に遅延時間を与え
    送受信することにより超音波ビームの偏向を行な
    う超音波診断装置において、受信した超音波に対
    して被検体の深さに応じた第1の音圧補正を行な
    うと共に超音波ビームの偏向角が大きくなるほど
    浅部の音圧補正量を大きくする第2の音圧補正を
    行なう音圧補正手段を備えたことを特徴とする超
    音波診断装置。
JP2695383A 1983-02-22 1983-02-22 超音波診断装置 Granted JPS59155242A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2695383A JPS59155242A (ja) 1983-02-22 1983-02-22 超音波診断装置
EP84101865A EP0116979B1 (en) 1983-02-22 1984-02-22 Ultrasonic diagnostic apparatus
AU24833/84A AU549252B2 (en) 1983-02-22 1984-02-22 Ultrasonic diagnostic apparatus
US06/582,538 US4537199A (en) 1983-02-22 1984-02-22 Ultrasonic diagnostic apparatus
KR1019840000868A KR860001814B1 (ko) 1983-02-22 1984-02-22 초음파 진단 장치
DE8484101865T DE3469321D1 (en) 1983-02-22 1984-02-22 Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPS59155242A JPS59155242A (ja) 1984-09-04
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JPS59155242A (ja) 1984-09-04

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