JPH04183452A - 電子走査型超音波探触子の駆動方法及び超音波診断装置 - 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】 〔概　要〕 電子走査型超音波探触子内の超音波ビーム生成非振動子
群の位置を順次に変位させて駆動する場合の変位位置に
応じた駆動を行なう超音波診断装置に関し、 空間的画質の低下を防ぎつつ、時間的画質を向上させる
ことを目的とし、 電子走査型超音波探触子内の超音波ビーム生成用振動子
群の範囲を指定し、指定された範囲内とその範囲外とで
異なる割合の間隔で走査線番号を発生させ、発生された
走査線番号対応の超音波ビーム生成用振動子群内の各超
音波ビーム生成要振動子を同時に駆動するようにして構
成される方法の発明と、電子走査型超音波探触子内の超
音波ビーム生成用振動子群内の各振動子を同時に駆動す
るための走査線番号を発生させる超音波診断装置におい
て、境界指定回路と、走査線番号発生回路と、第１の走
査線番号発生制御回路と、第２の走査線番号発生制御回
路とを設けて構成される物の発明とが開示される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子走査型超音波探触子内の超音波ビーム生
成用振動子群の位置を順次に変位させて駆動する場合の
変位位置に応じた駆動を行なう超音波診断装置に関する
。

超音波診断装置には、電子走査型超音波探触子を用いて
いる。その電子走査型超音波探触子は、超音波ビームを
順次に変位させて生成することにある。その順次に変位
される超音波ビームによって、被診断対象物の被診断対
象断面は走査される。

その走査により、走査断面での被診断対象物二次元画像
が得られ、その被診断対象物二次元画像を当該被診断対
象物の診断に供する。良質の被診断対象物二次元画像を
得るには、超音波ビームの走査を最適に行なう必要があ
る。

〔従来の技術〕

従来の超音波診断装置における走査方式とじては、リニ
アスキャン方式と、コンベックススキャン方式とがある
。いずれの走査方式においても、第５図に示すように、
電子走査型超音波探触子の一列に配列された超音波ビー
ム生成用振動子をその走査開始端１００から走査終了端
１０２まで一定の走査間隔で、即ち所定数の超音波ビー
ム生成用振動子〔以下、単に振動子とも言う。）から成
る駆動対象振動子群を１つの振動子ずつずらせて、順次
に駆動して行く走査方式を採用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような走査方式で一列に配列された振動子を駆動
した場合、その走査終了端１０２に近づくとき次第に同
時に駆動される振動子が１つずつ減って行く。そのよう
な駆動される振動子数の少ない駆動対象振動子群におい
ても、その走査間隔は一定に保たれているとは言うもの
の、それら各振動子群において生成される超音波ビーム
のビーム幅は、次第に広がって来る。これは、走査終了
までに要する一定の時間内に得られる被診断対象物二次
元画像数は変わらない、即ち時間的画質が一定であるが
、空間的画質の低下を意味する。

本発明は、斯かる問題点に鑑みて創作されたもので、空
間的画質の低下を防ぎつつ、時間的画質を向上させ得る
超音波診断装置を提供することをその目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 請求項１に係わる発明は、電子走査型超音波探触子内の
超音波ビーム生成用振動子群の範囲を指定し、指定され
た範囲内とその範囲外とで異なる割合の間隔で走査線番
号を発生させ、発生された走査線番号対応の超音波ビー
ム生成用振動子群内の各超音波ビーム生成用振動子を同
時に駆動するようにして、構成される。

請求項２に係わる発明は、第１図に示すように、電子走
査型超音波探触子２内の超音波ビーム生成用振動子群４
内の各超音波ビーム生成用振動子を同時に駆動するため
の走査線番号を発生させて該走査線番号に対応する超音
波ビーム生成用振動子群４内の各超音波ビーム生成用振
動子を同時に駆動して走査用超音波ビームを発生させる
超音波診断装置に、次の構成要素を設ける。その構成要
素は、前記電子走査型超音波探触子２内の同時に駆動さ
れる超音波ビーム生成用振動子群４の変位位置境界を指
定する境界指定回路６と、前記超音波ビーム生成用振動
子群４を駆動するための走査線番号を発生する走査線番
号発生回路８と、前記境界指定回路６が前記変位位置境
界の範囲内を示しているとき、第１の走査線番号発生態
様で前記走査線番号発生回路８から走査線番号を発生さ
せる第１の走査線番号発生制御回路１０と、前記境界指
定回路６が前記変位位置境界の範囲外を示しているとき
、前記第１の走査線番号発生態様より粗い間隔の第２の
走査線番号発生態様で前記走査線番号発生回路８から走
査線番号を発生させる第２の走査線番号発生制御回路１
２であり、その走査線番号発生回路８から発生される走
査線番号に対応する超音波ビーム生成用振動子群４を同
時に駆動するようにして、請求項２に係わる発明は構成
される。

〔作　用〕

電子走査型超音波探触子２の同時に駆動される超音波ビ
ーム生成用振動子群４は、その指定された範囲内におい
ては、指定範囲外とは異なる割合の間隔で走査線番号が
発生される０例えば、前記第１の走査線番号発生制御回
路１０による制御により、電子走査型超音波探触子２の
中央部分における走査線番号の発生間隔は、該中央部分
両脇部分よりも細かい間隔となる。しかし、前記中央部
分両脇部分における走査線番号の発生間隔は、前記第２
の走査線番号発生制御回路１２による制御により、該中
央部分よりも粗い間隔となる。

これにより、同時に駆動される超音波ビーム生成用振動
子群４の超音波ビーム生成性能に応じた超音波ビームを
発生させることが出来る。つまり、例えば前記中央部分
両脇部分における走査線番号の発生間隔を前述のように
粗くしても、その分解性能の低下は僅かであり、従って
空間的画質の低下は殆どない。このような走査により、
フレームレートを向上させることが出来る。このフレー
ムレートの向上により、一定の時間に得られるフレーム
数は多くなるから、時間的画質の向上が図れる。

〔実施例〕

第３図は本発明の一実施例を示す。この図に示すように
、本発明の超音波診断装置は、電子走査型超音波探触子
２２、高電圧パルス回路２４、送信フォーカス回路２６
、高周波数増幅回路２８、受信フォーカス回路３０、制
御回路３２、走査線番号発生回路３４、対数増幅回路３
６、検波回路３８、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／
Ｄ）４０、スキャンコンバータ回路４２、及び画像表示
装置（ＴＶ）４４から成る。送信フォーカス回路２６は
、走査線番号発生回路３４から走査線番号、及び制御回
路３２から送信制御信号を受けて該走査線番号に対応し
たパルス発生制御信号を高電圧パルス回路２４へ供給す
る。高電圧パルス回路２４から出力される高電圧パルス
は、電子走査型超音波探触子２２へ供給される。電子走
査型超音波探触子２２で受信された反射超音波ビームは
、そこで電気信号に変換される。その電気信号は、制御
回路３２から受信制御信号を受ける受信フォーカス回路
３０へ入力される。受信フォーカス回路３０の出力信号
は、対数増幅回路３６、検波回路３８、アナログ／デジ
タル変換回路４０を経てスキャンコンバータ回路４２へ
入力される。スキャンコンバータ回路４２は、電子走査
型超音波探触子２２で得られた走査信号をＴＶ画像信号
へ変換する。そのＴＶ画像信号は、画像表示装置４４へ
印加されて表示される。これら構成要素の内の走査線番
号発生回路３４を除く構成要素は、従来の超音波診断装
置に装備されているものである。

走査線番号発生回路３４の詳細図を第４図に示す。第４
図に示すように、レジスタ４６、レジスタ４８、レジス
タ５０、レジスタ５２、比較回路５４、比較回路５６、
比較回路５８、アップダウンカウンタ６０、加算回路６
２、及びＤ−フリップフロップ回路６４から成る。レジ
スタ４６．４８，５０．５２には、データ入力が接続さ
ている。

そのレジスタ４６の出力は、アップダウンカウンタ６０
への走査間隔の初期値設定人力りに接続されている。レ
ジスタ４Ｂ、５０．５２の出力は、その出力に対応する
比較回路５４．５６．５８において、Ｄ−フリップフロ
ップ回路６４の出力との比較に用いられる。比較回路５
４の出力は、アップダウンカウンタ６０のダウンカウン
ト制御人力ＤＮに、また比較回路５６の出力は、アップ
ダウンカウンタ６０のアップカウント制御入力ＵＰに、
そして比較回路５８の出力は、アップダウンカウンタ６
０のロード制御入力ＬＤ、及びＤ−フリップフロップ回
路６４のクリア人力Ｃに接続されている。アップダウン
カウンタ６０の出力、及びＤ−フリップフロップ回路６
４の出力は、加算回路６２の被加算入力、及び加算入力
に接続されている。加算回路６２の出力は、Ｄ−フリッ
プフロップ回路６４のデータ入力に接続されている。

Ｄ−フリップフロップ回路６４の駆動人力ＤＶＲには、
駆動信号が入力される。

第２図乃至第４図において、電子走査型超音波探触子２
２は、第１図の電子走査型超音波探触子２に対応し、第
２図の■等は、第１図の超音波ビーム住成用振動子群４
に対応する。レジスタ４８゜５０は、第１図の境界指定
回路６に対応する。Ｄ−フリップフロップ回路６４は、
第１図の走査線番号発生回路８に対応する。レジスタ４
６、アップダウンカウンタ６０、加算回路６２は、第１
図の第１の走査線番号発生制御回路１０に対応し、比較
回路５４、比較回路５６、アップダウンカウンタ６０、
加算回路６２は、第１図の第２の走査線番号発生制御回
路１２に対応する。

前記構成に成る本発明装置の動作を以下に説明する。

超音波探触子を駆動して超音波ビームの生成に先立って
、制御回路３２の制御の下にレジスタ４６に“２”′の
値がセットされ、レジスタ４８に１ライン置きの発生か
ら連続発生に変化する境界の走査線番号、レジスタ５０
に連続発生から１ライン置きの発生に変化する境界の走
査線番号、レジスタ５２に最終の走査線番号が、それぞ
れセットされる。

走査開始時に、レジスタ４６にセットされている“２″
がアップダウンカウンタ６０にセットされる。制御回路
３２から駆動信号が供給される度毎に、加算回路６２を
経てＤ−フリップフロップ回路６４にセットサれる値、
即ち走査線番号は、　　□“２”ずつ増やされて行く、
従って、送信フォーカス回路２６によって高電圧パルス
回路２４から超音波探触子２２へ駆動電圧を印加せしめ
ることによって、超音波探触子２２から発生せしめられ
る超音波ビーム（走査線）が、１本置きに順次に発生さ
れて行く、そのようにして発生され、被診断対象物にお
いて反射されたいずれの走査線の反射波も、従来と同様
に高周波数増幅回路２８、受信フォーカス回路３０、対
数増幅回路３６、検波回路３８、アナログ／デジタル変
換回路４０、及びスキャンコンバータ回路４２を経て画
像表示装置４４の画面上に表示される。この関係は、以
下に述べるいずれの走査線においても同様である。

そのようにして発生される走査線が、レジスタ４８にセ
ントされた走査線まで進んだとき、比較回路５４から出
力が発生されてアップダウンカウンタ６０の値を“１°
゛だけ減らす。従って、加算回路６２及びＤ−フリップ
フロップ回路６４によって発生される走査線番号は、連
続発生となる。

その走査番号を受は取る送信フォーカス回路２６の制御
により、高電圧パルス回路２４から駆動電圧を印加され
る超音波探触子２２から発生せしめられる超音波ビーム
（走査−線）は、連続的に順次に発生されることになる
。

この連続発生が続いて行き、走査線番号が、レジスタ５
０にセットされている走査線番号に達すると、比較回路
５６から出力信号が発生してアップダウンカウンタ６０
の値を°゛１°°だけ増やす。

従って、加算回路６２及びＤ−フリップフロップ回路６
４によって発生される走査線番号は、１本置きで順次の
発生となり、超音波探触子２２から発生される走査線も
、同様となる。

そして、走査線番号が、レジスタ５２にセットされてい
る走査線番号になると、比較回路５８から出力信号が発
生してアップダウンカウンタ６０は、°°０″にセット
されると共に、Ｄ−フリップフロップ回路６４はクリア
されて次の走査開始時の初期状態に戻る。

従って、走査端部における走査線密度は、走査中央部に
おける走査線密度の１／２となる。このような走査線密
度にしても、その走査領域における超音波ビーム幅の広
がりは、それほど大きくならない。これは、被診断対象
物に照射された走査線の反射波を用いて得られる当該被
診断対象物の走査位置断面の二次元画像の空間的画質の
低下を来さないことを意味する。このような空間的画質
が取得され得る走査状態の下で、前述のように走査開始
部分、及び走査終了部分における走査線数を減らされて
いるから、前述のような被診断対象物の走査位置断面の
二次元画像を単位時間内に多く得ることが可能になるか
ら、時間的画質の向上となる。

なお、前記実施例においては、走査開始部分、及び走査
終了部分における走査線密度を１／２とする例を示した
が、本発明は、これに限定されず、その他の走査線密度
発生態様で走査制御を行なうようにしてもよい。例えば
、走査線密度の変化点を前述のところより増やしてもよ
い。又、そのような走査制御のいずれをもマイクロプロ
セッサ等の制御の下に行なうようにシステムを構築して
もよい。

〔発明の効果〕

以上述べたところから明らかなように本発明によれば、
電子走査型超音波探触子を形成している複数の振動子の
内の超音波ビーム生成用振動子群を順次に変位させて駆
動する場合の変位位置に応じた駆動形式で超音波ビーム
生成用振動子群の各々を駆動する、即ち電子走査型超音
波探触子の両端部分における走査線密度を下げてフレー
ムレートを上げるようにしたので、被診断対象物の走査
位置断面の二次元画像の空間的画質を維持しつつ、その
二次元画像の時間的画質を向上させることが出来る。逆
に、電子走査型超音波探触子の両端部分における走査線
密度を下げた分その中央部分における走査線密度を上げ
ることにより、フレームレートを下げることなく画質を
上げることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の原理説明図、 第３図は本発明の一実施例を示す図、 第４図は走査線番号発生回路の詳細図、第５図は従来の
電子走査型超音波探触子駆動力を説明する図である。 第１図乃至第４図において、 ２は電子走査型超音波探触子（電子走査型超音波探触子
２２）、 ４は超音波ビーム生成用振動子群（第２図の■等）、 ６は境界指定回Ｂ（レジスタ４８．５０）、８は走査線
番号発生回路（Ｄ−フリップフロップ回路６４）、 １０は第１の走査線番号発生制御回路（レジスタ４６、
アップダウンカウンタ６ｏ、加算回路６２）、 １２は第２の走査線番号発生制御回路（比較回路５４、
比較回路５６、アップダウンカウンタ６ｏ、加算回路６
２）である。 ′４−発明の層理デｏ７り図 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子走査型超音波探触子内の超音波ビーム生成用
   振動子群の範囲を指定し、 指定された範囲内とその範囲外とで異なる割合の間隔で
   走査線番号を発生させ、 発生された走査線番号対応の超音波ビーム生成用振動子
   群内の各超音波ビーム生成用振動子を同時に駆動するこ
   とを特徴とする電子走査型超音波探触子の駆動方法。
2. （２）電子走査型超音波探触子（２）内の超音波ビーム
   生成用振動子群（４）内の各超音波ビーム生成用振動子
   を同時に駆動するための走査線番号を発生させて該走査
   線番号に対応する超音波ビーム生成用振動子群（４）内
   の各超音波ビーム生成用振動子を同時に駆動して走査用
   超音波ビームを発生させる超音波診断装置において、 前記電子走査型超音波探触子（２）内の同時に駆動され
   る超音波ビーム生成用振動子群（４）の変位位置境界を
   指定する境界指定回路（６）と、前記超音波ビーム生成
   用振動子群（４）を駆動するための走査線番号を発生す
   る走査線番号発生回路（８）と、 前記境界指定回路（６）が前記変位位置境界の範囲内を
   示しているとき、第１の走査線番号発生態様で前記走査
   線番号発生回路（８）から走査線番号を発生させる第１
   の走査線番号発生制御回路（１０）と、 前記境界指定回路（６）が前記変位位置境界の範囲外を
   示しているとき、前記第１の走査線番号発生態様より粗
   い間隔の第２の走査線番号発生態様で前記走査線番号発
   生回路（８）から走査線番号を発生させる第２の走査線
   番号発生制御回路（１２）とを設けたことを特徴とする
   超音波診断装置。