JPH04208141A - Ultrasonic diagnosis device - Google Patents

Ultrasonic diagnosis device

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Publication number
JPH04208141A
JPH04208141A JP2339316A JP33931690A JPH04208141A JP H04208141 A JPH04208141 A JP H04208141A JP 2339316 A JP2339316 A JP 2339316A JP 33931690 A JP33931690 A JP 33931690A JP H04208141 A JPH04208141 A JP H04208141A
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JP
Japan
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signal
signals
probe
transmission
ultrasonic diagnostic
Prior art date
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Pending
Application number
JP2339316A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshizo Hagino
芳造 萩野
Hiromichi Kikuchi
弘道 菊地
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP2339316A priority Critical patent/JPH04208141A/en
Publication of JPH04208141A publication Critical patent/JPH04208141A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enhance the mobility of a probe by transmitting signals on a transmission line between the probe and a main body, giving homodyne detection to a signal received from each vibrator, and processing the detected reception signals through composition and addition. CONSTITUTION:In a probe 20, vibration elements are driven one by on in turn to send and receive waves. From the probe 20 to a main body, a scanning start terminal signal, a transmission waveform signal and a reception signal are each transmitted serially by turns. The signals transmitted to the main body are each separated into three signals by a separation means 38. The separated reception signals are detected in homodyne detection as an example by using the separated transmission waveform signal. The separated signals are composed and added in an opening composition method, and then once stored in a frame memory and further displayed on a display 52.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超音波探触子と超音波診断装置との伝送をシ
リアルに行って、開口合成法を用いて信号処理を行う超
音波診断装置に閃する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to ultrasonic diagnosis in which transmission between an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic device is carried out serially, and signal processing is performed using an aperture synthesis method. A flash appears on the device.

[従来の技術] 超音波を用いて、生体内の断層像などを得る超音波診断
装置が医療の分野において用いられている。
[Prior Art] Ultrasonic diagnostic apparatuses that use ultrasound to obtain tomographic images of in-vivo images are used in the medical field.

第5図には、超音波探触子(以ド探触子という)と超音
波診断装置本体(以下本体という)との間の信号伝送が
模式的に示されている。
FIG. 5 schematically shows signal transmission between an ultrasound probe (hereinafter referred to as a probe) and an ultrasound diagnostic apparatus main body (hereinafter referred to as a main body).

第5図において、探触子に設けられたアレイ振動子10
は、複数の振動素子10aから構成されている。
In FIG. 5, an array transducer 10 provided on the probe
is composed of a plurality of vibration elements 10a.

この各振動素子10aをそれぞれ駆動することにより超
音波が送波され、生体内からの反射波か受波されること
になる。
By driving each of the vibrating elements 10a, ultrasonic waves are transmitted and reflected waves from within the living body are received.

図に示されるように、焦点Fからの反射波は、各振動素
子10aにて受波され、各受信信号はそれぞれ独立して
探触子ゲーブル11を介して、本体に伝送される。
As shown in the figure, the reflected wave from the focal point F is received by each vibrating element 10a, and each received signal is independently transmitted to the main body via the probe cable 11.

そして、伝送された各受信信号は、遅延線14により、
それぞれ独立して遅延がかけられ、それぞれの信号が加
算器16にて合成される。
Then, each transmitted received signal is transmitted through a delay line 14.
A delay is applied to each signal independently, and the respective signals are combined by an adder 16.

「発明が解決しようとする課題] 以上のように、従来の超音波診断装置においては、探触
子と本体との間で多数の伝送ライン12を要し、このた
め、探触子の操作に支障をきたすという問題があった。
“Problems to be Solved by the Invention” As described above, in the conventional ultrasonic diagnostic device, a large number of transmission lines 12 are required between the probe and the main body, which makes it difficult to operate the probe. There was a problem that caused a hindrance.

すなわち、従来においては、探触子ケーブルが、1、0
0本以上の信号ケーブルから構成されていたため、その
径が太くなると共に重量が増し、結果として、生体に当
接される探触子の動きを制限することになっていた。
That is, in the past, the probe cable was
Since it is composed of zero or more signal cables, its diameter increases and its weight increases, and as a result, the movement of the probe that comes into contact with the living body is restricted.

そこで、特開昭59−156334号では、探触子と本
体とを多数の光フアイバケーブルから成る多芯ケーブル
で接続し、高速デジタル光伝送により、探触子と本体と
を接続させる超音波診断装置が示されている。
Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-156334, an ultrasonic diagnostic method is proposed in which the probe and the main body are connected by a multi-core cable consisting of a large number of optical fiber cables, and the probe and the main body are connected by high-speed digital optical transmission. Equipment is shown.

しかしながら、この超音波診断装置では、GH2単位で
の高速変換が必要とされるため、回路が伝送ライン数に
従って複雑となり、小型の探触子内に収納する場合には
問題がある。
However, since this ultrasonic diagnostic apparatus requires high-speed conversion in units of GH2, the circuit becomes complex depending on the number of transmission lines, which poses a problem when housed in a small probe.

また、探触子と本体との間の伝送を1ラインで行う装置
としては、例えば特開昭63〜286140号に示され
た装置が挙げられる。
Further, examples of devices that perform transmission between the probe and the main body in one line include devices disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-286140.

この装置では、探触子内部に、第5図で示した複数の遅
延線等を収納し、加算された後の信号を本体に伝送する
ものである。
In this device, a plurality of delay lines shown in FIG. 5 are housed inside the probe, and the added signals are transmitted to the main body.

しかしながら、この装置の場合、探触子内部に多数の遅
延線を収納するため、探触子自体が大型化し、また重量
が重くなるなどの不具合があった。
However, in the case of this device, since a large number of delay lines are housed inside the probe, the probe itself becomes large and heavy.

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、探触子と本体との間の伝送を単一の伝送手
段により行って、探触子の操作性を向上でき、更に本体
側で精度の良い断層画像情報を容易に得ることのできる
超音波診断装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems,
The purpose of this is to improve the operability of the probe by transmitting data between the probe and the main body using a single transmission means, and also to easily obtain accurate tomographic image information on the main body side. Our goal is to provide an ultrasonic diagnostic device that can

また、本発明の、他の目的は、探触子をコードレスにし
た超音波診断装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus in which the probe is cordless.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は、アレイ振動子の
各振動素子を1個ずつ順次駆動し送受波を行わせる走査
手段と、前記走査手段の繰返し走査に係る走査始端信号
と、前記各振動素子に供給される送信駆動信号を分岐さ
せた送信波形信号と、前記各振動素子からの受信信号と
、を予め定められた順序で順次シリアルに伝送するシリ
アル伝送手段と、前記伝送された3つの信号を分離する
信号分離手段と、前記分離された送信波形信号を段階的
に遅延させて作成される検波参照信号を前記分離された
受信信号に混合して、両者の位相差及び振幅の積に従う
正負の符号をもつ信号を出力する検波手段と、前記検波
された信号の合成加算を行う手段であって、前記検波さ
れた各信号のうち、振動素子から焦点までの一往復距離
が所定の波長範囲内に入る条件に合致する信号をそれぞ
れ合成加算する合成制御手段と、前記合成加算された信
号を格納するフレームメモリと、前記フレームメモリに
格納された信号を表示する表示器と、を有することを特
徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a scanning means for sequentially driving each vibrating element of an array vibrator one by one to transmit and receive waves, and a scanning means for repeatedly scanning the scanning means. A scanning start end signal related to the above, a transmission waveform signal obtained by branching the transmission drive signal supplied to each of the vibration elements, and a reception signal from each of the vibration elements are sequentially transmitted serially in a predetermined order. a transmission means, a signal separation means for separating the three transmitted signals, and mixing a detection reference signal created by delaying the separated transmission waveform signal in stages into the separated reception signal. , a detection means for outputting a signal having a positive or negative sign according to the product of the phase difference and amplitude of the two, and means for synthesizing and adding the detected signals, the detection means for outputting a signal having a positive or negative sign according to the product of the phase difference and amplitude of the two, and means for performing synthesis and addition of the detected signals, a synthesis control means for synthesizing and adding signals whose one round trip distance to the focus falls within a predetermined wavelength range; a frame memory for storing the synthesized and added signals; and a signal stored in the frame memory. A display device that displays the following.

また、本発明は、前記伝送手段は超音波探触子と超音波
診断装置本体との間で電波、光波又は超音波の伝送波を
用いて信号の伝送を行うことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the transmission means transmits signals between the ultrasound probe and the main body of the ultrasound diagnostic apparatus using radio waves, light waves, or ultrasound transmission waves.

更に、本発明は、前記超音波探触子とは別体に、探触子
用電源部と伝送用送波器とか設けられたことを特徴とす
る。
Furthermore, the present invention is characterized in that a probe power supply section and a transmission transmitter are provided separately from the ultrasonic probe.

[作用] 上記構成によれば、まず、探触子では、各振動素子が1
つずつ順次駆動され送受波が行われる。
[Operation] According to the above configuration, first, in the probe, each vibrating element has one
They are sequentially driven one by one to transmit and receive waves.

そして、探触子からは本体に向けて走査始端信号、送信
波形信号、受信信号かそれぞれ順次シリアルに伝送され
る。
Then, a scanning start signal, a transmission waveform signal, and a reception signal are serially transmitted from the probe toward the main body.

ここで、その伝送に、光、電波、あるいは超音波などを
用いることも可能である。
Here, it is also possible to use light, radio waves, ultrasonic waves, etc. for the transmission.

本体に伝送された信号は、分離手段によって3つの信号
に分離される。
The signal transmitted to the main body is separated into three signals by the separation means.

そして、分離された受f二信号は、分離された送信波形
信号を用いて例えばホモダイン検波されることになる。
Then, the separated received f2 signal is subjected to, for example, homodyne detection using the separated transmitted waveform signal.

検波された信号は、開口合成法に基づいて、合成加算さ
れた後に一旦フレームメモリに格納され、更に表示され
ることになる。
The detected signals are combined and added based on the aperture synthesis method, and then temporarily stored in a frame memory and further displayed.

従って、探触子と本体との間では単一の伝送ラインによ
り伝送が可能であり、例えば超音波などを用いて伝送を
行っても、簡便にその伝送を行うことが可能である。
Therefore, transmission is possible between the probe and the main body using a single transmission line, and even if the transmission is performed using ultrasonic waves, for example, the transmission can be easily performed.

また、本体側では、各振動素子からの受信信号は、開口
合成法により、合成されるので、精度良く断層情報を得
ることが可能となる。
Furthermore, on the main body side, the received signals from each vibrating element are synthesized by the aperture synthesis method, making it possible to obtain tomographic information with high accuracy.

[実施例コ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図には、本発明に係る超音波診断装置の具体的な構
成が示されている。
FIG. 1 shows a specific configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

まず、超音波探触子20に設けられた各構成について説
明する。
First, each component provided in the ultrasonic probe 20 will be explained.

トリガ発振回路22は、基本となる送信パルスを発生す
るものであり、本実施例において、5kHzの繰返し周
波数でトリガパルスを発生している。
The trigger oscillation circuit 22 generates basic transmission pulses, and in this embodiment generates trigger pulses at a repetition frequency of 5 kHz.

トリガ発振回路22で発生されたパルスは、パルス発生
回路24に入力されている。このパルス発生回路24は
、入力されたパルスに同期して、すなわちトリガ発振回
路22にて発生されたパルスの繰返し周波数で、3MH
zで100V程度の送信パルスを発生させている。具体
的には、1周期が333.3nSである矩形状のパルス
の゛11周期の正の部分である167nS程度の幅のパ
ルスの送信駆動信号を発生している。
The pulses generated by the trigger oscillation circuit 22 are input to a pulse generation circuit 24. This pulse generation circuit 24 generates a 3MH pulse in synchronization with the input pulse, that is, at the repetition frequency of the pulse generated by the trigger oscillation circuit 22.
A transmission pulse of about 100V is generated at z. Specifically, a pulse transmission drive signal having a width of about 167 nS, which is the positive part of the 11th period of a rectangular pulse whose one period is 333.3 nS, is generated.

そして、この送信駆動信号は、切換器25を介して、順
次アレイ振動子26に、そして一部は時分割多重器28
に送信波形信号として供給されている。
Then, this transmission drive signal is sequentially sent to the array transducer 26 via the switch 25, and a portion is sent to the time division multiplexer 28.
is supplied as a transmission waveform signal to

ここで、切換器25は、送信駆動信号を、送受波に係る
各振動素子に1つずつ切り換えて供給するものである。
Here, the switch 25 switches and supplies the transmission drive signal to each vibration element related to wave transmission and reception one by one.

アレイ振動子26は、複数の振動素子を配列I〜だもの
であり、本実施例においては256個の振動素子から構
成されている。各振動素子の間隔はQ− 0,3mmのピッチであり、アレイ振動子1生体は約0
.3X256=7.7cmの長さで形成されている。
The array vibrator 26 has a plurality of vibrating elements arranged in an array I, and in this embodiment, it is composed of 256 vibrating elements. The interval between each vibrating element is a pitch of Q-0.3 mm, and the array vibrator 1 is approximately 0.3 mm pitch.
.. It is formed with a length of 3×256=7.7 cm.

本発明において、各振動素子は1つずつ駆動されるため
、前記送信駆動信号が供給されると、第2図に示すよう
に、k番目の振動素子から放射された超音波は幅広に生
体内に伝搬し、各組織からの反射波が同一振動素子つま
りに番l」の振動素子にて受波される。
In the present invention, each vibrating element is driven one by one, so when the transmission drive signal is supplied, the ultrasonic waves emitted from the k-th vibrating element are transmitted widely within the body, as shown in FIG. The reflected waves from each tissue are received by the same vibrating element, that is, by the vibrating element No. 1''.

ここで、本実施例において、パルス繰返し周波数で順次
送波が行われるため、その送波と送波の間が受波の時間
に供され、この結果、5 k Hzの繰返し周波数であ
るので周期は072m5となり、従って振動素子からの
距離が約15cm程度の範囲でデータの取り込みが行え
る。
Here, in this example, since waves are transmitted sequentially at a pulse repetition frequency, the period between the two transmissions is used as reception time, and as a result, since the repetition frequency is 5 kHz, the period is is 072 m5, and therefore data can be captured within a range of approximately 15 cm from the vibrating element.

そして、切換器25は、各振動素子を順次切り換えて、
1番目の振動素子から256番11の振動素子までを順
次駆動させ、更に、この過程か繰り返されることになる
Then, the switch 25 sequentially switches each vibration element,
The 1st vibrating element to the 256th vibrating element 11 are sequentially driven, and this process is repeated.

探触子20に設けられた時分割多重器28には、−1(
、)  − トリガ発振回路22から振動素子の走査に係る走査始端
信号aが供給され、またパルス発生回路24からの送信
駆動信号から分岐1.た小振幅の送信駆動信号である幅
送信波形信号すが供給されている。
The time division multiplexer 28 provided in the probe 20 has −1(
, ) - The trigger oscillation circuit 22 supplies the scan start signal a related to the scanning of the vibrating element, and the transmission drive signal from the pulse generation circuit 24 branches 1. A width transmission waveform signal, which is a transmission drive signal with a small amplitude, is supplied.

更に、切換器25からは、アレイ振動子26の各振動素
子にて受波された受信信号Cが順次供給されている。
Furthermore, a reception signal C received by each vibrating element of the array vibrator 26 is sequentially supplied from the switch 25.

そして、この時分割多重器28は、送られてきた3つの
信号a、b、cを順次、変調器30に送出する。
The time division multiplexer 28 then sequentially sends the three signals a, b, and c sent to the modulator 30.

具体的には、a、b、c、b、c、b、c、−。Specifically, a, b, c, b, c, b, c, -.

b、cのように送出され、更に1走査が完結[7た後に
、また最初からa、b、c、b、c、・・・のように送
出する。
The data is sent out as b, c, and after one more scan is completed [7], it is sent out again as a, b, c, b, c, . . . from the beginning.

この場合、受信信号Cは、各振動素子の順番毎に送られ
ることになる。
In this case, the received signal C is sent to each vibrating element in turn.

そして、変調器30では、送られきた時分割多重信号を
、例えば振幅変調あるいは周波数変調17て、伝送用送
波器32に送出している。
Then, in the modulator 30, the received time division multiplexed signal is subjected to amplitude modulation or frequency modulation 17, for example, and is sent to a transmission wave transmitter 32.

−11,− ここで、伝送用送波器32は、本実施例においてライン
伝送を行わずに、探触子20をコードレス化するため、
超音波により伝送を行う方式が採用されている。もちろ
ん、電波あるいは光などを用いてもよい。
-11,- Here, in order to make the probe 20 cordless without performing line transmission in this embodiment, the transmission transmitter 32
A method of transmission using ultrasonic waves is adopted. Of course, radio waves or light may also be used.

ここで、本実施例においては、図示されてはいないが探
触子20の内部に設けられた電池により各構成が駆動さ
れている。実際上は、相当の電力を必要とするため、探
触子とは別体に設けられた電源部を配置しても好適であ
る。
Here, in this embodiment, although not shown, each component is driven by a battery provided inside the probe 20. In practice, since a considerable amount of electric power is required, it is preferable to provide a power supply unit provided separately from the probe.

そして、上述した伝送用送波器32も探触子20とは別
体に構成し、前記電源部と一体化することも好適であり
、確実かつ安定した各信号の伝送を行うことが可能とな
る。ここで、電源部と探触子20との間の電力供給線と
、別体に設けられた伝送用送波器との間の通信ケーブル
と、を一体向に構成することにより、探触子の操作性を
向上させることが可能である。また、変調器30などを
探触子外部に設けても前述の理由により好適である。
It is also preferable that the above-mentioned transmission transmitter 32 is configured separately from the probe 20 and integrated with the power supply section, thereby making it possible to reliably and stably transmit each signal. Become. Here, by configuring the power supply line between the power supply section and the probe 20 and the communication cable between the separately provided transmission transmitter in one direction, the probe It is possible to improve the operability of Furthermore, it is preferable to provide the modulator 30 and the like outside the probe for the reasons mentioned above.

次に、超音波診断装置の本体について説明する。Next, the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus will be explained.

図において、34は、伝送用受波器であり、上述した伝
送用送波器32から送波された信号を受波するものであ
る。本実施例において、超音波を受渡する受波器が設ζ
)られている。
In the figure, 34 is a transmission wave receiver, which receives the signal transmitted from the transmission wave transmitter 32 described above. In this example, a receiver for transmitting ultrasonic waves is installed.
).

そして、伝送用受波器34にて受信された伝送受信信号
は、検波増幅器36に送出されている。
The transmission reception signal received by the transmission receiver 34 is sent to a detection amplifier 36.

この検波増幅器36は、上記変調器30にて変調された
信号を復調し、更に増幅するものである。
This detection amplifier 36 demodulates the signal modulated by the modulator 30 and further amplifies it.

そして、処理された後の信号が信号分離回路38に送出
されている。
The processed signal is then sent to the signal separation circuit 38.

この信号分離回路38は、」−記時分割多重器28で時
分割多重化された信号を分離するものである。すなわち
、上述した走査始端信号a、送信波形信号す及び各振動
素子の受信信号Cを分離するものである。
This signal separation circuit 38 separates the signals time-division multiplexed by the time-division multiplexer 28. That is, the above-mentioned scanning start signal a, the transmission waveform signal S, and the reception signal C of each vibrating element are separated.

この分離された3つの信号のうち、送信波形信号すは遅
延回路40に入力されている。
Of these three separated signals, the transmission waveform signal is input to the delay circuit 40.

この遅延回路40は、入力された送信波形信号すを入力
して、段階的に遅延をか(jて、その遅延−−12−。
This delay circuit 40 inputs the input transmission waveform signal and delays it in stages (j, the delay -12-).

された信号を1番からN=512番までの出力端子に出
力するものである。具体的には、」二連した3 M H
zの半波送信波形の正の部分である167ns幅のパル
スよりも若干小さい150nsの幅のパルス波形を51
2個の出力端子からそれぞれ出力している。この150
nsxNの時間は、振動素子から送波された超音波の送
波信号が振動素子から生体内各組織までの距離を往復伝
搬する時間と同等なものである。つまり、本実 施例に
おいて、この150nsXNは、約NX0.11mmの
距離間での超音波の往復伝搬時間に相当するものである
The output signals are outputted to output terminals number 1 to N=512. Specifically, "double 3 M H
The pulse waveform with a width of 150 ns, which is slightly smaller than the pulse with a width of 167 ns, which is the positive part of the half-wave transmission waveform of z, is
Each output is output from two output terminals. This 150
The time nsxN is equivalent to the time required for the ultrasonic transmission signal transmitted from the transducer to propagate back and forth over the distance from the transducer to each tissue in the living body. That is, in this embodiment, this 150 nsXN corresponds to the round trip propagation time of the ultrasonic wave over a distance of about NX0.11 mm.

なお、本実施例において、超音波の超音波診断の診断距
離は、n=512個とすれば、最大で、0.11mmX
512個で5.6cmであり、これ以上の領域をカバー
するには、Nを増やせばよ0゜ 遅延回路40から送出された512個の信号(参照信号
)は、ホモダイン検波器群42に送出されている。
In this example, if n=512, the diagnostic distance for ultrasonic diagnosis is 0.11 mm x at most.
512 signals (reference signals) are 5.6 cm, and to cover a larger area, increase N by 0°.The 512 signals (reference signals) sent from the delay circuit 40 are sent to the homodyne detector group 42. has been done.

一方、ホモダイン検波器群42の他の入力端子には信号
分離回路38から分離された受(B (ii M”が供
給されている。
On the other hand, the other input terminal of the homodyne detector group 42 is supplied with a receiver (B (ii M'') separated from the signal separation circuit 38.

そして、このホモダイン検波器群42で、この受信信号
Cに対17て入力された512個の参照信号に基づいて
時系列的にホモダイン検波か行われることになる。
Then, in this homodyne detector group 42, homodyne detection is performed in time series based on the 512 reference signals inputted in pairs to the received signal C.

このようなホモダイン検波が行われた後、ホモダイン検
波器群42の512個の出力端子からは、遅延されたb
信号と、いま到来のC信号との間の位相差と、その1〕
とCの信号の相互の振幅の積に応じて正負の符号をもつ
信号が出力される。
After such homodyne detection is performed, the 512 output terminals of the homodyne detector group 42 output delayed b
Phase difference between the signal and the currently arriving C signal, Part 1]
A signal having a positive or negative sign is output according to the product of mutual amplitudes of the signals C and C.

すなわち、この検波された信号は、生体組織の各距離ず
なわぢ、送受波素子からの距離を半径とした円周」−の
組織から反射I7た送波信号に対する受波信号の位相と
振幅の相対的な情報を含むものである。そして、その5
12個の各信号は、記憶素子群44にそれぞれ入力され
る。
In other words, this detected signal is determined by the difference in phase and amplitude of the received signal relative to the transmitted signal reflected from the tissue at each distance of the living tissue, the circumference with the distance from the transceiver element as the radius. It contains relative information. And part 5
Each of the 12 signals is input to the memory element group 44, respectively.

この記憶素子群44は、第3図に示すように512個の
記憶素子を送受波器の数である256個分、すなイつち
512X256=131,072個を一体的に構成17
たものである。
As shown in FIG. 3, this memory element group 44 is integrally composed of 512 memory elements for 256 transducers, that is, 512 x 256 = 131,072.
It is something that

従って、この記憶素子群44には、ホモダイン検波器群
42から出力された512個の信号が、それぞれ時系列
的に各振動素子の受信信号毎に格納されることになる。
Therefore, in this storage element group 44, 512 signals output from the homodyne detector group 42 are stored in time series for each received signal of each vibrating element.

ここで、その記憶素子群44への書込ろは、信号分離回
路38から出力された走査始端(≦号a。
Here, writing to the memory element group 44 is performed at the scan start point (≦a) output from the signal separation circuit 38.

送信波形信号すを入力した記憶制御回路46にて制御さ
れ、順序よく行われている。
It is controlled by the storage control circuit 46 to which the transmission waveform signal is input, and is performed in an orderly manner.

このようにして、記憶素子P!144に格納された各受
信信号は、それぞれ後述する合成加璋演%に基づいて合
成制御回路48により読み出されて合成フレームメモリ
50に送出される。
In this way, the memory element P! Each received signal stored in 144 is read out by a combination control circuit 48 and sent to a combination frame memory 50 based on a combination addition and performance percentage, which will be described later.

ここで、合成制御回路48には、前述同様に、走査始端
山号a及び送信波形信号すが供給されており、合成制御
回路48はこれらの信号に基づいてその制御を行ってい
る。
Here, the scanning start peak number a and the transmission waveform signal S are supplied to the synthesis control circuit 48 as described above, and the synthesis control circuit 48 performs its control based on these signals.

そして、合成フレームメモリ50に格納された各受信信
号は、それぞれ順次読み出されて表示器52に表示され
、断層画像が形成されることになる。
Then, each received signal stored in the composite frame memory 50 is read out in sequence and displayed on the display 52, thereby forming a tomographic image.

本発明に係る超音波診断装置は、以上の構成から成り、
以下に開口合成の手法について更に詳述する。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has the above configuration,
The aperture synthesis method will be described in more detail below.

第3図には、記憶素子群44におりる検波された後の受
信信号の格納概念が示されている。
FIG. 3 shows the concept of storing the detected received signal that reaches the storage element group 44.

ここにおいて、縦方向にはアレイ振動子26の各振動素
子のアドレスが示されており、また横方向には記憶素子
群44の素子の個数すなわち5]2のアドレスが示され
ている。
Here, the address of each vibrating element of the array vibrator 26 is shown in the vertical direction, and the address of the number of elements in the storage element group 44, that is, 5]2 is shown in the horizontal direction.

つまり、ホモダイン検波器群42から出力された検波さ
れた後の各受信信号は、このようなアドレスのマトリッ
クス構成で格納されることになる。
In other words, each detected received signal output from the homodyne detector group 42 is stored in such a matrix configuration of addresses.

具体的に説明すると、第2図で示]7たに番11の振動
素子については、振動素子の最も近傍で反射された受信
情報がnh2□に格納され、その振動素子から等距離に
ある生体組織からの反射波か順次例えばnk、2・・・
に格納される。つまり振動素子からの同一距離の円周」
二の各組織情報が集合してマトリックスにおける1つの
座標の1個の記憶素子に格納される。第2図にはこれを
断面の円で示している。
Specifically, for the 7th and 11th transducer elements (shown in Figure 2), the received information reflected at the nearest point to the transducer element is stored in nh2 The reflected waves from the tissue are sequentially e.g. nk, 2...
is stored in In other words, the circumference at the same distance from the vibrating element.”
The two pieces of tissue information are collectively stored in one storage element at one coordinate in the matrix. In FIG. 2, this is shown as a cross-sectional circle.

次に、このように格納された記憶素子群44からの信号
の読出しは次のように行う。
Next, signals are read out from the storage element group 44 stored in this manner as follows.

いま1番からに一1番までの送受波か以上のようにして
行イつれて、1番からに一1番までの記憶素子に記憶さ
れていて、K番から256番の記憶素子には前回の走査
時の信号が保持されているとする。
Now, the transmission and reception of waves from number 1 to number 11 is carried out as described above, and is stored in memory elements from number 1 to number 11, and in memory elements from number K to number 256. It is assumed that the signal from the previous scan is retained.

1番からに一1番までのそれぞれの列の振動素子からの
伝搬に伴う距離円周について、例えば第4図で振動素子
にの送受波において、N、11の信号がNkh点の存在
する距削であるCkbの円周からの信号とし、このCの
円周上のNkh点かGの表面h から見てAg、の距離に相当するならば、記憶系rN、
の記憶信号をN、1.の信号に加算する。こうしl てに番を除いた1番からに一1番までと、K千1番から
512番の各送受波器からの距離で、このようなN1点
と同じ条件の対応距離にある各点のl &=J応記憶素子n 、の信号N、を加える。
Regarding the distance circumference associated with propagation from the vibrating elements of each row from No. 1 to No. 11, for example, in Fig. 4, when transmitting and receiving waves to the vibrating elements, the signal of N, 11 is the distance where the Nkh point exists. If the signal is from the circumference of Ckb, which is a cut, and corresponds to the distance Ag when seen from point Nkh on the circumference of C or the surface h of G, then the memory system rN,
The storage signals of N, 1. signal. In this way, the distances from each transducer from number 1 to number 11 excluding number 1, and from number 111 to number 512, are each at a corresponding distance under the same conditions as point N1. Add the signal N at the point l&=J responsive memory element n.

gl        gl 従って、各Nkh点については、第4図のように探触子
の配列素子間の間隔をBgk、波長をλと1−1たとき
、距離Cに相当する点Nkhに対応する記h 憶素丁”khに加算されるべき距#EAg□に相当する
Gからの点N、の対応記憶素子n 、の信号は次のgl
               gl式 の関係で決まる距離R1の点の対応記憶索−rの信号で
あればよい。
gl gl Therefore, for each Nkh point, if the spacing between the array elements of the probe is Bgk and the wavelength is 1-1 as λ, as shown in Fig. 4, the notation h corresponding to the point Nkh corresponding to the distance C is The signal of the corresponding memory element n of the point N from G corresponding to the distance #EAg□ to be added to the memory element "kh" is the following gl
It is sufficient if it is a signal of the correspondence memory search -r of the point with the distance R1 determined by the relationship of the gl expression.

しかしながら、Kからの距離Ck1.をN段階、例では
512段階の球面の半径に決めたとき、」1式で同様に
Gからの512段階の距離とR1の算出値とは512段
階の何れかの値と一致するとは限らない。そこで位相差
が往復距離で45度、片道で22.5度以内の条件のA
、の距離について、gl 往復距離に17てλ/8の位相範囲で、この範囲内であ
る次の片道の条件 A 、>R、−λ/16 gl    gl A  、<R、十λ/16 gI     gl を満たず距離A、のN、点の・ろ、その点の対応記g1
    11;1 憶素子n 、の信号値を合成の加算に組み入れる。
However, the distance Ck1. When we determine the radius of the sphere in N steps, in the example 512 steps, in Equation 1, the distance of 512 steps from G and the calculated value of R1 do not necessarily match any value of 512 steps. . Therefore, the condition A is that the phase difference is within 45 degrees for round trip distance and 22.5 degrees for one way distance.
For the distance of , gl round trip distance is 17 and the phase range is λ/8, the next one-way condition within this range is A , >R, -λ/16 gl gl A , <R, 10λ/16 gI gl is not satisfied, the distance A, N, the point, and the correspondence of that point g1
11; Incorporate the signal value of the 1 storage element n into the composite addition.

gl 第4図に示す探触子の送受波器の配列素子間の間隔Bは
既知であり、次に生体に対する観測の深さ、斜め距離の
範囲について512段階の遅延量から最大の距離限界を
決めておけば、各段階における対応距離R2からAkh
が既知となり、従って各素子にとって他の素子からの各
N段階点までの斜め距離も既知となり、これより各N点
間で合成のための加算をするか、しないかの相互の関係
も既知となる。
gl The spacing B between the array elements of the transducer of the probe shown in Figure 4 is known, and then the maximum distance limit is determined from the 512-step delay amount for the observation depth and diagonal distance range for the living body. If you decide, the corresponding distance R2 at each stage will be Akh
is known, and therefore, for each element, the diagonal distance from other elements to each N stage point is also known, and from this, the mutual relationship between each N point as to whether or not to perform addition for synthesis is also known. Become.

これによって、現在の送信後受波中の信号のN段階の距
離の時系列の点の信号に対17てこれまて送受波の終え
た他の配列素子の各距離段階の信号が上記の距離関係か
ら加算の条件になっている記憶信号のみを加算すること
によって、リアルタイムで信号の合成が可能となる。
As a result, the signals at each distance stage of the other array elements that have finished transmitting and receiving waves are set at the distances mentioned above, compared to the signal at the time series point of the N stage distance of the signal currently being transmitted and received. By adding only the stored signals that meet the conditions for addition based on the relationship, signals can be synthesized in real time.

以上のように、本発明では、探触子と本体とを作か1ラ
インの伝送路によってその伝送を実現すことが可能であ
るので、探触子のコードレス化が可能であると共に、更
に探触r・の操作性を向」二できるという効果を有する
As described above, in the present invention, since it is possible to realize the transmission using a single line transmission path between the probe and the main body, it is possible to make the probe cordless, and it is also possible to make the probe cordless. This has the effect of improving the operability of the touch panel.

また、伝送路を1ラインに限定しても、本体側で開口合
成法に基づいて精度の良い受信情報の解析を行うことが
できるので、従来同様の断層画を象を得ることが可能で
ある。
In addition, even if the transmission path is limited to one line, the main body can analyze the received information with high precision based on the aperture synthesis method, so it is possible to obtain tomographic images similar to conventional ones. .

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、探触子と本体と
の間を1つの伝送ラインによって信号伝送が行え、更に
各振動子についての受信信号をホモダイン検波した後に
合成加算して信号処理を行うことができるので、探触子
の機動性を向」二でき、例えば探触子と本体とを長短離
隔てて配置することなどが可能となる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, signals can be transmitted between the probe and the main body through one transmission line, and the received signals of each transducer are subjected to homodyne detection and then synthesized. Since signal processing can be performed by addition, the maneuverability of the probe can be improved, and for example, it is possible to arrange the probe and the main body at a distance from each other.

また、探触子をコードレス化することにより、更にその
機動性を向上さけることが可能であり、従来において探
触子ケーブルにより制約が大きかった例えば体側面など
への当接を容易にすることが可能である。
In addition, by making the probe cordless, it is possible to further improve its mobility, and it is now easier to contact areas such as the side of the body, which were traditionally restricted by the probe cable. It is possible.

また、本発明によれば、例えば従来においてリニア形と
コンベックス形の相違により交換できなかった探触子な
ども本体のプログラムの変更により容易に対応すること
ができるので、探触子と本体との互換性を向上できると
いう効果も有する。
Furthermore, according to the present invention, for example, probes that could not be replaced conventionally due to the difference between the linear type and the convex type can be easily replaced by changing the program of the main body. It also has the effect of improving compatibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る超音波診断装置の構成を示すブロ
ック図、 第2図は特定の振動素子からの超音波伝搬を示す説明図
、 第3図は記憶素子群44の受信信号の格納の概念を示す
概念図、 第4図は開口合成を説明するための説明図、第5図は従
来の超音波探触子の動作原理図である。 20 ・・・ 超音波探触子 26 ・・・ アレイ振動子 28 ・・・ 時分割多重器 32 ・・・ 伝送用送波器 34 ・・・ 伝送用受波器 38 ・・・ 信号分離回路 40 ・・・ 遅延回路 42 ・・・ ホモダイン検波器群 44 ・・・ 記憶素子群 46 ・・・ 記憶制御回路 48 ・・・ 合成制御回路
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing ultrasound propagation from a specific vibration element, and FIG. 3 is storage of received signals in the storage element group 44. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining aperture synthesis, and FIG. 5 is a diagram of the operating principle of a conventional ultrasonic probe. 20 ... Ultrasonic probe 26 ... Array transducer 28 ... Time division multiplexer 32 ... Transmission transmitter 34 ... Transmission receiver 38 ... Signal separation circuit 40 ... Delay circuit 42 ... Homodyne detector group 44 ... Memory element group 46 ... Memory control circuit 48 ... Synthesis control circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)アレイ振動子の各振動素子を1個ずつ順次駆動し
送受波を行わせる走査手段と、 前記走査手段の繰返し走査に係る走査始端信号と、前記
各振動素子に供給される送信駆動信号を分岐させた送信
波形信号と、前記各振動素子からの受信信号と、を予め
定められた順序で順次シリアルに伝送するシリアル伝送
手段と、 前記伝送された3つの信号を分離する信号分離手段と、 前記分離された送信波形信号を段階的に遅延させて作成
される検波参照信号を前記分離された受信信号に混合し
て、両者の位相差及び振幅の積に従う正負の符号をもつ
信号を出力する検波手段と、前記検波された信号の合成
加算を行う手段であって、前記検波された各信号のうち
、振動素子から焦点までの一往復距離が所定の波長範囲
内に入る条件に合致する信号をそれぞれ合成加算する合
成制御手段と、 前記合成加算された信号を格納するフレームメモリと、 前記フレームメモリに格納された信号を表示する表示器
と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
(1) A scanning means for sequentially driving each vibrating element of the array vibrator one by one to transmit and receive waves, a scanning start signal related to repeated scanning of the scanning means, and a transmission drive signal supplied to each of the vibrating elements. Serial transmission means for serially transmitting a branched transmission waveform signal and reception signals from each of the vibrating elements in a predetermined order; and signal separation means for separating the three transmitted signals. , Mixing a detection reference signal created by delaying the separated transmission waveform signal in stages with the separated reception signal, and outputting a signal having a positive or negative sign according to the product of the phase difference and amplitude of the two. and a means for performing synthesis and summation of the detected signals, wherein one round trip distance from the vibrating element to the focal point of each of the detected signals satisfies a condition that the distance falls within a predetermined wavelength range. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a synthesis control means that synthesizes and adds signals, a frame memory that stores the synthesized and added signals, and a display that displays the signals stored in the frame memory. .
(2)請求項(1)記載の超音波診断装置において、 前記伝送手段は、超音波探触子と超音波診断装置本体と
の間で、電波、光波又は超音波を用いて信号の伝送を行
うことを特徴とする超音波診断装置。
(2) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim (1), the transmission means transmits signals between the ultrasonic probe and the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus using radio waves, light waves, or ultrasonic waves. An ultrasonic diagnostic device characterized by:
(3)請求項(2)記載の超音波診断装置において、 前記超音波探触子とは別体に、探触子用電源部と、伝送
用送波器と、が設けられたことを特徴とする超音波診断
装置。
(3) The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim (2), characterized in that a probe power supply unit and a transmission transmitter are provided separately from the ultrasonic probe. Ultrasonic diagnostic equipment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010042266A (en) * 2003-08-06 2010-02-25 Hitachi Medical Corp Ultrasonographic apparatus and ultrasonographic method

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