JPH04221535A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波探触子の駆動時
における、周波数帯域の欠損を補償するように改良した
超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超音波探触子を用い、生体中
に超音波パルスを送波し、生体組織で反射したエコ−を
再び超音波探触子で受波して、電気信号に変換し、これ
を処理して生体中の断層画像を形成、表示する超音波診
断装置が利用されている。

【０００３】さらに、最近では、一定の時間幅中にリニ
アに瞬時周波数が変化するチャ−プ波を送波して、その
エコ−信号と送波したチャ−プ波との相関関係を取るこ
とにより、受信エコ−信号を圧縮して、距離分解能を高
めると共に、感度を向上させようとする試みも研究され
ている。これは、分散圧縮方式（パルス圧縮方式）と呼
ばれるもので、レ−ダ−の分野において発達してきた技
術である。

【０００４】パルス圧縮方式を採用した装置としては、
ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタを用いてパルス圧縮を行
うものがある。このＳＡＷフィルタは、低周波領域から
広い帯域幅の特性が必要であると共に、被検体での減衰
が大きいため反射エコ−が帰ってきた深さ方向に応じて
、フィルタ特性をダイナミックに可変して最適化する必
要がある。この様な特性のＳＡＷフィルタは、使用周波
数やその帯域幅によって装置の解像度や感度が影響をう
け易く、使用帯域全域に渡って安定した特性のものを製
造することは困難であった。

【０００５】ところで、ＳＡＷフィルタを使用しない超
音波診断装置としては、時間領域においてエコ−信号波
形とインパルス応答波形（参照波）とのたたみこみ積分
を行うことにより相関関係を取ってエコ−信号をパルス
圧縮するようにした装置がある。この装置の場合には、
ＳＡＷフィルタを使用していないので、高解像度、高感
度の検出が可能となり、周波数特性も安定している。本
出願人は、特開平２−１４７０５１号公報に記載のごと
く、この種の装置をさらに改良したものを提案している
。すなわち、超音波探触子や回路素子の経時的変化等に
よっても、常に最適な参照波で、圧縮できるように構成
した装置である。公報記載の装置では、一定の反射体に
より得られる反射エコ−信号により、参照波を校正して
いる。また、超音波探触子を保護するキャップから得ら
れる反射信号により参照波を校正するものである。この
様に、超音波探触子固有のバラツキも含め、該探触子の
経時的変化を保障している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、送信する超音波信号に使用帯域内での周波数
欠損があった場合には、パルス圧縮の効果が十分に得ら
れず時間的サイドロ−ブをなくすことができないという
欠点がある。

【０００７】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、超音波探触子の駆動時に、探触子の周波数帯域補償
を行い、時間的サイドロ−ブを減少させると共に、パル
ス圧縮の効果を十分ならしめる超音波診断装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、周波数分散された送信波をキャップ内にある超音波
探触子が被検体に出射し、該被検体によって反射した反
射波を周波数圧縮するようにした超音波診断装置であっ
て、前記超音波探触子が出射する送信波を前記キャップ
により反射させて、この反射波を信号として記憶する記
憶手段と、前記記憶手段の記憶信号に応じて、前記超音
波探触子が出射する送信波の周波数欠損を該超音波探触
子の使用帯域内で補償するように駆動電力を制御する駆
動電力制御手段とを備えている。

【０００９】

【作用】この構成で、超音波探触子が出射する送信波を
前記キャップにより反射させて、記憶手段はこの反射波
を信号として記憶し、前記記憶手段の記憶信号に応じて
、駆動電力制御手段は、前記超音波探触子が出射する送
信波の周波数欠損を該超音波探触子の使用帯域内で補償
するように駆動電力を制御する。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図３は本発明の一実施例に係り、図１
は超音波診断装置の具体的な構成図、図２は超音波診断
装置の概略的な構成図、図３は超音波内視鏡の概略的な
構成図である。

【００１１】図３は、後述する超音波診断装置１に使用
する超音波内視鏡２０の概略的な構成を示している。こ
の超音波内視鏡２０は、被検体に挿入するための細長な
挿入部２１と、挿入部２１の後端側に配設された操作部
２２と、操作部２２の側部に延設されたユニバ−ルケ−
ブル２３とを備えている。前記挿入部２１は、先端側か
ら順に、被検体へ超音波チャ−プ波を出射すると共に、
被検体からの反射エコ−波を受信して電気信号（エコ−
信号）に変換する超音波探触子２を内設し、かつ超音波
探触子２を保護するキャップ３を有する先端部２４と、
上下左右方向に湾曲可能な湾曲部２５と、可撓性を有す
る可撓管部２６とを有している。また、前記操作部２２
は、湾曲部２５を湾曲させるための操作ノブ２７及び送
気・送水釦２８を有している。前記超音波探触子３は、
図示しない信号線が接続され、その信号線は、先端部２
４、湾曲部２５、可撓管部２６、及び操作部２２内を挿
通され、ユニバ−ルケ−ブル２３の先端部に設けられた
コネクタ部２３ａに接続されている。また、超音波探触
子３は、回転することにより超音波をラジアル（放射状
）走査するようになっている。

【００１２】図２に示す超音波診断装置１は、前記超音
波内視鏡２０の超音波探触子２が受信する反射エコ−波
から、パルス圧縮技術を利用し、超音波断層画像を得る
ものである。

【００１３】この超音波診断装置１は、基準クロックを
発生する基準クロック発生回路４と、この基準クロック
のタイミングで一定時間幅中においてリニアに瞬時に周
波数の変化するＦＭチャ−プ波を出力するＦＭチャ−プ
信号発生回路５と、このＦＭチャ−プ波発生回路５が出
力するＦＭチャ−プ波に応じて、前記超音波探触子２を
駆動するため駆動チャ−プ波を出力する送信器６と、前
記基準クロック発生回路４の基準クロックのタイミング
で、送信器６を駆動する電源からの電力量を制御する駆
動電力制御手段としての駆動電源電力制御部７と、超音
波探触子２からのエコ−信号を増幅する受信器８と、こ
の受信器８で増幅されたエコ−信号を入力して、パルス
圧縮処理を行う相関回路９と、前記受信器８が増幅した
エコ−信号を入力して、周波数解析を行って信号を出力
する周波数解析回路１０とを備えている。前記駆動電源
電力制御部７は、周波数解析回路１０からの出力信号に
より、超音波探触子２が出射するチャ−プ波の周波数帯
域幅の部分的な欠損を補償するようになっている。また
、前記相関回路９は、たたこみこみ積分を行う直前の受
信器８のエコ−信号から算出した参照波と、受信器８の
エコ−信号とのたたみこみ積分を行って相互相関をとり
、パルス圧縮を行うものである。相関回路９は、こうし
て圧縮したエコ−信号を出力し、図示しない例えば、デ
ジタル・スキャニング・コンバ−タ（ＤＳＰ）等からな
る信号処理回路へ出力するようになっている。信号処理
回路は、圧縮されたエコ−信号を信号処理し、この信号
を入力する図示しない表示装置が超音波断層画像を表示
するようになっている。

【００１４】図１は超音波診断装置１の具体的な回路例
を示してい。前記周波数解析回路１０は、受信器８から
のエコ−信号を検波する、四つのダイオ−ドのブリッジ
で構成される検波器１２と、検波器１２が検波したエコ
−信号を平滑化するコンデンサ１３と、基準クロック発
生回路４の基準クロックのタイミングで、コンデンサ１
３が平滑化した直流信号を記憶する例えば、ＣＣＤ等か
ら構成される記憶手段としてのアナログシフトレジスタ
１４とを備えている。また、前記駆動電源電力制御部７
は、基準クロック発生回路４の基準クロックのタイミン
グで出力されるアナログシフトレジスタ１４の記憶信号
を増幅する増幅器１４と、増幅器１５の出力信号をベ−
スに入力し、コレクタに電源ＶＨ　を接続し、エミッタ
に前記送信器６を接続するトランジスタ１６とを有して
いる。このトランジスタ１６は、増幅器１４の出力信号
に応じて、電力ＶＨ　からの電力の供給量を可変して送
信器６を駆動するようになっている。

【００１５】この構成で、基準クロック発生回路４から
の基準クロックのタイミングで、ＦＭチャ−プ信号発生
回路５は、時間的に低周波数から高周波に変化するＦＭ
チャ−プ波を送信器６へ出力する。送信器６は、ＦＭチ
ャ−プ波に応じて超音波探触子２を駆動し、超音波探触
子２は、一定時間幅中においてリニアに瞬時周波数が変
化する振幅が一定の超音波チャ−プ波を出射する。この
とき、超音波探触子２は、出射した超音波チャ−プ波が
、キャップ３を透過し被検体に達して反射エコ−波とし
て戻ってくるものと、キャップ３で反射して戻ってくる
エコ−波とを受信する。

【００１６】超音波探触子２は、キャップ３からのエコ
−波を受信して、電気信号に変換し、相関回路９及び周
波数解析回路１０へ補正エコ−信号として出力する。周
波数解析回路１０の検波器１２は、この補正エコ−信号
を検波し、コンデンサ検波器１２は、検波された補正エ
コ−信号を直流信号にしてアナログシフトレジスタ１４
へ出力する。アナログシフトレジスタ１４は、基準クロ
ック発生回路４の基準クロックのタイミングで、直流化
された補正エコ−信号を記憶する。記憶された補正エコ
−信号は、次に超音波探触子２を駆動するときに用いら
れる。

【００１７】超音波探触子２が出射する超音波の使用帯
域内で、周波数の欠損があった場合に、基準クロック発
生回路４は、基準クロックをアナログシフトレジスタ１
４へ出力する。アナログシフトレジスタ１４は、基準ク
ロック発生回路４の基準クロックのタイミングで、直流
化された補正エコ−信号を駆動電源電力制御部７の増幅
器１５を介して、トランジスタ１６へ出力する。トラン
ジスタ１６は、アナログシフトレジスタ１４が記憶して
いる補正エコ−信号により、超音波探触子２が出射する
超音波の使用帯域内における、使用周波数の欠損を補償
するように、送信器６を駆動・制御し、超音波探触子２
は、反射エコ−信号の受信レベルが一定（平坦）となる
ように、反射エコ−信号を受信する。

【００１８】一方、前記相関回路９は、受信器８からの
エコ−信号を受け、たたこみこみ積分を行う直前の受信
器８のエコ−信号から算出した参照波と、受信器８のエ
コ−信号とのたたみこみ積分を行って相互相関をとり、
パルス圧縮を行う。相関回路９は、こうして圧縮したエ
コ−信号を信号処理回路へ出力し、信号処理回路は、圧
縮されたエコ−信号を信号処理し、表示装置が超音波断
層画像を表示する。

【００１９】本実施例では、駆動電源電力制御部７が超
音波探触子２の駆動電力を制御することにより、超音波
探触子２の使用帯域内におる超音波チャ−プ波の周波数
欠損を補償しているので、時間的サイドロ−ブを減少で
きると共に、駆動回路が複雑化せずにコスト的にも有利
である。

【００２０】

【発明の効果】前述したように本発明によれば、超音波
探触子が出射する送信波を前記キャップにより反射させ
て、記憶手段はこの反射波を信号として記憶し、前記記
憶手段の記憶信号に応じて、駆動電力制御手段は、前記
超音波探触子が出射する送信波の周波数欠損を該超音波
探触子の使用帯域内で補償するように駆動電力を制御す
るので、時間的サイドロ−ブを減少させると共に、パル
ス圧縮の効果を十分ならしめることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は一実施例の超音波診断装置の具体的な構
成図。

【図２】図２は超音波診断装置の概略的な構成図。

【図３】図３は超音波内視鏡の概略的な構成図。

【符号の説明】

１…超音波診断装置 ２…超音波探触子 ３…キャップ ４…基準クロック発生回路 ５…ＦＭチャ−プ信号発生回路 ６…送信器 ７…駆動電源電力制御部 ８…受信器 ９　　…相関回路 １０…周波数解析回路 １４…アナログシフトレジスタ １６…トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数分散された送信波をキャップ内にあ
   る超音波探触子が被検体に出射し、該被検体によって反
   射した反射波を周波数圧縮するようにした超音波診断装
   置において、前記超音波探触子が出射する送信波を前記
   キャップにより反射させて、この反射波を信号として記
   憶する記憶手段と、前記記憶手段の記憶信号に応じて、
   前記超音波探触子が出射する送信波の周波数欠損を該超
   音波探触子の使用帯域内で補償するように駆動電力を制
   御する駆動電力制御手段と、を備えたことを特徴とする
   超音波診断装置