JPH04347144A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

Info

Publication number
JPH04347144A
JPH04347144A JP3118975A JP11897591A JPH04347144A JP H04347144 A JPH04347144 A JP H04347144A JP 3118975 A JP3118975 A JP 3118975A JP 11897591 A JP11897591 A JP 11897591A JP H04347144 A JPH04347144 A JP H04347144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
transducer
probe
dimensional
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3118975A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Shinomura
隆一 篠村
Kageyoshi Katakura
景義 片倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3118975A priority Critical patent/JPH04347144A/en
Priority to DE4209394A priority patent/DE4209394C2/en
Publication of JPH04347144A publication Critical patent/JPH04347144A/en
Priority to US08/105,906 priority patent/US5360007A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To achieve a simplification of a phasing section which performs a phase matching in transmission and reception with a structure of a three- dimensional scanning along with a reduction in the number of signal lines and moreover, a handy acquisition of a three-dimensional image with the possibility of a three-dimensional photography by arranging a probe to perform a three- dimensional scanning of an ultrasonic beam without use of a two-dimensional array probe in an ultrasonic diagnostic apparatus. CONSTITUTION:This apparatus includes an ultrasonic probe in which a transmitter/receiver 17 is arranged in a strip and transmits a sound wave in the direction corresponding to a frequency used to receive the reflected wave thereof and a delay means (transmission pulse generator 13 or transmission delay circuit 12) for performing a sector scanning and a focusing in the direction of the strip array. Then, a sector scanning is performed changing center frequency in a way orthogonal to the direction of the strip array. This enables the performing of a three-dimensional beam scanning using a one-dimensional array in electric pole thereby suppressing increase in the number of signal lines and in the sizes of circuits.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置に関し
、特に3次元撮像等に用いる3次元走査の可能な撮像方
法および探触子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an imaging method capable of three-dimensional scanning and a probe used for three-dimensional imaging.

【0002】0002

【従来の技術】従来、3次元にビームを走査する方法と
しては、特開昭62−4988号公報に記載されている
ように、x方向およびy方向に並んだ2次元アレイ探触
子を用いて、各素子より信号線を引き出し、x方向ある
いはy方向の何れかのビーム形成のために、殆ど全ての
振動子に遅延線を設ける構成がある。また、2次元アレ
イ探触子としては、代表的なものに、例えば「マトリク
スアレイトランスジューサの基礎検討,第47回日本超
音波医学会講演論文集(昭和60年11月)」に記載さ
れているように、PZTを分割した探触子がある。これ
は、マトリクス状の溝で2次元に分割したものである。 また、本出願人らは、「高速2次元撮像装置,第36回
日本超音波医学会講演論文集(昭和49年11月)」に
記載されているように、整相部を簡略化するため、駆動
周波数に対応した方向に音波を送出する送波器を提案し
ている。この送波器では、図2(a)に示すように、反
転分極したアレイ振動子を周波数掃引により駆動するこ
とにより、周波数に応じた方向に超音波を放射している
。また、超音波を放射する角度Θと駆動周波数fとの関
係は(b)に示される。なお、放射角度Θは、振動子の
反動分極ピッチをd、駆動周波数をf、その波長をλと
すると、次式で与えられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of scanning a beam in three dimensions uses two-dimensional array probes arranged in the x and y directions, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-4988. There is a configuration in which a signal line is drawn out from each element and a delay line is provided in almost all the transducers in order to form a beam in either the x direction or the y direction. In addition, a typical two-dimensional array probe is described in ``Basic Study of Matrix Array Transducer, Proceedings of the 47th Japanese Society of Ultrasonics in Medicine (November 1985)''. There are probes made of divided PZT. This is two-dimensionally divided by a matrix of grooves. In addition, as described in "High-speed two-dimensional imaging device, Proceedings of the 36th Japanese Society of Ultrasonics in Medicine (November 1970)," the applicants have proposed a wave transmitter that sends out sound waves in a direction corresponding to the driving frequency. In this transmitter, as shown in FIG. 2(a), ultrasonic waves are emitted in a direction according to the frequency by driving an array vibrator with reverse polarization by frequency sweeping. Further, the relationship between the angle Θ of emitting ultrasonic waves and the drive frequency f is shown in (b). Note that the radiation angle Θ is given by the following equation, where d is the recoil polarization pitch of the vibrator, f is the driving frequency, and λ is the wavelength.

【数1】 また、そのときの遠距離音場指向特性R(Θ)は、次式
で与えられる。
##EQU00001## Further, the far-field sound field directivity characteristic R(Θ) at that time is given by the following equation.

【数2】 この関係を利用してビーム走査する。[Math 2] This relationship is used to scan the beam.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、2
次元アレイを用いる場合、例えばn×nマトリクスでは
、n×n本の信号線が必要であり、信号線の増加ととも
に整相部も増大する。このため、装置を実現する際の規
模増大に問題があった。また、駆動周波数に対応した方
向に音波を送出する送波器の2次元配列については述べ
られておらず、3次元ビーム走査の方法は示されていな
かった。本発明の目的は、このような問題点を改善し、
2次元配列探触子を用いずに超音波ビームを3次元走査
する探触子を構成して、探触子の信号線を少くし、また
、送受信の位相合わせをする整相部を簡略化することが
可能な超音波診断装置を提供することにある。また、3
次元撮像ができ、簡便に3次元画像を得ることが可能な
超音波診断方法を提供することにある。
[Problem to be solved by the invention] In the above conventional technology, two
When using a dimensional array, for example, an n×n matrix, n×n signal lines are required, and as the number of signal lines increases, the phasing section also increases. For this reason, there was a problem in increasing the scale when realizing the device. Furthermore, there is no mention of a two-dimensional array of transmitters that transmit sound waves in a direction corresponding to the driving frequency, and no method of three-dimensional beam scanning is presented. The purpose of the present invention is to improve such problems,
By constructing a probe that scans the ultrasound beam three-dimensionally without using a two-dimensional array probe, the number of signal lines of the probe is reduced, and the phasing section that adjusts the phase of transmission and reception is simplified. The purpose of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic device that can perform Also, 3
An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic method capable of performing dimensional imaging and easily obtaining a three-dimensional image.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の超音波診断装置は、使用周波数に対応した方
向に超音波を送信し、被検体からの反射波を受信する送
受波器を短冊状に配列して構成した超音波探触子と、短
冊状に配列した方向に電子走査およびフォーカスする手
段(送波パルス発生器、送波遅延回路等)とを備え、そ
の方向と直交する方向には中心周波数を変えて電子走査
することに特徴がある。また、上記超音波探触子は、送
受波器の前面で被検体との音響的整合をとる手段(音響
整合層)と、後面で送受波器を支持する手段(バッキン
グ材)と、対象方向以外の超音波を吸収する手段(超音
波吸収体)とを備え、超音波の放射面に対し、送受波器
の面を上記短冊状に配列した方向と直交する方向に傾斜
させて配置し、送受波器を等間隔分極反転アレイ振動子
から構成したことに特徴がある。また、本発明の超音波
診断方法は、超音波ビームにより3次元走査を行う上記
超音波探触子によって、被検体を2方向から撮像し、そ
れらの方向に対応する表示画面に各探触子より得た正視
像を表示することに特徴がある。また、本発明の3次元
撮像装置は、上記探触子を備え、上記方法によって得ら
れた3次元データにソフト処理を施して画素表示や陰影
表示を行うことに特徴がある。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes a transducer that transmits ultrasonic waves in a direction corresponding to the frequency used and receives reflected waves from a subject. an ultrasonic probe configured by arranging them in a rectangular shape, and means for electronic scanning and focusing in the direction of the rectangular array (wave transmission pulse generator, wave transmission delay circuit, etc.), It is characterized by electronic scanning by changing the center frequency in the direction of scanning. In addition, the above-mentioned ultrasonic probe has a means for achieving acoustic matching with the subject on the front surface of the transducer (acoustic matching layer), a means for supporting the transducer on the rear surface (backing material), and means for absorbing ultrasonic waves (ultrasonic absorber) other than the ultrasonic wave absorber, and the transducer/receiver is arranged so that the surface of the transducer is inclined in a direction perpendicular to the direction in which the rectangular strips are arranged, with respect to the ultrasonic emission surface, A distinctive feature is that the transducer is constructed from an array of regularly spaced polarization-inverted array transducers. Further, in the ultrasound diagnostic method of the present invention, images of a subject are captured from two directions using the ultrasound probe that performs three-dimensional scanning using an ultrasound beam, and each probe is displayed on a display screen corresponding to those directions. The feature is that it displays an emmeber image obtained from the front view. Further, the three-dimensional imaging device of the present invention is characterized in that it is equipped with the above-mentioned probe and performs software processing on the three-dimensional data obtained by the above-described method to display pixels and shadows.

【0005】[0005]

【作用】本発明においては、使用周波数に対応した方向
に音波を送信し、その反射波を受信する送受波器を短冊
状に配列して構成した超音波探触子を用い、短冊状に並
んだ方向にセクタ走査およびフォーカスする位相整合手
段を備えて、その方向と直交する方向には、中心周波数
を変えることでセクタ走査するとともに、中心周波数の
前後に周波数を掃引する。これによって、従来方法より
も遅延線数を少くできる。また、位相情報を有した駆動
信号をミキシングすることで、送波と同じビームを形成
できる。さらに、2方向から見た正視像を表示すること
で、視差による3次元像を簡易に得ることができる。
[Operation] In the present invention, an ultrasonic probe is used, which is constructed by arranging transducers in a strip shape that transmit sound waves in the direction corresponding to the frequency used and receive the reflected waves. In the direction orthogonal to the direction, sector scanning is performed by changing the center frequency, and the frequency is swept before and after the center frequency. This allows the number of delay lines to be reduced compared to the conventional method. Furthermore, by mixing drive signals having phase information, it is possible to form the same beam as the transmitted wave. Furthermore, by displaying stereoscopic images viewed from two directions, a three-dimensional image due to parallax can be easily obtained.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図3に、本発明の第1の実施例における探触子の概
観を示す斜視図、図4は本発明の第1の実施例における
探触子の構成図、図5は本発明の第1の実施例における
ビーム走査方向の説明図である。まず、本実施例の超音
波診断装置で用いる探触子の構成およびビーム走査につ
いて述べる。図3において、17は短冊状の送受波器、
32は信号線であり、送受波器17のエレメント内の矢
印は分極方向を示す。また、図4において、41は探触
子、42は超音波吸収体、43はグランド線、44はバ
ッキング材である。本実施例の探触子41は、短冊状の
送受波器17を並べた構成である。従って、信号線32
を接続するための信号電極は短冊状に切断されており、
その反対の面は、グランド線43に共通接続される。そ
して、探触子41の上面は超音波の送波面であり、送受
波器17は放射面に対して45°で設置される。また、
送受波器17は、バッキング材44で支持され、信号線
32はフレキシブルケーブル等で導かれ、グランド線4
3も同様に導かれる。さらに、超音波吸収体42は、超
音波照射方向と送受波器17に対する法線をはさんで対
象に放射される不要な超音波を吸収するためのものであ
る。なお、本実施例では、超音波吸収体42は直線をな
しているが、曲面として構成し、送受波器17に不要方
向の超音波が入射することを防ぐ方法も考えられる。ま
た、送受波器17の設置角度は45°に限るものではな
い。また、送受波器17の前面には、音響整合層を何層
か設けてもよい。また、探触子41の製法としては、分
極向きの異なるように圧電体を配列する方法がある。ま
た、異方性の大きな材料(例えばチタン酸鉛)を用いれ
ば、電極のパターンにより切断することなしに分極反転
を形成できる。また、高分子圧電体において電極のパタ
ーンで分極反転を形成できる。さらに、スパッタ技術に
より構成されるアレイ状の強誘導体膜、および複合圧電
体も使用できる。このような構成により、図5に示すよ
うにビームを任意の点に走査できる。なお、図5はビー
ム走査形状を示し、51は走査面である。本実施例では
、1個の送受波器17を駆動周波数fの複数波数のパル
ス波で駆動すると、周波数に対応したy方向の角度に超
音波が放射される。例えば、図4に示したように、送受
波器17を放射面に対してy方向に45°傾けて設置し
、音速1500m/sの媒体において、送受波器17の
分極反転ピッチを0.43mm、駆動周波数を3.5M
Hz〜2.0MHzとすると、探触子面でy方向におよ
そ±15°走査される。また、各素子間で駆動波の位相
をずらすことにより、x方向のビーム走査ができる。 さらに、x方向の素子間に遅延を与えて位相合わせする
ことにより、x方向における所望の角度にビームを走査
し、所望の点にフォーカスすることができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view showing the general appearance of the probe in the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a configuration diagram of the probe in the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the beam scanning direction in the embodiment. First, the configuration of the probe and beam scanning used in the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment will be described. In FIG. 3, 17 is a rectangular transducer;
32 is a signal line, and the arrow inside the element of the transducer 17 indicates the polarization direction. Further, in FIG. 4, 41 is a probe, 42 is an ultrasonic absorber, 43 is a ground wire, and 44 is a backing material. The probe 41 of this embodiment has a structure in which rectangular transducers 17 are arranged side by side. Therefore, the signal line 32
The signal electrode for connecting is cut into strips,
The opposite surface is commonly connected to a ground line 43. The upper surface of the probe 41 is an ultrasonic wave transmission surface, and the transducer 17 is installed at 45 degrees with respect to the radiation surface. Also,
The transducer 17 is supported by a backing material 44, the signal line 32 is guided by a flexible cable, etc., and the ground line 4
3 is derived in the same way. Furthermore, the ultrasonic absorber 42 is for absorbing unnecessary ultrasonic waves emitted to the object across the ultrasonic irradiation direction and the normal line to the transducer 17. In this embodiment, the ultrasonic absorber 42 has a straight line, but it is also conceivable to configure it as a curved surface to prevent ultrasonic waves from entering the transducer 17 in unnecessary directions. Further, the installation angle of the transducer 17 is not limited to 45°. Furthermore, several acoustic matching layers may be provided on the front surface of the transducer 17. Further, as a method of manufacturing the probe 41, there is a method of arranging piezoelectric bodies so that the polarization directions are different. Furthermore, if a highly anisotropic material (for example, lead titanate) is used, polarization inversion can be formed without cutting the electrode pattern. In addition, polarization inversion can be formed by the pattern of electrodes in the polymer piezoelectric material. Furthermore, an array of ferroelectric films constructed by sputtering technology and composite piezoelectric materials can also be used. With such a configuration, the beam can be scanned to any point as shown in FIG. Note that FIG. 5 shows a beam scanning shape, and 51 is a scanning plane. In this embodiment, when one transducer 17 is driven with pulse waves of a plurality of wave numbers having a driving frequency f, ultrasonic waves are emitted at an angle in the y direction corresponding to the frequency. For example, as shown in FIG. 4, the transducer 17 is installed at an angle of 45° in the y direction with respect to the radiation surface, and the polarization inversion pitch of the transducer 17 is set to 0.43 mm in a medium with a sound velocity of 1500 m/s. , drive frequency 3.5M
When the frequency is Hz to 2.0 MHz, the probe surface is scanned by approximately ±15° in the y direction. Furthermore, by shifting the phase of the drive wave between each element, beam scanning in the x direction can be performed. Furthermore, by applying a delay between the elements in the x direction and matching the phases, it is possible to scan the beam at a desired angle in the x direction and focus it on a desired point.

【0007】次に、送受信処理部について述べる。図1
は、本発明の第1の実施例における超音波診断装置の送
受信処理部を示す構成図、図6は本発明の第1の実施例
におけるx方向の送波パルスの説明図である。図1にお
いて、11は送波パルス発生器、12は送波遅延回路、
13は駆動回路、14は加算回路、15は受波遅延回路
、16は送受分離回路、17は送受波器であり、これら
が送受信処理部を構成する。本実施例では、送波パルス
発生器11により、y方向走査角度を決める周波数で複
数の波数のパルスが出力され、送波遅延回路12によっ
て、x方向の位相が与えられ、駆動回路13により送受
波器17が駆動されて超音波が放射される。そして、被
検体からの反射エコーは、同じ送受波器17で受信され
、送受分離回路16により受波遅延回路15に導びかれ
て位相合わせを行い、加算回路14により加算されて、
1本のある走査方向に対応したラスタ信号となる。 なお、受波遅延回路15の手前に、前置増幅器を設けて
もよい。また、全てのラスタ信号について、使用周波数
範囲の振動子を含む受信処理部の帯域特性を、同一反射
体に対し、深度方向で同じ強度が得られるように設定す
ると良好な画像が得られる。このような構成により、送
受波器17に印加されるx方向の配列の信号は図6に示
される。すなわち、送波パルス61は送波遅延回路12
によって遅延され、送受波器17に印加されることで所
望の方向にビームを走査し、フォーカスする。この送波
パルス61は、複数(n/2)の波数のパルスであり、
この周波数を変えることで、y方向の走査を行う。なお
、同一パルスにおいて一定の周波数とする方法の他に、
このパルスをチャープ信号とすることでy方向のフォー
カスを行う方法もある。また、パルス圧縮の技術を用い
れば、S/Nおよび距離分解能を向上できる。これは、
加算した後に分散遅延線を設けることで実現できる。ま
た、受信処理をアナログ信号のまま行う方法の他に、A
/D変換してディジタル信号処理する方法もある。さら
に、受信ディジタル信号をディジタルで位相合わせし、
周波数分析して処理することもできる。
Next, the transmission/reception processing section will be described. Figure 1
6 is a block diagram showing a transmission/reception processing section of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an explanatory diagram of a transmitted pulse in the x direction according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is a transmission pulse generator, 12 is a transmission delay circuit,
13 is a drive circuit, 14 is an adder circuit, 15 is a reception delay circuit, 16 is a transmission/reception separation circuit, and 17 is a transceiver, and these constitute a transmission/reception processing section. In this embodiment, the transmission pulse generator 11 outputs pulses of a plurality of wave numbers at a frequency that determines the scanning angle in the y direction, the transmission delay circuit 12 gives a phase in the x direction, and the drive circuit 13 transmits and receives pulses. The wave device 17 is driven to emit ultrasonic waves. The reflected echoes from the object are received by the same transmitter/receiver 17, guided by the transmitter/receiver separation circuit 16 to the reception delay circuit 15 for phase matching, and added by the adder circuit 14.
This becomes a raster signal corresponding to one scanning direction. Note that a preamplifier may be provided before the reception delay circuit 15. Further, for all raster signals, good images can be obtained by setting the band characteristics of the reception processing unit including the transducer in the frequency range used so that the same intensity is obtained in the depth direction for the same reflector. With this configuration, signals arranged in the x direction applied to the transducer 17 are shown in FIG. That is, the transmission pulse 61 is transmitted through the transmission delay circuit 12.
The beam is delayed by and applied to the transducer 17 to scan and focus the beam in a desired direction. This transmission pulse 61 is a pulse with a plurality of wave numbers (n/2),
Scanning in the y direction is performed by changing this frequency. In addition to the method of keeping the frequency constant in the same pulse,
There is also a method of focusing in the y direction by using this pulse as a chirp signal. Furthermore, by using pulse compression technology, the S/N and distance resolution can be improved. this is,
This can be achieved by providing a distributed delay line after addition. In addition to the method of performing reception processing as an analog signal,
There is also a method of performing /D conversion and digital signal processing. Furthermore, the received digital signal is digitally phase-aligned,
It can also be processed by frequency analysis.

【0008】次に、超音波診断装置における送受信処理
部の他の実施例について述べる。なお、本実施例の探触
子の構成は第1の実施例と同様である。図7は、本発明
の第2の実施例における送受信処理部の構成図、図8は
本発明の第2の実施例における送波パルス発生部の構成
図、図9は本発明の第2の実施例における送信パルス発
生器の構成図、図10は本発明の第2の実施例における
受信処理部の構成図、図11は本発明の第2の実施例に
おける受信時の記憶素子の書き込みおよび読み出しを示
すタイミングチャートである。図7において、71は送
波パルス発生部、72は参照信号発生部、73は混合器
である。本実例では、送波パルス発生部71より、送波
パルスが出力されて、駆動回路13により送受波器17
を駆動し、超音波が放射される。そして、被検体からの
エコーは、送受分離回路16により受信処理部へと導か
れ、参照信号発生器72からの参照信号と混合器73に
より混合される。この参照信号は、各振動子を駆動した
送波パルスを連続的に繰り返したものである。また、参
照信号はチャネルごとに位相を持っているため、周波数
移動するとともに位相合わせがなされ、送波と同じ点に
ビームを形成する。また、送波パルス発生部71は、図
8に示すように、送波パルス発生器81およびマルチプ
レクサ82から構成される。これにより、送波パルス発
生器81で予め記憶したパルスを読み出し、それをマル
チプレクサ82により各振動子に所望の送波パルスを印
加する。さらに、送波パルス発生器81は、図9に示す
ように、記憶素子91、D/A変換器92、フィルタ9
3、および制御部94から構成される。本実施例では、
送波パルスを発生する場合には、記憶素子91に各種送
波パルスのパターン(周波数および位相を含む)を記憶
しておき、ビームの走査方向、フォーカス点に応じた送
波パターンを制御部94の指示によって読み出し、D/
A変換器92およびフィルタ93によりアナログ送波パ
ターンを得る。従って、この回路を最大口径チャネル並
べることになる。また、記憶素子91を各送受波器共通
とし、マルチプレクサ82により各チャネルに切り変え
る方法も可能である。また、本実施例の受信処理部の詳
細な構成は図10に示される。図10において、101
はA/D変換器、102は記憶素子である。本実施例で
は、例えばy方向にフォーカスするための送波信号をチ
ャープ信号で行った場合、図10、図11のように、送
受波器17より受信された信号は、送受分離回路16に
より受信回路へ導かれ、A/D変換器101によりサン
プリング周期Tsでディジタル化された記憶素子102
に順次記憶される。この場合、送波パルス幅をm×Ts
とすると、m個の記憶素子が必要である。また、読み出
しは、読み出し時間Trとすると、Tr=Ts/mで行
い、D/A変換器92とフィルタ93によりアナログ変
換される。一方、送波信号は参照信号発生器72によっ
て同様に1/m圧縮され、サンプリング周期で繰り返さ
れる。これらの信号を混合器73により混合し、周波数
移動および位相合わせを行う。なお、記憶素子102に
おいて、Tsは記憶素子間のデータシフト周期でもある
。このデータの流れについて述べると、受信信号がTs
でサンプリングされ、ディジタルデータとなって記憶素
子102の1番地に記憶される。そして、2Ts時に1
番地のデータが2番地に転送され、1番地に新データが
記憶される。この動作を順次繰返し、m×Ts時には、
1からm番地にデータが揃う。ここで、Ts/mの周期
でデータをmから1まで読み出し、さらに、データをシ
フトさせて新規の(m+1)Ts時のデータを1番地に
記憶する。この時点で、送波信号を1/mに圧縮した信
号が得られるので、混合する参照信号も1/mに圧縮し
て混合する。この動作を繰り返す。なお、本実施例では
、記憶素子をディジタル素子とし、混合操作をアナログ
信号で行ったが、全てディジタルで行ってもよいし、逆
にアナログで行ってもよい。また、記憶素子にRAM等
を用い、シフト走査することなく、番地指定のみで行う
こともできる。また、本実施例では、送波パルス発生器
81は、送波パルスを発生する際、予め記憶したパルス
を読み出しているが、送波パルス発生器81で各位相を
持った送波パルスを発生する方法でもよい。
Next, another embodiment of the transmission/reception processing section in the ultrasonic diagnostic apparatus will be described. Note that the configuration of the probe of this embodiment is the same as that of the first embodiment. FIG. 7 is a block diagram of a transmission/reception processing section in a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a block diagram of a transmission pulse generation section in a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a block diagram of a transmission/reception processing section in a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram of the reception processing unit in the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a block diagram of the transmission pulse generator in the embodiment. FIG. 5 is a timing chart showing reading. In FIG. 7, 71 is a transmission pulse generator, 72 is a reference signal generator, and 73 is a mixer. In this example, a transmission pulse is output from the transmission pulse generator 71, and the drive circuit 13 outputs the transmission pulse to the transducer 17.
is driven, and ultrasonic waves are emitted. Then, the echo from the subject is guided to the reception processing section by the transmission/reception separation circuit 16, and mixed with the reference signal from the reference signal generator 72 by the mixer 73. This reference signal is a continuous repetition of the transmission pulses that drove each vibrator. Furthermore, since the reference signal has a phase for each channel, the frequency is shifted and the phase is matched, forming a beam at the same point as the transmitted wave. Further, the transmission pulse generation section 71 includes a transmission pulse generator 81 and a multiplexer 82, as shown in FIG. Thereby, the pulses stored in advance are read out by the transmission pulse generator 81, and the desired transmission pulses are applied to each vibrator by the multiplexer 82. Furthermore, as shown in FIG. 9, the transmission pulse generator 81 includes a storage element 91, a D/A converter 92, a filter 9
3, and a control section 94. In this example,
When generating a transmission pulse, various transmission pulse patterns (including frequency and phase) are stored in the storage element 91, and the control unit 94 generates a transmission pattern according to the beam scanning direction and focus point. Read according to the instructions of D/
An analog transmission pattern is obtained by the A converter 92 and filter 93. Therefore, this circuit will be lined up in the largest diameter channel. Alternatively, it is also possible to use the memory element 91 in common for each transducer and switch to each channel using the multiplexer 82. Further, the detailed configuration of the reception processing section of this embodiment is shown in FIG. In FIG. 10, 101
is an A/D converter, and 102 is a storage element. In this embodiment, for example, when the transmission signal for focusing in the y direction is a chirp signal, the signal received from the transducer 17 is received by the transmission/reception separation circuit 16 as shown in FIGS. 10 and 11. A memory element 102 guided into the circuit and digitized by an A/D converter 101 at a sampling period Ts.
are stored sequentially. In this case, the transmission pulse width is m×Ts
Then, m storage elements are required. Further, readout is performed at Tr=Ts/m, where readout time Tr is taken, and analog conversion is performed by the D/A converter 92 and filter 93. On the other hand, the transmission signal is similarly compressed by 1/m by the reference signal generator 72 and repeated at the sampling period. These signals are mixed by a mixer 73 to perform frequency shifting and phase matching. Note that in the memory element 102, Ts is also a data shift period between memory elements. Describing this data flow, the received signal is Ts
The sampled data is stored as digital data at address 1 of the storage element 102. And 1 at 2Ts
The data at address is transferred to address 2, and new data is stored at address 1. This operation is repeated sequentially, and when m×Ts,
Data is collected from addresses 1 to m. Here, data is read from m to 1 at a cycle of Ts/m, and the data is further shifted to store new data at (m+1)Ts at address 1. At this point, a signal obtained by compressing the transmission signal to 1/m is obtained, so the reference signal to be mixed is also compressed to 1/m and mixed. Repeat this action. In this embodiment, the storage element is a digital element and the mixing operation is performed using an analog signal, but the mixing operation may be performed entirely digitally or vice versa. Alternatively, by using a RAM or the like as a storage element, it is also possible to perform only address designation without shift scanning. Furthermore, in this embodiment, when generating a transmission pulse, the transmission pulse generator 81 reads out a pulse stored in advance, but the transmission pulse generator 81 generates a transmission pulse with each phase. It is also possible to do this.

【0009】次に、上記実施例の超音波診断装置を用い
た3次元撮像方法について述べる。これは、被検体の3
次元データを得た後、ソフト処理によりボクセル表示や
陰影表示、ワイヤフレーム表示等を行うものである。図
12は、本発明の第3の実施例における3次元撮像方法
の説明図である。図12において、17a,17bは送
受波器、120は被検体、121a,121bは受信処
理部、122a,122bはディスプレイ、123はオ
ペレータであり、周波数掃引で超音波ビームを走査する
y方向から見たものである。また、送受波器17a,1
7bおよび受信処理部121a,121bは第1あるい
は第2の実施例と同様の構成である。本実施例では、送
受波器を対象に2個配列し、被検体120を走査して、
各探触子に対する画像をディスプレイ122a,122
bに左右の関係を保って表示する。この像をオペレータ
123が両眼で見ると、視差によって立体的に見える。 また、ディスプレイ122a,122bには、横方向に
探触子のy方向、縦方向にx方向を表示し、正視図を表
示する。また、データとしては各ラスタの積分値を用い
るか、あるいは最初通常の断層像を表示し、ロイを設定
してその間でのラスタの積分値を用いる。また、被検体
120の表面を検知して表示してもよい。なお、本実施
例では、図3および図4に示した探触子を用いたが、通
常の2次元アレイ探触子を用いても3次元撮像を実現で
きる。また、本実施例は口径移動するシステムにも適用
できる。さらに、本実施例では等間隔反転分極アレイと
したが、M系列、バーカーコード等、コード化した探触
子を用いてもよい。また、本実施例によれば、周波数を
掃引することから、周波数における被検体の減衰特性等
を分析することもできる。
Next, a three-dimensional imaging method using the ultrasonic diagnostic apparatus of the above embodiment will be described. This is the 3rd part of the test subject.
After obtaining dimensional data, voxel display, shading display, wire frame display, etc. are performed by software processing. FIG. 12 is an explanatory diagram of a three-dimensional imaging method in the third embodiment of the present invention. In FIG. 12, 17a and 17b are transducers, 120 is a subject, 121a and 121b are reception processing units, 122a and 122b are displays, and 123 is an operator, viewed from the y direction in which the ultrasound beam is scanned by frequency sweep. It is something that Moreover, the transducer 17a, 1
7b and the reception processing units 121a and 121b have the same configuration as in the first or second embodiment. In this embodiment, two transducers are arranged, and the object 120 is scanned.
Display images for each probe 122a, 122
b while maintaining the left-right relationship. When the operator 123 views this image with both eyes, it appears three-dimensional due to the parallax. Further, the displays 122a and 122b display the y-direction of the probe in the horizontal direction, the x-direction in the vertical direction, and display a front view. Further, as data, the integral value of each raster is used, or alternatively, a normal tomographic image is displayed first, Roy is set, and the integral value of the raster is used. Alternatively, the surface of the subject 120 may be detected and displayed. Note that although the probes shown in FIGS. 3 and 4 were used in this embodiment, three-dimensional imaging can also be achieved using a normal two-dimensional array probe. Further, this embodiment can also be applied to a system that moves in diameter. Furthermore, although the present embodiment uses an equally spaced inverted polarization array, a coded probe such as M-sequence or Barker code may also be used. Furthermore, according to the present embodiment, since the frequency is swept, it is also possible to analyze the attenuation characteristics of the subject at different frequencies.

【0010】0010

【発明の効果】本発明によれば、従来の電子走査型アレ
イのビーム走査方法を変えることなく、同じ信号線数で
ビームを3次元的に走査することができるので、2次元
アレイ振動子を駆動するように信号線の増大および回路
規模の増大を抑える効果がある。さらに、2方向からの
正視像を表示することで簡便に3次元像が得られる。
According to the present invention, the beam can be scanned three-dimensionally with the same number of signal lines without changing the beam scanning method of the conventional electronically scanned array. This has the effect of suppressing an increase in the number of signal lines to be driven and an increase in circuit scale. Furthermore, a three-dimensional image can be easily obtained by displaying stereoscopic images from two directions.

【0011】[0011]

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

【図1】本発明の第1の実施例における超音波診断装置
の送受信処理部を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a transmission/reception processing section of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の超音波診断用の送波器の原理を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of a conventional ultrasonic diagnostic transmitter.

【図3】本発明の第1の実施例における探触子の概観を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the general appearance of a probe in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例における探触子の構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a probe in the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例におけるビーム走査方向
の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the beam scanning direction in the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例におけるx方向の送波パ
ルスの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a transmission pulse in the x direction in the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例における送受信処理部の
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a transmission/reception processing section in a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例における送波パルス発生
部の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a transmission pulse generation section in a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例における送信パルス発生
器の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a transmission pulse generator in a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例における受信処理部の
構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a reception processing section in a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施例における受信時の記憶
素子の書き込みおよび読み出しを示すタイミングチャー
トである。
FIG. 11 is a timing chart showing writing and reading of a memory element during reception in a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施例における3次元撮像方
法の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a three-dimensional imaging method in a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11  送波パルス発生器 12  送波遅延回路 13  駆動回路 14  加算回路 15  受波遅延回路 16  送受分離回路 17  送受波器 17a  送受波器 17b  送受波器 32  信号線 41  探触子 42  超音波吸収体 43  グランド線 44  バッキング材 61  送波パルス 71  送波パルス発生部 72  参照信号発生部 73  混合器 81  送波パルス発生器 82  マルチプレクサ 91  記憶素子 92  D/A変換器 93  フィルタ 94  制御部 101  A/D変換器 102  記憶素子 120  被検体 121a  受信処理部 121b  受信処理部 122a  ディスプレイ 122b  ディスプレイ 123  オペレータ 11 Transmission pulse generator 12 Transmission delay circuit 13 Drive circuit 14 Adder circuit 15 Reception delay circuit 16 Transmission/reception separation circuit 17 Transducer/receiver 17a Transducer/receiver 17b Transducer/receiver 32 Signal line 41 Probe 42 Ultrasonic absorber 43 Ground line 44 Backing material 61 Transmission pulse 71 Transmission pulse generation section 72 Reference signal generation section 73 Mixer 81 Transmission pulse generator 82 Multiplexer 91 Memory element 92 D/A converter 93 Filter 94 Control section 101 A/D converter 102 Memory element 120 Subject 121a Reception processing unit 121b Reception processing unit 122a Display 122b Display 123 Operator

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  超音波を送波し、被検体からの反射波
を受信して表示する超音波診断装置において、使用周波
数に対応した方向に超音波を送信し、被検体からの反射
波を受信する送受波器を短冊状に配列したことを特徴と
する超音波探触子。
Claim 1: An ultrasonic diagnostic device that transmits ultrasonic waves and receives and displays reflected waves from a subject. An ultrasonic probe characterized by receiving transducers arranged in a strip shape.
【請求項2】  上記送受波器は、等間隔分極反転アレ
イ振動子から構成されたことを特徴とする請求項1記載
の超音波探触子。
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the transducer is composed of an equally spaced polarization-inverted array transducer.
【請求項3】  上記送受波器の前面で被検体との音響
的整合をとる手段と、送受波器の後面で送受波器を支持
する手段と、対象方向以外の超音波を吸収する手段とを
備えて、超音波の放射面に対し、送受波器の面を上記短
冊状に配列した方向と直交する方向に傾斜させて配置し
たことを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。
3. Means for achieving acoustic matching with the subject on the front surface of the transducer, means for supporting the transducer on the rear surface of the transducer, and means for absorbing ultrasonic waves in directions other than the target direction. 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the transducer is arranged so that the surface of the transducer is inclined with respect to the ultrasonic emission surface in a direction perpendicular to the direction in which the strips are arranged. .
【請求項4】  超音波を送波し、被検体からの反射波
を受信して表示する超音波診断装置において、使用周波
数に対応した方向に超音波を送信し、被検体からの反射
波を受信する送受波器を短冊状に配列して構成した超音
波探触子と、該短冊状に配列した方向に電子走査および
フォーカスする手段とを備え、該方向と直交する方向に
は中心周波数を変えて電子走査することを特徴とする超
音波診断装置。
4. An ultrasonic diagnostic device that transmits ultrasonic waves and receives and displays reflected waves from a subject, in which the ultrasonic waves are transmitted in a direction corresponding to the frequency used and the reflected waves from the subject are detected. It is equipped with an ultrasonic probe configured by arranging receiving transducers in a rectangular shape, and a means for electronic scanning and focusing in the direction in which the rectangular array is arranged, and a center frequency in a direction perpendicular to the rectangular direction. An ultrasonic diagnostic device characterized by electronic scanning.
【請求項5】  請求項1記載の探触子を備えたことを
特徴とする3次元撮像装置。
5. A three-dimensional imaging device comprising the probe according to claim 1.
【請求項6】  超音波を送波し、被検体からの反射波
を受信して表示する超音波診断方法において、超音波ビ
ームにより3次元走査を行う超音波探触子を備え、該探
触子により被検体を2方向から撮像して、両該方向に対
応する表示画面に該探触子より得た正視像を表示するこ
とを特徴とする超音波診断方法。
6. An ultrasonic diagnostic method for transmitting ultrasonic waves and receiving and displaying reflected waves from a subject, comprising an ultrasonic probe that performs three-dimensional scanning with an ultrasonic beam; An ultrasonic diagnostic method comprising: imaging a subject from two directions using a probe, and displaying normal images obtained from the probe on display screens corresponding to both directions.
JP3118975A 1991-03-24 1991-05-24 Ultrasonic diagnostic apparatus Pending JPH04347144A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3118975A JPH04347144A (en) 1991-05-24 1991-05-24 Ultrasonic diagnostic apparatus
DE4209394A DE4209394C2 (en) 1991-03-26 1992-03-23 Ultrasound imaging device
US08/105,906 US5360007A (en) 1991-03-24 1993-07-19 Ultrasonic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3118975A JPH04347144A (en) 1991-05-24 1991-05-24 Ultrasonic diagnostic apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04347144A true JPH04347144A (en) 1992-12-02

Family

ID=14749917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3118975A Pending JPH04347144A (en) 1991-03-24 1991-05-24 Ultrasonic diagnostic apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04347144A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017021034A (en) * 2016-08-02 2017-01-26 国立研究開発法人港湾空港技術研究所 Supersonic grating three-dimensional electrical imaging apparatus
CN107198543A (en) * 2017-04-25 2017-09-26 华中科技大学 It is a kind of to be used for the control device of ultrasonic face battle array probe

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017021034A (en) * 2016-08-02 2017-01-26 国立研究開発法人港湾空港技術研究所 Supersonic grating three-dimensional electrical imaging apparatus
CN107198543A (en) * 2017-04-25 2017-09-26 华中科技大学 It is a kind of to be used for the control device of ultrasonic face battle array probe
CN107198543B (en) * 2017-04-25 2019-09-27 华中科技大学 A kind of control device for ultrasonic face battle array probe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5360007A (en) Ultrasonic apparatus
US6790182B2 (en) Ultrasound system and ultrasound diagnostic apparatus for imaging scatterers in a medium
JPH09313487A (en) Method and device for ultrasonic three-dimensional photographing
JP3862793B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same
US4596145A (en) Acoustic orthoscopic imaging system
US20040066708A1 (en) Ultrasonic transmitting and receiving apparatus
KR20110139643A (en) Ultrasonic diagnosis apparatus
JP2007512068A (en) Three-dimensional ultrasound imaging using mechanical probe with beam scanning reversal
JP2900836B2 (en) Electronic scanning ultrasonic diagnostic equipment
US8235906B2 (en) System and method for accelerated focused ultrasound imaging
JP4090370B2 (en) Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic imaging method
JP2743008B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JPH04347144A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2003169800A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic equipment using the same
JPH0581141B2 (en)
JPS6340974Y2 (en)
JP2004223109A (en) Apparatus and method for picking up ultrasonic image
JPH04314435A (en) Ultrasonic diagnosing apparatus
JPS5838541A (en) Ultrasonic wave transmitting and receiving apparatus
JPH0530464B2 (en)
JPH0263441A (en) Ultrasonic wave feeler and ultrasonic wave diagnosis device
Hykes et al. Real-Ti me Ultrasound Instru mentation: An Update
JPS584540A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2004113694A (en) Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic imaging method
JPS61144582A (en) Multi-frequency ultrasonic transmitter-receiver