JPH0515528A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 整相加算回路に入力される各超音波振動子の
受信出力の位相を全て正確なものとでき、これにより正
確な画像情報を形成する。 【構成】 複数の超音波振動子が並設されこの超音波振
動子が送信駆動される超音波探触子１と、反射エコーを
受信する各超音波振動子からの出力を個々に増幅する増
幅器からなる増幅器群６と、この増幅器群６の各増幅器
からの出力を入力しこれら各出力の整相および加算を行
う整相加算回路８とを備える超音波診断装置において、
前記各超音波振動子からの受信出力を振幅補正回路５を
介して前記増幅器群６の各増幅器に入力するように構成
するとともに、前記振幅補正回路５は少なくとも各超音
波振動子の受信開始から一定の期間受信出力を小さくす
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置に係
り、特に、被検体に当接させる超音波探触子が並設され
た複数の超音波振動子を備える超音波診断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の超音波診断装置は、超音波探触
子の各超音波振動子からの受信出力をそれぞれ増幅する
増幅器を備える増幅器群に入力させ、この増幅器群の各
増幅器からの出力を整相加算回路に入力し、この整相加
算回路の出力で被検体の断層像を構成するようになって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された超音波診断装置は、超音波探触子のそれ
ぞれの超音波振動子の受信出力がその受信期間中におい
てその前半部から後半部にかけて大きな出力から小さな
出力へと順次変化することが認められる。

【０００４】この理由は、受信期間において経時的に得
られる順次各受信出力は、超音波探触子から浅い組織か
ら深い組織における各反射エコーに基づくものであるか
らである。

【０００５】このため、特に、各超音波振動子の受信期
間中における受信開始から一定時間の間における受信出
力は、その振幅が大きいが故に増幅器に入力した場合そ
の増幅器が飽和状態となって、該増幅器の出力波形は変
形され位相が変更されたものとなってしまう。

【０００６】したがって、このような出力が整相加算回
路に入力された場合、正確な整相加算を行うことができ
ず、その後において正確な画像情報が得られないという
問題点が残されていた。

【０００７】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、整相加算回路に入力される各超音波振動子の受信出
力の位相を全て正確なものとでき、これにより正確な画
像情報を形成することのできる超音波診断装置を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、複数の超音波振動子
が並設されこれら超音波振動子が送信駆動される超音波
探触子と、反射エコーを受信する各超音波振動子からの
出力を個々に増幅する増幅器からなる増幅器群と、この
増幅器群の各増幅器からの出力を入力しこれら各出力の
整相および加算を行う整相加算回路とを備える超音波診
断装置において、前記各超音波振動子からの受信出力を
振幅補正回路を介して前記増幅器群の各増幅器に入力す
るように構成するとともに、前記振幅補正回路は少なく
とも各超音波振動子の受信開始から一定の期間受信出力
を小さくするように構成したことにある。

【０００９】

【作用】このように構成した超音波診断装置は、特に、
各超音波振動子からの受信出力を、振幅補正回路によっ
て、少なくとも受信開始から一定の期間受信出力を小さ
くし、その後において増幅器に入力させているものであ
る。

【００１０】各超音波振動子からの受信出力のうち受信
開始から一定の期間の受信出力は、それが被検体の浅い
組織における反射エコーに基づく信号であるため、それ
以外の受信出力に比べて振幅が極めて大きく、このよう
な振幅の大きな受信出力が増幅器に入力されると該増幅
器を飽和状態にさせてしまうことになる。

【００１１】したがって、このような大きな受信出力が
各超音波振動子から送出された際、すなわち、各超音波
振動子からの受信出力のうち受信開始から一定の期間に
おいて、該受信出力を前記振幅補正回路によって小さく
することにより前記増幅器が飽和状態になることを防ぐ
ことができるようになる。

【００１２】このため、増幅器からの出力は、従来のよ
うに、その位相が変化してしまうというようなことはな
くなり、整相加算回路からの出力で正確な画像情報を形
成することができるようになる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明による超音波診断装置の一実
施例を示す概略ブロック構成図である。

【００１４】同図において、まず、被検体に当接されて
使用される超音波探触子１があり、この超音波探触子１
は並設された複数の超音波振動子１Ａ、１Ｂ、…、１Ｎ
から構成されている。

【００１５】これら各超音波振動子１Ａ、１Ｂ、…、１
Ｎは、それぞれ制御回路１４からの出力により送信回路
４を介した送受信分離回路３からの送信信号によりオン
動作する高圧スイッチ群２を介して電圧が供給され超音
波を被検体内に送信するようになっている。

【００１６】この場合における各超音波振動子１Ａ、１
Ｂ、…、１Ｎの送信駆動は、同時に超音波を送信する超
音波振動子群を最初の超音波振動子１Ａから順次隣接す
る一定数で構成し、この超音波振動子群を一超音波振動
子毎に順次シフトするようになされている。

【００１７】このように、同時に超音波を送信する超音
波振動子群を構成するのは、各超音波ビームを集束させ
いわゆるフォーカスビームを形成するためである。

【００１８】このようにして、被検体内で反射される反
射エコーをとらえた各超音波振動子１Ａ、１Ｂ、…、１
Ｎは、それに対応する受信信号を前記送受信分離回路３
を介して振幅補正回路５に入力されるようになってい
る。

【００１９】図２は各超音波振動子に対応させて設けら
れた振幅補正回路５を示す構成図である。

【００２０】同図において、たとえば超音波振動子１Ａ
からの出力は直流をカットするコンデンサ５１、抵抗５
２、さらにコンデンサ５３を介してプリアンプ６１に入
力されるようになっている。このプリアンプ６１は増幅
器群６のうちの一の増幅器である。

【００２１】一方、前記抵抗５２およびコンデンサ５３
との接続点にはバイアス用コイル５４を介してコントロ
ール電圧が印加されるようになっているとともに、該接
続点とアースとの間にはいわゆるＰＩＮダイオード５５
とコンデンサ５６および電流制限用抵抗５７の並列接続
体とが直列に接続されている。

【００２２】ここで、前記ＰＩＮダイオード５５は順方
向に接続され、このＰＩＮダイオード５５に流れる電流
によってその抵抗が変化する特性を有する。

【００２３】なお、図２においては、上述した回路が各
超音波振動子毎に設けられたものとなって振幅補正回路
５が構成されている。

【００２４】次に、上述したコントロール電圧について
説明する。

【００２５】図３において、その（ａ）は、制御回路１
４から送信回路４に出力される信号であり、超音波振動
子を送信駆動させる信号に対応するものである。すなわ
ち、図中、ハイレベルの信号が送出された際には、超音
波振動子が駆動され超音波を送出するようになってい
る。したがって、次のハイレベルの信号が送出されるま
での期間中は超音波振動子が反射エコーを受信できる期
間となっている。

【００２６】そして、この図３（ａ）に示す信号に同期
して、前記制御回路１４からは、メモリ７を介して図３
（ｂ）に示すコントロール電圧が送出されるようになっ
ている。

【００２７】図３（ｂ）は、上述した反射エコーを受信
できる期間において、その受信開始時からの一定電圧か
ら順次段差的に低電圧となるような信号となっているも
のである。

【００２８】この信号は、図１において、メモリ７から
振幅補正回路５へ送出される信号となるものであるが、
前記メモリ７では制御回路１４において図３（ａ）に示
す信号の情報（反射エコーを受信できる時間Ｔ）との兼
ね合いから予め格納されている情報（前記時間Ｔを分割
し、かつ分割時間に割り当てられる電圧値）により図３
（ｂ）に示す信号を形成するようになっている。

【００２９】なお、前記時間Ｔは超音波探触子１の種類
あるいは走査によって変更されるものであることから、
この情報を予めメモリ７に格納しておきこの情報に基づ
きコントロール電圧の可変段階および各段階の電圧値を
設定しておく必要があるものである。

【００３０】したがって、上述した振幅補正回路５にお
いて、反射エコーを受信できる期間の間、図３（ｂ）に
示すコントロール電圧が高電圧から順次低電圧となって
印加されることになる。そして、このことにより、ＰＩ
Ｎダイオード５５の抵抗は小さい値から順次高い値にな
る。

【００３１】このことから、受信開始時における反射エ
コーである入力信号は、超音波探触子１に近接する浅い
組織からの振幅の大きな出力であるにも拘らず、抵抗５
２、抵抗の小さい状態のＰＩＮダイオード５５によって
分圧され、その出力が小さくなってプリアンプ６１に入
力されるようになる。

【００３２】また、次の送信開始に近い受信時において
の入力信号は、超音波探触子１に遠ざかる深い組織から
の振幅の小さな出力であるが、ＰＩＮダイオード５５の
抵抗が大きくなっていることから、ほぼ出力値が変化す
ることなくプリアンプ６１に入力されるようになる。

【００３３】このことから、プリアンプ６１へ出力され
る信号の振幅は、組織の深さに関係なく常時ほぼ一定値
を保持でき、この一定値がプリアンプ６１を飽和状態と
しない値に設定すれば、信号波形の変形を起こさせない
で、したがって位相を変動させないで整相加算回路８に
入力させることができる。

【００３４】このことから、整相加算回路８において
は、位相の正確な各入力信号をそれぞれ整相しかつ加算
することから、正確な整相出力を送出させることができ
るようになる。

【００３５】その後は、従来と同様な回路を経て画像処
理がなされ、これにより形成された断層像が表示装置１
３に表示されることになる。

【００３６】すなわち、図１に示すように、整相加算回
路８からの一ビーム分の出力はＡ／Ｄ変換器９に入力さ
れ、ここでディジタル信号に変換されるようになる。そ
して、このディジタル信号はラインメモリ１０に一旦格
納され、このラインメモリ１０に格納された情報が順次
フレームメモリ１１に格納されるようになっている。

【００３７】このフレームメモリ１１は、後述する表示
装置１３であるＣＲＴの画素に対応する記憶セルを有す
るメモリからなり、また必要に応じて制御回路１４によ
って画像処理がなされるようになっている。

【００３８】そして、フレームメモリ１１からの情報
は、Ｄ／Ａ変換器１２に入力されてアナログ信号に変換
されて前記表示装置１３に入力されるようになってい
る。

【００３９】以上説明したことから明らかなように、本
実施例では、特に、各超音波振動子からの受信出力を、
振幅補正回路５によって、少なくとも受信開始から一定
の期間受信出力を小さくし、その後において増幅器６に
入力させているものである。

【００４０】各超音波振動子からの受信出力のうち受信
開始から一定の期間の受信出力は、それが被検体の浅い
組織における反射エコーに基づく信号であるため、それ
以外の受信出力に比べて振幅が極めて大きく、このよう
な振幅の大きな受信出力が増幅器６に入力されると該増
幅器６を飽和状態にさせてしまうことになる。

【００４１】したがって、このような大きな受信出力が
各超音波振動子から送出された際、すなわち、各超音波
振動子からの受信出力のうち受信開始から一定の期間に
おいて、該受信出力を前記振幅補正回路５によって小さ
くすることにより前記増幅器６が飽和状態になることを
防ぐことができるようになる。

【００４２】このため、増幅器６からの出力は、従来の
ように、その位相が変化してしまうというようなことは
なくなり、整相加算回路８からの出力で正確な画像情報
を形成することができるようになる。

【００４３】上述した実施例では、前記振幅補正回路５
は各超音波振動子の受信開始から経時変化にともない順
次受信出力を小さくするように構成したものである。し
かし、このような構成に限定されることはない。たとえ
ば、各超音波振動子の受信開始から一定時間のみにおい
て受信出力を小さくするようにしても同様の効果を奏す
ることができる。

【００４４】具体的には、超音波振動子を送信駆動させ
る図４（ａ）に示すハイレベルの信号に同期させ、該信
号から一定の時間ｔだけ、該超音波振動子に対応する補
正回路に、図４（ｂ）に示す電圧の大きなコントロール
電圧を印加するように構成するようにしてもよい。

【００４５】本発明の要旨は、少なくとも各超音波振動
子の受信開始から一定の期間受信出力を小さくするよう
に構成することにある。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による超音波診断装置によれば、整相加算回路に
入力される各超音波振動子の受信出力の位相を全て正確
なものとでき、これにより正確な画像情報を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図である。

【図２】本発明による超音波診断装置の一実施例に用い
られる振幅補正回路の一実施例を示す回路図である。

【図３】前記振幅補正回路に入力されるコントロール電
圧の入力タイミングを示したタイミング図である。

【図４】本発明による超音波診断装置の他の実施例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１…超音波探触子、３…送受信分離回路、４…送信回
路、５…振幅補正回路、６…増幅器、８…整相加算回
路、１４…制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の超音波振動子が並設されこれら超
   音波振動子が送信駆動される超音波探触子と、反射エコ
   ーを受信する各超音波振動子からの出力を個々に増幅す
   る増幅器からなる増幅器群と、この増幅器群の各増幅器
   からの出力を入力しこれら各出力の整相および加算を行
   う整相加算回路とを備える超音波診断装置において、前
   記各超音波振動子からの受信出力を振幅補正回路を介し
   て前記増幅器群の各増幅器に入力するように構成すると
   ともに、前記振幅補正回路は少なくとも各超音波振動子
   の受信開始から一定の期間受信出力を小さくするように
   構成したことを特徴とする超音波診断装置。