JPH05212037A - Ultrasonic diagnostic system - Google Patents

Ultrasonic diagnostic system

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JPH05212037A
JPH05212037A JP4020387A JP2038792A JPH05212037A JP H05212037 A JPH05212037 A JP H05212037A JP 4020387 A JP4020387 A JP 4020387A JP 2038792 A JP2038792 A JP 2038792A JP H05212037 A JPH05212037 A JP H05212037A
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JP
Japan
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current
voltage
transistor
signal
sig
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4020387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Matsushima
哲也 松島
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH05212037A publication Critical patent/JPH05212037A/en
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To correspond to the large diameter channel processing while increasing the connectable number for the same tap with the delay line of the reception signal from current-converted multiple vibrators in an ultrasonic diagnostic device displaying the sectional image of a testee by means of a focusing control of ultrasonic beam using a linear array with multiple ultrasonic vibrators. CONSTITUTION:A voltage/current conversion means 5 is provided with voltage/ current converters VI1 to VIn converting input voltage signals VSIG into current signals ISIG at its output with the constant bias current IDC supplied and constant current sources IG1 to IGn supplying the bias current IDC to the VI1 to VIn so as to prevent the bias current IDC from being outputted at a tap changeover means 6.

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、複数の超音波振動子を
有するリニアアレイを用いた超音波ビームの焦点制御に
より被検体の断層像を表示する超音波診断装置に関す
る。超音波診断装置にあっては、リニアアレイとして配
列した複数の超音波振動子に高電圧パルスを印加して駆
動し、被検体内に超音波ビームを照射して各組織からの
反射波を受信して電気信号に変換し、超音波ビームが被
検体内部の特定の部位に焦点が形成されるように、振動
子からの受信信号個々に遅延線に対するタップ切換えを
行って遅延を施し、1つのタップに複数の信号を切り換
えた場合の加算を容易にするため、遅延前に電流信号に
変換しておくことで単純に電流加算して遅延し、1つの
走査信号として出力する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for displaying a tomographic image of a subject by controlling the focus of an ultrasonic beam using a linear array having a plurality of ultrasonic transducers. In an ultrasonic diagnostic apparatus, high voltage pulses are applied to a plurality of ultrasonic transducers arranged as a linear array to drive them, and an ultrasonic beam is emitted into the subject to receive reflected waves from each tissue. Then, each received signal from the transducer is delayed by tap switching with respect to the delay line so that the ultrasonic beam is focused on a specific portion inside the subject. In order to facilitate the addition when switching a plurality of signals to the taps, the current signals are converted before the delay to simply add the currents and delay them, and output them as one scanning signal.

【0002】しかし、IC化により遅延線の1つのタッ
プに対する出力線の電流容量は例えば30mAに制限さ
れており、受信電圧を電流信号に変換する際に、所定の
ダイナミックレンジ(無歪み入力電圧の範囲)を得るた
めに流している直流バイアス電流が出力電流に含まれて
おり、複数の受信信号電流を1つのタップ端子に切換え
た場合、信号がなくともバイアス電流の加算によりタッ
プ接続できる信号数が制限され、64素子、96素子、
128素子といった大口径チャネル化に対応できない問
題があり、この点の改善が望まれる。
However, the current capacity of the output line with respect to one tap of the delay line is limited to, for example, 30 mA due to the IC, and a predetermined dynamic range (a distortion-free input voltage Output current includes the DC bias current flowing to obtain a range), and when multiple received signal currents are switched to one tap terminal, the number of signals that can be tap-connected by adding the bias currents even if there are no signals Is limited to 64 elements, 96 elements,
There is a problem that it cannot deal with a large-diameter channel such as 128 elements, and improvement of this point is desired.

【0003】[0003]

【従来の技術】図4は従来の超音波診断装置の説明図で
ある 図4において、制御手段1は所定のタイミングで駆動パ
ルスを送信ドライバ群2のドライバDR1〜DRnに順次
送り、各送信ドライバDR1〜DRnは入力された駆動パ
ルスに基づき高電圧パルスを生成し、超音波振動子群3
のうち対応する超音波振動子TR1〜TRnを駆動し、超
音波ビームを被検体中に照射する。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is an explanatory view of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. In FIG. 4, a control means 1 sequentially sends a driving pulse to drivers DR 1 to DR n of a transmission driver group 2 at a predetermined timing. The transmission drivers DR 1 to DR n generate high voltage pulses based on the input drive pulse, and the ultrasonic transducer group 3
The corresponding ultrasonic transducers TR 1 to TR n are driven to irradiate the subject with an ultrasonic beam.

【0004】被検体内の組織境界面等で反射された超音
波は再び超音波振動子TR1〜TRnに戻り電気信号に変
換される。各振動子TR1〜TRnからの受信信号は前置
増幅器群4の増幅器PR1〜PRnのうち対応する増幅器
で増幅され、電圧電流変換器群5の電流電圧変換器VI
1〜VInのうちの対応する変換器で電流信号に変換さ
れ、タップ選択スイッチ群6に接続される。
The ultrasonic waves reflected by the tissue boundary surface in the subject are returned to the ultrasonic transducers TR 1 to TR n and converted into electric signals. Received signal from each transducer TR 1 to Tr n is amplified by the corresponding amplifier of amplifier PR 1 to PR n preamplifier group 4, the current-voltage converter VI of the voltage-current converter group 5
It is converted into a current signal by the corresponding converter of 1 to VI n and connected to the tap selection switch group 6.

【0005】タップ選択スイッチ群6は電流変換された
各受信信号それぞれが所定の時間遅延を受けられるよう
に遅延線7の複数ある入力タップに選択接続する。各受
信信号(電流信号)は遅延線7を通る間に必要な遅延を
受け、それぞれ互いに加算され、1本の走査信号になっ
て出力され、CRTモニタ上に被検体の断層像を表示す
る。
The tap selection switch group 6 is selectively connected to a plurality of input taps of the delay line 7 so that each of the current-converted received signals can be delayed by a predetermined time. Each received signal (current signal) receives a necessary delay while passing through the delay line 7, is added to each other, is output as one scanning signal, and a tomographic image of the subject is displayed on the CRT monitor.

【0006】被検体内の特定部位、例えば図5に示す位
置Fに超音波ビームの焦点を結ばせるためには、各振動
子位置1,2,・・・Nと焦点位置Fの距離差に応じた
超音波到達もしくは受信時間差に応じて、送信は各振動
子TR1〜TRnへ与える駆動パルスのタイミングを、ま
た受信は各振動子TR1〜TRnからの受信信号に与える
遅延時間を図6の実線で示す分布になるように制御すれ
ばよい。
In order to focus the ultrasonic beam on a specific portion in the subject, for example, the position F shown in FIG. 5, the distance difference between each transducer position 1, 2, ... depending depending on the ultrasonic arrival or reception time difference, the timing of the drive pulse transmission given to each transducer TR 1 to Tr n, also the delay time reception given to the received signals from each transducer TR 1 to Tr n The distribution may be controlled so as to have the distribution shown by the solid line in FIG.

【0007】しかし、実際には、送信の駆動タイミング
もしくは受信の遅延分布は図6の実線に対して、超音波
振動子で送受する超音波信号の中心周波数に対する1周
期の16分の1以内の誤差を正負に持っていても実質上
差し支えないので、図6の点線で示す時間分布で良い。
したがって、遅延線7のタップは1周期の8分の1以下
の時間差で並ぶように設ければ良い。
Actually, however, the transmission drive timing or the reception delay distribution is within 1/16 of one cycle with respect to the center frequency of the ultrasonic signal transmitted and received by the ultrasonic transducer with respect to the solid line in FIG. Even if the error is positive or negative, there is substantially no problem, so the time distribution shown by the dotted line in FIG. 6 may be used.
Therefore, the taps of the delay line 7 may be arranged so as to be arranged with a time difference of ⅛ or less of one cycle.

【0008】ここで各振動子TR1〜TRnからの受信信
号は電圧電流変換器群5の電流電圧変換器VI1〜VIn
により電流信号に変換されているので、遅延線7の同じ
タップに接続された信号同士、および遅延線中を通る信
号と新たにタップから入力された信号同士は電流として
加算でき、特別に加算器等を設ける必要がなく容易に加
算できる利点がある。
The received signals from the transducers TR 1 to TR n are current / voltage converters VI 1 to VI n of the voltage / current converter group 5.
Since it is converted into a current signal by, the signals connected to the same tap of the delay line 7, and the signals passing through the delay line and the signals newly input from the taps can be added as a current, and the special adder There is an advantage that it is possible to add easily without the need to provide the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで電圧電流変換
器群5の電圧電流変換器VI1〜VInは、通常トランジ
スタ等を用いた図7に示す回路で構成する。この回路で
電圧電流変換を行うトランジスタQ1を動作させるに
は、常に直流バイアス電流IDCを流す必要がある。即
ち、前置増幅器より得られる振動子からの受信信号の電
圧波形VSIG が図8(a)で示すような場合、電圧電流
変換器VIの出力、すなわちトランジスタQ1のコレク
タの電流波形は図8(b)で示されるように直流バイア
ス電流IDCに信号電流ISIG を加えた電流(IDC+I
SIG )となる。したがって、入力信号があるなしに係わ
らず直流バイアスIDCは常に流れている。
By the way, the voltage-current converters VI 1 to VI n of the voltage-current converter group 5 are usually composed of the circuit shown in FIG. 7 which uses transistors or the like. In order to operate the transistor Q1 that performs voltage-current conversion in this circuit, it is necessary to always supply the DC bias current I DC . That is, when the voltage waveform V SIG of the received signal from the oscillator obtained from the preamplifier is as shown in FIG. 8A, the output of the voltage-current converter VI, that is, the current waveform of the collector of the transistor Q1 is shown in FIG. As shown in (b), the current (I DC + I) obtained by adding the signal current I SIG to the DC bias current I DC.
SIG ). Therefore, the DC bias I DC is always flowing regardless of the input signal.

【0010】このため複数の振動子からの受信信号が同
じ遅延線のタップに入力される場合、そのタップに接続
されるタップ切り換えスイッチ群6の出力線に流れる電
流が過大になる可能性がある。通常、タップ切換えスイ
ッチは半導体スイッチIC等が用いられるが、1スイッ
チ当りの通過電流もしくは端子の出力電流は最大定格で
も高々30mA程度以下である。
Therefore, when received signals from a plurality of vibrators are input to the taps of the same delay line, the current flowing through the output line of the tap changeover switch group 6 connected to the taps may be excessive. .. Usually, a semiconductor switch IC or the like is used as the tap changeover switch, but the passing current per switch or the output current of the terminal is about 30 mA or less at the maximum rating.

【0011】一方、図4の回路を用いた電圧電流変換器
VIの場合、電圧電流変換器VIに歪み無しに入力でき
る最大入力電圧振幅、いわゆるタイナミックレンジは (IDC・Re ) 以下でなければならない。したがって、この最大入力電
圧振幅(IDC・Re )を大きくするには、直流バイアス
電流IDCもしくはコンデンサC2で交流接続されたエミ
ッタ抵抗Re を大きくする必要がある。しかし、電圧電
流変換器VIの入力から遅延線7の出力までの電圧利得
はほぼ Z0 /(2・Re ) 但し、Z0 は遅延線の特性インピ
ーダンス で与えられるので、エミッタ抵抗Re を大きくすること
は電圧利得が下がるので限度がある。
On the other hand, in the case of the voltage-current converter VI using the circuit of FIG. 4, the maximum input voltage amplitude that can be input to the voltage-current converter VI without distortion, the so-called dynamic range, must be (I DC · R e ) or less. I have to. Therefore, in order to increase the maximum input voltage amplitude (I DC · R e ), it is necessary to increase the DC bias current I DC or the emitter resistance R e that is AC-connected by the capacitor C2. However, the voltage gain from the input of the voltage-current converter VI to the output of the delay line 7 is approximately Z 0 / (2 · R e ), where Z 0 is given by the characteristic impedance of the delay line, so the emitter resistance R e is There is a limit to increasing the value because the voltage gain decreases.

【0012】例えば最大入力電圧振幅を100mV、電
圧利得を1.0倍、遅延線7の特性インピーダンス10
0Ωとすれば、Re =50Ω、IDC=2mAとなる。し
たがって遅延線7の同じタップに接続できる振動子から
の信号数は、この場合では15が限度である。しかし、
近年高画質化の要求が高まり、超音波振動子の数が例え
ば64素子、96素子、128素子といった大口径多チ
ャネル化が進み、このような装置では同じタップに接続
できる振動子の数は15程度であるということは極めて
困難な制限となる。
For example, the maximum input voltage amplitude is 100 mV, the voltage gain is 1.0 times, and the characteristic impedance 10 of the delay line 7 is 10.
If it is 0Ω, then R e = 50Ω and I DC = 2 mA. Therefore, the number of signals from the vibrator that can be connected to the same tap of the delay line 7 is limited to 15 in this case. But,
In recent years, the demand for higher image quality has increased, and the number of ultrasonic transducers has increased to a large number of channels, for example, 64 elements, 96 elements, and 128 elements. In such a device, the number of transducers that can be connected to the same tap is 15. Being a degree is a very difficult limitation.

【0013】また遅延線7の同じタップに複数の振動子
からの信号電流をを切換接続した場合には、タップ切り
換えスイッチ群6や遅延線7に使用しているバッファア
ンプを飽和させることになり、同様に同じタップに接続
できる振動子の数が制限される。図9はタップ切り換え
スイッチ群6のスイッチマトリクスを示したもので、I
V変換器IV1〜IVnからの出力電流を入力バッファア
ンプにBA1〜IBAnを介して入力し、スイッチで選択
された信号電流を出力バッファアンプOBA1〜OBAn
を介して遅延線6のタップに出力している。
When signal currents from a plurality of oscillators are switched and connected to the same tap of the delay line 7, the tap changeover switch group 6 and the buffer amplifier used for the delay line 7 are saturated. Similarly, the number of oscillators that can be connected to the same tap is limited. FIG. 9 shows a switch matrix of the tap changeover switch group 6.
The output currents from the V converters IV 1 to IV n are input to the input buffer amplifiers via BA 1 to IBA n , and the signal currents selected by the switches are output buffer amplifiers OBA 1 to OBA n.
Is output to the tap of the delay line 6 via.

【0014】また図10は遅延線7の具体的回路を示し
たもので、1つの遅延線では遅延時間には制限があるた
め、複数の遅延線7a,7bを直列接続し、その間をバ
ッファアンプBAを介して接続している。このようにタ
ップ切り換えスイッチ群6の出力バッファアンプOBA
1〜OBAnおよび遅延線7のバッファアンプBAに、電
圧電流変換器VIでダイナミックレンジを得るために流
しているバイアス電流の加算による過大な電流が流れる
と、バッファアンプが飽和状態となり、受信信号電流を
出力できず、その結果、1つのタップに切換えできる信
号数が例えば15というように制限され、大口径チャネ
ル化に対応できない。
FIG. 10 shows a specific circuit of the delay line 7. Since one delay line has a limited delay time, a plurality of delay lines 7a and 7b are connected in series and a buffer amplifier is provided between them. Connected via BA. Thus, the output buffer amplifier OBA of the tap changeover switch group 6
1 to OBA n and the buffer amplifier BA of the delay line 7, when an excessive current due to the addition of the bias currents flowing to obtain the dynamic range in the voltage-current converter VI flows, the buffer amplifier becomes saturated and the received signal is received. No current can be output, and as a result, the number of signals that can be switched to one tap is limited to 15, for example, and it is not possible to cope with a large diameter channel.

【0015】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、電流変換した複数の振動子からの受
信信号の遅延線の同じタップに対する接続可能数を増加
させて大口径チャネル化に対応できるようにした超音波
診断装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and increases the number of connectable delay lines of reception signals from a plurality of current-converted oscillators to the same tap to increase the number of large-diameter channels. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of coping with the increase in the number of users.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、図1(a)に示すように、隣
接する複数の超音波振動子TR1〜TRn に高電圧パル
スを与えて駆動し、被検体内部に超音波ビームを照射す
る送信駆動手段2と、被検体内部の各組織からの超音波
ビームの反射波を超音波振動子TR1 〜TRn で受信し
て再び電気信号に変換して増幅する受信増幅手段4と、
受信増幅手段4からの受信信号電圧を電流信号に変換す
る電圧電流変換手段5と、複数のタップを備えた遅延線
7と、超音波ビームが被検体内部の特定の部位に焦点が
形成されるように超音波振動子TR1 〜TRn に対応す
る電圧電流変換手段5で電流変換された受信信号個々に
対し遅延線7の各タップを選択的に接続して所定の遅延
を与え、それぞれを加算することにより1本の走査信号
を得るタップ切り換え手段6とを備え、遅延線7からの
走査信号を表示する超音波診断装置を対象とする。
FIG. 1 illustrates the principle of the present invention. First, according to the present invention, as shown in FIG. 1A, a transmission drive in which a plurality of adjacent ultrasonic transducers TR 1 to TR n are driven by applying a high voltage pulse to irradiate the inside of a subject with an ultrasonic beam. Means 2; reception amplification means 4 for receiving the reflected waves of the ultrasonic beam from each tissue inside the subject by the ultrasonic transducers TR 1 to TR n , converting them again into electric signals and amplifying them.
The voltage-current conversion means 5 for converting the received signal voltage from the reception amplification means 4 into a current signal, the delay line 7 having a plurality of taps, and the ultrasonic beam are focused on a specific portion inside the subject. As described above, each tap of the delay line 7 is selectively connected to each of the reception signals whose current is converted by the voltage-current conversion means 5 corresponding to the ultrasonic transducers TR 1 to TR n to give a predetermined delay, and It is intended for an ultrasonic diagnostic apparatus that includes a tap switching unit 6 that obtains one scanning signal by adding and that displays the scanning signal from the delay line 7.

【0017】このような超音波診断装置につき本発明に
あっては、電圧電流変換手段5は、受信信号毎に、一定
のバイアス電流IDCを流した状態で入力電圧信号VSIG
を電流信号ISIG に変換して出力する電圧電流変換器V
1 〜VIn と、電圧電流変換器VI1 〜VIn に前記
バイアス電流IDCを供給する定電流源IG1 〜IGn
を備え、電圧電流変換器VI1 〜VIn に流れるバイア
ス電流IDCがタップ切り換え手段6側に出力されないよ
うにしたことを特徴とする。
In the present invention for such an ultrasonic diagnostic apparatus, the voltage / current converting means 5 inputs the input voltage signal V SIG in the state where a constant bias current I DC is made to flow for each received signal.
To current signal I SIG for output
I 1 to VI n and the voltage-current converter VI 1 to VI n to a constant current source IG 1 ~IG n supplying the bias current I DC, the bias current flowing through the voltage-current converter VI 1 to VI n It is characterized in that I DC is prevented from being output to the tap switching means 6 side.

【0018】ここで電圧電流変換器VI1 〜VIn の各
々は、図1(b)に示すように、入力電圧を電流信号に
変換して出力する第1のトランジスタQ1と、第1のト
ランジスタQ1ベースに入力電圧ISIG を交流結合する
コンデンサC1と、第1のトランジスタのコレクタ・エ
ミッタ間に一定の直流バイアス電流IDCを流す第1の直
流バイアス回路(R1,R2,R3)と、第1のトラン
ジスタQ1のコレクタ・エミッタに入力電圧VSIG に応
じた信号電流ISIG を流す交流バイアス回路(C2,R
e)とを備える。
Here, each of the voltage-current converters VI 1 to VI n has a first transistor Q1 for converting an input voltage into a current signal and outputting it, as shown in FIG. 1B, and a first transistor. A capacitor C1 for AC coupling the input voltage I SIG to the base of Q1; a first DC bias circuit (R1, R2, R3) for flowing a constant DC bias current I DC between the collector and emitter of the first transistor; AC bias circuit for supplying a signal current I SIG corresponding to the input voltage V SIG to the collector and the emitter of the first transistor Q1 (C2, R
e) and.

【0019】また定電流源IG1 〜IGn の各々は、第
1のトランジスタQ1のコレクタに一定電流ISIG を流
し込む第2のトランジスタQ2と、第1の直流バイアス
回路(R1,R2,R3)と対称に構成された第2の直
流バイアス回路(R4,R5,R6)とを備える。更に
電圧電流変換回路VI1 〜VIn の各々は、第1のトラ
ンジスタQ1として負電源で動作するNPNトランジス
タを備え、定電流源IG1〜IGnの各々は、第2のトラ
ンジスタQ2として正電源で動作するPNPトランジス
タを備える。
Each of the constant current sources IG 1 to IG n has a second transistor Q2 for flowing a constant current I SIG into the collector of the first transistor Q1 and a first DC bias circuit (R1, R2, R3). And a second DC bias circuit (R4, R5, R6) symmetrically arranged with. Further, each of the voltage-current conversion circuits VI 1 to VI n includes an NPN transistor operating as a first transistor Q1 with a negative power source, and each of the constant current sources IG 1 to IG n has a positive power source as a second transistor Q2. A PNP transistor that operates in

【0020】更にまた、電圧電流変換回路VI1 〜VI
n の各々は、前記第1のトランジスタQ1として正電源
で動作するPNPトランジスタを備え、定電流源IG1
〜IGn の各々は、第2のトランジスタQ2として負電
源で動作するNPNトランジスタを備える。
Furthermore, the voltage-current conversion circuits VI 1 to VI
Each of the n includes a PNP transistor operating with a positive power source as the first transistor Q1, and a constant current source IG 1
Each of ˜IG n includes an NPN transistor that operates with a negative power supply as the second transistor Q2.

【0021】[0021]

【作用】このような構成を備えた本発明の超音波診断装
置によれば、受信信号電圧を電流信号に変換する電圧電
流変換器で無歪み入力電圧の範囲を決めるために直流バ
イアス電流IDCを流していても、この直バイアス電流I
DCの供給源としてタップ切り換え手段6側となる負荷に
対し並列に設けた定電流源IGから流し込むことで、負
荷側からは入力電圧VSIG に応じた電流ISIG のみが流
れ込むこととなり、直流バイアス電流IDCによる出力
線、バッファアンプの制約が解除され、1つのタップに
切り換え接続できる振動子数を大幅に増加し、素子数の
多い大口径チャネル化に適切に対応できる。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention having such a configuration, the DC bias current I DC is used for determining the range of the distortion-free input voltage by the voltage-current converter for converting the received signal voltage into the current signal. This direct bias current I
As a DC supply source, a constant current source IG provided in parallel with the load on the tap switching means 6 side flows in, so that only the current I SIG corresponding to the input voltage V SIG flows in from the load side, and a DC bias is generated. The restrictions on the output line and the buffer amplifier due to the current I DC are lifted, the number of vibrators that can be switched and connected to one tap is significantly increased, and it is possible to appropriately cope with a large-diameter channel having many elements.

【0022】[0022]

【実施例】図2は本発明の一実施例を示した実施例構成
図である。図2において、本発明の超音波診断装置は制
御手段1、送信ドライバDR1〜DRnで構成される送信
ドライバ群2、超音波振動子TR1〜TRnで構成される
超音波振動子群3、前置増幅器PR1〜PRnを備えた前
置増幅器群4、電圧電流変換器VI1〜VInと定電流源
IG1〜IGnを備えた電圧電流変換器群5、タップ切り
換え手段としてのタップ切り換えスイッチ群6、及び遅
延線7で構成される。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment showing one embodiment of the present invention. In FIG. 2, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes a control unit 1, a transmission driver group 2 including transmission drivers DR 1 to DR n , and an ultrasonic transducer group including ultrasonic transducers TR 1 to TR n. 3, preamplifier group 4 including preamplifiers PR 1 to PR n , voltage / current converter group 5 including voltage / current converters VI 1 to VI n and constant current sources IG 1 to IG n , tap switching means , And a delay line 7.

【0023】制御手段1は所定のタイミングで駆動パル
スを送信ドライバ群2の送信ドライバDR1〜DRnに送
り、各送信ドライバDR1〜DRnは入力された駆動パル
スに基づき高電圧パルスを生成して超音波振動子TR1
〜TRnのうちの対応する振動子を駆動し、超音波ビー
ムを被検体内に照射する。被検体内の組織境界面(音響
的不連続点)で反射された超音波は再び超音波振動子T
1〜TRnに戻って電気信号に変換され、前置増幅器群
4の前置増幅器PR1〜PRnで増幅された後、電圧電流
変換器群5に与えられる。
The control means 1 sends a drive pulse to the transmission drivers DR 1 to DR n of the transmission driver group 2 at a predetermined timing, and each transmission driver DR 1 to DR n generates a high voltage pulse based on the input drive pulse. Then ultrasonic transducer TR 1
It drives the corresponding transducer of the to Tr n, irradiating ultrasonic beams into the object. The ultrasonic waves reflected at the tissue boundary surface (acoustic discontinuity point) in the subject are again ultrasonic transducers T.
It returns to R 1 to TR n , is converted into an electric signal, is amplified by the preamplifiers PR 1 to PR n of the preamplifier group 4, and is then supplied to the voltage-current converter group 5.

【0024】本発明の電圧電流変換器群5にあっては、
電圧電流変換器VI1〜VInに加えて定電流源IG1
IGnを新たに設けている。電圧電流変換器VI1〜VI
nは入力電圧の無歪み入力範囲を決めるために常に一定
の直流バイアス電流IDCを流している。この電圧電流変
換器VI1〜VInに流れる直流バイアス電流IDCは新た
に設けた定電流源IG1〜IGnから供給され、タップ切
り換えスイッチ群6側には直流バイアス電流IDCが流れ
ないようにしている。
In the voltage-current converter group 5 of the present invention,
In addition to the voltage-current converters VI 1 to VI n , constant current sources IG 1 to
IG n is newly provided. Voltage-current converters VI 1 to VI
n is always flowing a constant DC bias current I DC to determine the undistorted input range of the input voltage. The DC bias current I DC voltage current flowing through the converter VI 1 to VI n is supplied from the constant current source IG 1 ~IG n newly provided, does not flow DC bias current I DC to the tap changeover switches 6 side I am trying.

【0025】タップ切り換えスイッチ群6は電圧電流変
換器群5から得られた各受信信号(電流信号)のそれぞ
れが所定の被検体の焦点位置に対応した、図6に示した
ような時間遅延を受けられるように、遅延線7に複数設
けている入力タップに選択接続する。遅延線7に供給さ
れた電流信号は同じ入力タップに複数の信号電流が選択
接続された場合には入力タップで加算され、また遅延線
7の中を流れる電流はタップ通過時に新たに入力された
信号電流と加算され、最終的に1つの走査信号として出
力され、CRTモニタ上に被検体の断層像を表示させ
る。
The tap changeover switch group 6 has a time delay as shown in FIG. 6 in which each of the received signals (current signals) obtained from the voltage-current converter group 5 corresponds to a predetermined focus position of the subject. In order to be received, the delay line 7 is selectively connected to a plurality of input taps. The current signal supplied to the delay line 7 is added at the input taps when a plurality of signal currents are selectively connected to the same input tap, and the current flowing through the delay line 7 is newly input when passing through the taps. The signal current is added and finally output as one scanning signal to display a tomographic image of the subject on the CRT monitor.

【0026】図3は図2の電圧電流変換器群5に設けた
電圧電流変換器と定電流回路の1回路を取り出して示し
た実施例回路図である。図3において、まず電流電圧変
換器は第1のトランジスタとして機能するNPNトラン
ジスタQ1、コンデンサC1,C2、及び抵抗R1,R
2及びR3で構成される。即ち、前段に位置する前置増
幅器からの受信信号の信号電圧VSIG をコンデンサC1
を介してトランジスタQ1のベースに交流結合する。ト
ランジスタQ1は負電源VEEで駆動され、ベースを抵抗
R2の直列回路の分圧電圧でバイアスし、エミッタに接
続した抵抗R3で決まる一定の直流バイアス電流IDC
流している。
FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment in which one circuit of the voltage / current converter and the constant current circuit provided in the voltage / current converter group 5 of FIG. 2 is taken out and shown. In FIG. 3, first, the current-voltage converter is an NPN transistor Q1, which functions as a first transistor, capacitors C1 and C2, and resistors R1 and R.
2 and R3. That is, the signal voltage V SIG of the received signal from the preamplifier located in the previous stage is set to the capacitor C1.
AC coupled to the base of the transistor Q1 via. The transistor Q1 is driven by the negative power source V EE , biases the base with the divided voltage of the series circuit of the resistor R2, and supplies a constant DC bias current I DC determined by the resistor R3 connected to the emitter.

【0027】即ち、抵抗R1,R2,R3でトランジス
タQ1に一定のバイアス電流IDCを流す第1の直流バイ
アス回路が構成される。この直流バイアス電流IDCはV
I変換器に対する入力電圧VSIG の無歪み入力領域、所
謂ダイナミックレンジを決定する。更に、トランジスタ
Q1のエミッタに並列にコンデンサC2を介してエミッ
タ抵抗Re を接続しており、エミッタ抵抗Re には入力
電圧VSIG に応じた信号電流ISIG が流れる。このた
め、トランジスタQ1のコレクタには直流バイアス電流
DCと信号電流ISIG を加算した(IDC+ISIG )が流
れる。
That is, the resistors R1, R2 and R3 constitute a first direct current bias circuit for supplying a constant bias current I DC to the transistor Q1. This DC bias current I DC is V
It determines the undistorted input region of the input voltage V SIG to the I converter, the so-called dynamic range. Further, an emitter resistance R e is connected in parallel to the emitter of the transistor Q1 via a capacitor C2, and a signal current I SIG corresponding to the input voltage V SIG flows through the emitter resistance R e . Therefore, (I DC + I SIG ) obtained by adding the DC bias current I DC and the signal current I SIG flows through the collector of the transistor Q1.

【0028】電圧電流変換器VIに対しては定電流源G
Iが設けられる。定電流源GIは第2のトランジスタを
構成するPNPトランジスタQ2と、抵抗R4,R5及
びR6を備える定電源Vccにより動作する。抵抗R4,
R5,R6はトランジスタQ1を備えた電圧電流変換器
VI側の抵抗R1,R2,R3で構成される第1の直流
バイアス回路に対し対称回路を構成しており、R1=R
4、R2=R5、及びR3=R6となっており、抵抗R
4,R5,R6による第2の直流バイアス回路によって
トランジスタQ2にトランジスタQ1と同じ一定の直流
バイアス電流I DCを流している。
For the voltage / current converter VI, a constant current source G
I is provided. The constant current source GI has a second transistor
PNP transistor Q2 and resistors R4, R5 and
And a constant power source Vcc including R6. Resistor R4
R5 and R6 are voltage-current converters equipped with transistor Q1
First direct current composed of resistors R1, R2, R3 on the VI side
A symmetrical circuit is constructed with respect to the bias circuit, and R1 = R
4, R2 = R5, and R3 = R6, and the resistance R
By the second DC bias circuit by 4, R5, R6
Transistor Q2 has the same constant direct current as transistor Q1
Bias current I DCIs flowing.

【0029】トランジスタQ2のコレクタはトランジス
タQ1のコレクタに接続され、この両者の接続間より次
段のタップ選択スイッチ群6に対する出力ラインが取り
出される。図3の実施例の動作としては、電圧電流変換
器VIのトランジスタQ1のコレクタに対し定電流源G
IのトランジスタQ2のコレクタと負荷として機能する
タップ選択スイッチ群6が並列接続され、定電流源GI
は一定バイアス電流IDCを電圧電流変換器VIに供給す
ることから、タップ選択スイッチ群6への出力ラインか
らは前置増幅器よりの入力電圧VSIG からトランジスタ
Q1により変換した信号電流ISIG のみが流れることに
なり、タップ選択スイッチ群6への出力ラインには直流
バイアス電流IDCが流れることはない。
The collector of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q1, and the output line for the tap selection switch group 6 in the next stage is taken out between the two connections. As the operation of the embodiment of FIG. 3, the constant current source G is applied to the collector of the transistor Q1 of the voltage-current converter VI.
The collector of the transistor Q2 of I and the tap selection switch group 6 functioning as a load are connected in parallel, and the constant current source GI
Supplies a constant bias current I DC to the voltage-current converter VI, so that only the signal current I SIG converted from the input voltage V SIG from the preamplifier by the transistor Q1 is output from the output line to the tap selection switch group 6. Therefore, the DC bias current I DC does not flow in the output line to the tap selection switch group 6.

【0030】従って、図2に示したタップ切り換えスイ
ッチ手段6にあっては電圧電流変換器群5から出力され
る超音波振動子TR1〜TRnに対応した信号電流ISIG
のみをスイッチ切り換えして遅延線7のタップに接続す
ることとなり、直流バイアス電流の加算供給がないた
め、信号電流のみによる電流容量の制限であることか
ら、遅延線7の1つのタップに接続可能な超音波振動子
からの受信信号の数の制限を大幅に緩和することができ
る。
Therefore, in the tap changeover switch means 6 shown in FIG. 2, the signal current I SIG corresponding to the ultrasonic transducers TR 1 to TR n output from the voltage-current converter group 5 is outputted.
Only the switch is switched and connected to the tap of the delay line 7. Since there is no DC bias current added and supplied, the current capacity is limited only by the signal current, so it can be connected to one tap of the delay line 7. The limitation on the number of received signals from various ultrasonic transducers can be greatly relaxed.

【0031】このため広帯域チャネル化を目的とした6
4素子、96素子、128素子といったリニアアレイを
用いた超音波診断装置であっても、適切に遅延線に対す
るタップ切り換えを可能とし、焦点制御による断層映像
を適切に表示することができる。尚、上記の実施例にあ
っては、電圧電流変換器VIの第1のトランジスタQ1
としてNPNトランジスタを使用し、定電流源GIの第
2のトランジスタQ2としてPNPトランジスタを使用
した場合を例にとるものであったが、逆にトランジスタ
Q1をPNPトランジスタとし、トランジスタQ2をN
PNトランジスタとしても同じである。
For this reason, the 6
Even an ultrasonic diagnostic apparatus using a 4-element, 96-element, 128-element linear array can appropriately switch taps with respect to a delay line and can appropriately display a tomographic image by focus control. In the above embodiment, the first transistor Q1 of the voltage-current converter VI is
Although an NPN transistor is used as an example and a PNP transistor is used as the second transistor Q2 of the constant current source GI, conversely, the transistor Q1 is a PNP transistor and the transistor Q2 is an N transistor.
The same applies to a PN transistor.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、タップ切り換えスイッチ群側への直流バイアス電流
の出力がないため、タップ切り換えのための選択スイッ
チに既存の安価な半導体スイッチICを用いて構成で
き、またバッファアンプについても既存の安価な半導体
ICを用いて構成でき、素子数の多い大口径チャネル化
に適合した回路構成を実現できる。
As described above, according to the present invention, since no DC bias current is output to the tap changeover switch group side, an existing inexpensive semiconductor switch IC is used as a selection switch for tap changeover. In addition, the buffer amplifier can be configured by using an existing inexpensive semiconductor IC, and a circuit configuration suitable for a large-diameter channel with a large number of elements can be realized.

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

【図1】本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention.

【図2】本発明の実施例構成図FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】図2の電圧電流変換器の実施例回路図3 is a circuit diagram of an embodiment of the voltage-current converter of FIG.

【図4】従来装置の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional device.

【図5】超音波ビームの焦点位置の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a focal position of an ultrasonic beam.

【図6】超音波振動子の各受信信号に与える遅延時間の
説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of a delay time given to each reception signal of the ultrasonic transducer.

【図7】従来の電圧電流変換器の回路図FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional voltage-current converter.

【図8】図8の電圧電流変換器の信号波形図FIG. 8 is a signal waveform diagram of the voltage-current converter of FIG.

【図9】タップ切り換え群の回路図FIG. 9 is a circuit diagram of a tap switching group.

【図10】遅延線の回路図FIG. 10 is a circuit diagram of a delay line

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:制御手段 2:送信駆動手段(送信ドライバ群) 3:超音波振動子群 4:受信増幅手段(前置増幅器群) 5:電圧電流変換手段(電圧電流変換器群) 6:タップ切り換え手段(タップ切り換えスイッチ群) 7:遅延線 DR1〜DRn:送信ドライバ TR1〜TRn:超音波振動子 PR1〜PRn:前置増幅器 VI1〜VIn:電圧電流変換器 IG1〜IGn:定電流源 Q1:第1のトランジスタ(NPNトランジスタ) Q2:第2のトランジスタ(PNPトランジスタ)1: Control means 2: Transmission drive means (transmission driver group) 3: Ultrasonic transducer group 4: Reception amplification means (preamplifier group) 5: Voltage-current conversion means (voltage-current converter group) 6: Tap switching means (Tap changeover switch group) 7: Delay line DR 1 to DR n : Transmission driver TR 1 to TR n : Ultrasonic transducer PR 1 to PR n : Preamplifier VI 1 to VI n : Voltage current converter IG 1 to IG n : constant current source Q1: first transistor (NPN transistor) Q2: second transistor (PNP transistor)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】隣接する複数の超音波振動子(TR1 〜T
n )に高電圧パルスを与えて駆動し、被検体内部に超
音波ビームを照射する送信駆動手段(2)と、被検体内
部の各組織からの超音波ビームの反射波を該超音波振動
子(TR1 〜TRn )で受信して再び電気信号に変換し
た受信信号を増幅する受信増幅手段(4)と、該受信増
幅手段(4)からの受信信号電圧を電流信号に変換する
電圧電流変換手段(5)と、複数のタップを備えた遅延
線(7)と、前記超音波ビームが被検体内部の特定の部
位に焦点が形成されるように前記振動子(TR1 〜TR
n )に対応する前記電圧電流変換手段(5)で電流変換
された受信信号個々に対し前記遅延線(6)の各タップ
を選択的に接続して所定の遅延を与え、それぞれを加算
することにより目的とする走査線上の信号を得るタップ
切り換え手段(6)とを備え、前記遅延線(7)からの
走査信号を表示する超音波診断装置に於いて、 前記電圧電流変換手段(5)は受信信号毎に、入力電圧
を無歪み入力可能な範囲を決める直流バイアス電流(I
DC)を流した状態で入力電圧信号(VSIG )を電流信号
(ISIG )に変換して出力する電圧電流変換器(VI1
〜VIn )と、該電圧電流変換器(VI1 〜VIn )に
前記バイアス電流(IDC)を供給する定電流源(IG1
〜IGn )とを備え、前記電圧電流変換器(VI1 〜V
n )に流れるバイアス電流(IDC)が前記タップ切り
換え手段(6)側に出力されないようにしたことを特徴
とする超音波診断装置。
1. A plurality of adjacent ultrasonic transducers (TR 1 to T).
R n) by applying a high voltage pulse driven, the transmission driving means for irradiating an ultrasonic beam into the subject (2), ultrasonic vibrations reflected wave of the ultrasonic beam from each tissue inside the subject Reception amplification means (4) for amplifying a reception signal received by the child (TR 1 to TR n ) and converted again into an electric signal, and a voltage for converting the reception signal voltage from the reception amplification means (4) into a current signal. A current converting means (5), a delay line (7) having a plurality of taps, and the transducers (TR 1 to TR) so that the ultrasonic beam is focused on a specific portion inside the subject.
n ), each tap of the delay line (6) is selectively connected to each of the received signals current-converted by the voltage-current converter (5) to give a predetermined delay, and the respective sums are added. And a tap switching means (6) for obtaining a target signal on the scanning line according to the above, and in the ultrasonic diagnostic apparatus for displaying the scanning signal from the delay line (7), the voltage-current conversion means (5) is For each received signal, a DC bias current (I
A voltage-current converter (VI 1 ) which converts an input voltage signal (V SIG ) into a current signal (I SIG ) and outputs the converted current signal (V SIG ) in a state where DC is applied.
And to VI n), the bias current (I DC) constant current source for supplying to said voltage current converter (VI 1 ~VI n) (IG 1
˜IG n ) and the voltage-current converter (VI 1 to V
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a bias current (I DC ) flowing through I n ) is prevented from being output to the tap switching means (6) side.
【請求項2】請求項1記載の超音波診断装置に於いて、 前記電圧電流変換器(VI1 〜VIn )の各々は、入力
電圧(VSIG )を電流信号に変換して出力する第1のト
ランジスタ(Q1)と、該第1のトランジスタ(Q1)
のベースに入力電圧(VSIG )を交流結合するコンデン
サ(C1)と、前記第1のトランジスタのコレクタ・エ
ミッタ間に一定の直流バイアス電流(I DC)を流す第1
の直流バイアス回路(R1,R2,R3)と、前記第1
のトランジスタ(Q1)のコレクタ・エミッタに前記入
力電圧(VSIG )に応じた信号電流(ISIG )を流す交
流バイアス回路(C2,Re)とを備え、 前記定電流源(IG1 〜IGn )の各々は、前記第1の
トランジスタ(Q1)のコレクタに一定電流(ISIG
を流し込む第2のトランジスタ(Q2)と、前記第1の
直流バイアス回路(R1,R2,R3)と対称に構成さ
れた第2の直流バイアス回路(R4,R5,R6)とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the voltage-current converter (VI).1 ~ VIn ) Each is input
Voltage (VSIG ) Is converted into a current signal and output.
A transistor (Q1) and the first transistor (Q1)
Input voltage (VSIG ) AC connection
(C1) and the collector of the first transistor.
A constant DC bias current (I DC) Flow first
DC bias circuit (R1, R2, R3) of the
In the collector and emitter of the transistor (Q1) of
Power voltage (VSIG Signal current (ISIG )
Current bias circuit (C2, Re), the constant current source (IG1 ~ IGn ) Each of the first
A constant current (ISIG )
And a second transistor (Q2) for pouring
Configured symmetrically with the DC bias circuit (R1, R2, R3)
The second DC bias circuit (R4, R5, R6)
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by being provided.
【請求項3】請求項1記載の超音波診断装置に於いて、
前記電圧電流変換回路(VI1 〜VIn )の各々は、前
記第1のトランジスタ(Q1)として負電源で動作する
NPNトランジスタを備え、前記定電流源(IG1 〜I
n )の各々は、前記第2のトランジスタ(Q2)とし
て正電源で動作するPNPトランジスタを備えたことを
特徴とする超音波診断装置。
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein
Each of the voltage-current conversion circuits (VI 1 to VI n ) includes an NPN transistor operating with a negative power source as the first transistor (Q1), and the constant current sources (IG 1 to I).
The ultrasonic diagnostic apparatus is characterized in that each of G n ) is provided with a PNP transistor operated by a positive power source as the second transistor (Q2).
【請求項4】請求項1記載の超音波診断装置に於いて、
前記電圧電流変換回路(VI1 〜VIn )の各々は、前
記第1のトランジスタ(Q1)として正電源で動作する
PNPトランジスタを備え、前記定電流源(IG1 〜I
n )の各々は、前記第2のトランジスタ(Q2)とし
て負電源で動作するNPNトランジスタを備えたことを
特徴とする超音波診断装置。
4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
Each of the voltage-current conversion circuits (VI 1 to VI n ) includes a PNP transistor operated by a positive power source as the first transistor (Q1), and the constant current sources (IG 1 to I).
Each of G n ) is provided with an NPN transistor that operates with a negative power source as the second transistor (Q2).
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