JPH0582213B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体に対し送信遅延手段により複
数の並設された超音波振動子から超音波を遅延さ
せて送波し、これにより得られる超音波を受信遅
延手段により遅延させて前記各振動子に受波し、
この各振動子の受波信号を加算して超音波診断情
報を得る超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置においては、被検体に対し送信
遅延線により複数の超音波振動子から超音波を相
異なる遅延時間で送波し、これにより得られる超
音波を受信遅延線により異なる時間で遅延して受
波し、各信号を加算して超音波診断情報を得てい
る。すなわち例えば被検体に対して複数の振動子
を並設してなる探触子から超音波を送波する際、
前記送信遅延線により複数の振動子の中間に配置
された振動子を最大遅延時間とし、各振動子から
異なる遅延時間ｔ１，ｔ２……で超音波を送波す
る。そうすると、超音波の波面が合成され、送信
ビームＴは、１つの送信フオーカスＦ１を生じな
がら、被検者の生体内に送波される。そして生体
内から散乱された超音波を受信遅延線により各振
動子毎に適切な遅延時間ｒ１，ｒ２…を与えて受
信ビームＲを発生し通常Ｆ１と同じところに受信
フオーカスＦ２をかけ、それぞれの振動子で受波
し、前記受信フオーカスＦ２からの信号の位相を
合せている。そしてこれらの受波信号は加算器に
より加算され、表示系に超音波像が得られる。以
上の方法が一般的な電子フオーカス法である。

一方、最近においては、前記電子フオーカス法
に対してさらに分解能の良い超音波像を得る方法
として多段フオーカス法と受信ダイナミツクフオ
ーカス法がある。

多段フオーカス法は、複数のフオーカスを有
し、それぞれのフオーカスに対して超音波の送受
信を行なうので、分解能および画質の改善を行な
うことができるが、１本の走査線を得るためにｎ
回の送受信を行なわなければならない。

これに対して受信ダイナミツクフオーカス法
は、前記多段フオーカスよりも分解能が劣化する
が、画質を向上できるという利点があり、動きの
速い臓器に適した方法である。この受信ダイナミ
ツクフオーカス法は、第１のフオーカスＦ１で送
波を行い、受信時に振動子と前記第１のフオーカ
スＦ１との間の領域Ｐにおいては、この領域Ｐに
おける第２のフオーカスＦ２で受信し、また前記
第１のフオーカスＦ１よりも速い領域Ｑにおいて
は、この領域Ｑにおける第３のフオーカスＦ３で
受信し、１本の走査データを得るものである。

第５図は送信ビームの方向と受信ビームの方向
がずれた場合に前記受信ダイナミツクフオーカス
法を用いた送受信特性を示す図である。第５図に
おいて、送信ビームＴは、送信フオーカスＦ１で
送波を行い、受信ビームＲは、送信ビームＴとは
外れた方向にダイナミツクフオーカスをかける。
ここでこの送信ビームＴと受信ビームＲとの前記
複数の並設された振動子の方位方向に対する音場
特性がほぼ同一特性であれば、送信受信の総合特
性は、送信ビーム方向と受信ビーム方向との中間
位置の方向となる。すなわち第６図に示すように
送信特性と受信特性との方位方向に対する音場の
バランスが合つている場合、つまり前記振動子の
距離方向に対して送信フオーカスＦ１の深さにお
ける総合特性TL１は、送信特性TC１と受信特性
RCとの中間となる。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、前記振動子の距離方向に対して前記
送信フオーカスＦ１から離れるに従つて、つまり
ずれた深さにおいては、送信ビームＴおよび受信
ビームＲを総合したときの総合特性は、送信ビー
ム方向と受信ビーム方向との中間位置の方向とは
ならない。すなわち第５図の点線に示すように総
合特性TLは、送信フオーカスＦ１から離れるに
従い、受信ビームＲ側に偏向する軌跡を描く。こ
れは以下の理由によるものである。

受信ダイナミツクフオーカスは、前述したよう
に１回の送信動作に対して、受信フオーカスＦ２
…を連続的に移動して行くので、ほぼ全ての深度
においてフオーカスを絞つて受信できる。

一方、送信の場合には１回の送信動作に対し
て、１つの送信フオーカスＦ１しかなく、この送
信フオーカスＦ１を外れると、フオーカスが合わ
ず音場が崩れてしまう。このため、音場は送信フ
オーカスＦ１にフオーカスが合つている場合に比
較すると、弱くなつてしまう。つまり送受信総合
特性TLは、送信の音場と受信の音場との相互関
係により決定されるので、送信フオーカスＦ１を
外れると、第７図に示すように前記送信フオーカ
スＦ１よりも近い場合には、送信特性TC２によ
る送受信総合特性TL２、第８図に示すように前
記送信フオーカスＦ１よりも遠い場合には、送信
特性TC３による送受信総合特性TL３の如く送信
音場が崩れ、受信音場の方が総合特性に寄与する
割合いが相対的に大きくなる。このため総合特性
TLは、送信フオーカスＦ１以外では受信ビーム
Ｒ側に偏向した曲線になつてしまい、位置誤差が
生じることになり、良好な超音波像が得られない
という問題があつた。

そこで本発明の目的は、送信ビームの方向と受
信ビームの方向とから決定される送受信総合指向
特性を直線にすることで、表示系を複雑化するこ
となく、位置誤差のない表示が可能となり、良好
な超音波像を得る超音波診断装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、超音波を送受波するための並設され
た複数の超音波振動子と、前記各超音波振動子を
所定の送信遅延データに基づき駆動することによ
り所定の深度に１つの送信フオーカスを持つ送信
ビームを発生させる超音波送信手段と、異なる深
度の複数個の受信フオーカスを持つ受信ビームを
前記送信ビームの方向とは異なる方向に設定する
と共に、前記送信ビームと前記受信ビームの方向
とから決定される送受信総合指向特性が直線にな
るように前記複数個の受信フオーカスを曲線的に
配列する受信遅延データを発生する受信遅延デー
タ発生手段と、前記受信遅延データ発生手段から
の前記受信遅延データに基づき前記各超音波振動
子からの受波信号に遅延を与えて加算し受信信号
を得る超音波受信手段と、前記超音波受信手段に
て得られた受信信号に基づき超音波像を求める手
段とを具備するものである。

（作用） このような手段を講じたことにより次のような
作用を呈する。複数の受信フオーカスを曲線状に
配列したので、送信フオーカスとは異なる深度の
各受信フオーカスの音場の乱れに起因して偏向さ
れる送受信総合指向特性が直線に修正される。し
たがつて、表示系を複雑化することなく、位置誤
差のない表示が可能となり、分解能を向上できる
ので、良好な超音波像を得ることができる。

（実施例） 第１図は本発明に係る非同時受信時における超
音波診断装置の一実施例の概略構成を示す図であ
る。ここに非同時受信とは、１つの送波で１つの
受波を行なうものである。第１図において、探触
子１は、複数の振動子を並設し、図示しない被検
者の生体内に超音波を送波するものである。送信
遅延制御系２は、所定の深度の１つの送信フオー
カスＦ１をかけるべく前記各振動子から異なる遅
延時間で超音波送信ビームを送信制御するもので
ある。送信器３は、前記送信遅延制御系２から入
力する制御信号により、前記探触子１の各振動子
から超音波を送信させるものである。前置増幅器
４は、前記探触子１で生体内から受波した超音波
エコー信号を増幅するものである。受信遅延制御
系５は、受信ダイナミツクフオーカスにすべく、
前記各振動子毎に適切な遅延時間を与え送信ビー
ムとは異なる方向に受信ビームを設定し、且つこ
の受信ビームに異なる複数の受信フオーカスをか
けるような受信遅延データを後述のダイナミツク
フオーカス遅延線６に供給する。また、受信遅延
制御系５は、送信ビームの送信フオーカスとは異
なる深度の各受信フオーカスの音場の乱れに起因
して第５図に点線で示されたように送受信総合指
向特性TLが送信ビーム側に凸状に偏向されるが、
これを第２図に示した直線的な送受信総合指向特
性HTLに修正すべく、上記受信遅延データを修
正してダイナミツクフオーカス遅延線６に供給す
る。すなわち、受信遅延データは、それによる複
数の受信フオーカスが第２図に実線で示された送
信ビーム側に凹状の曲線HD上に配列されるよう
に修正される。なお、修正済の受信遅延データは
受信遅延制御系内部の図示しないメモリに予め記
憶しておいたデータテーブルを、読出すことによ
り発生するものとなつている。前記ダイナミツク
フオーカス遅延線６は、前記受信遅延制御系５か
らの受信遅延データを受けて、前記各振動子に受
波するエコー信号をダイナミツクフオーカス遅延
するものである。総合制御系７は、前記送信遅延
制御系２および受信遅延制御系５を制御するもの
である。受信器８は、前記ダイナミツクフオーカ
ス遅延線６からの位相のそろつた信号を受信する
ものである。位相検出・演算処理回路９は、前記
ダイナミツクフオーカス遅延系６からの信号を位
相検波し、血流速計算などの演算処理を行なうも
のである。DSC１０は、受信器８および位相検
出・演算処理回路９からの信号を超音波スキヤン
からTVスキヤンに変換し、超音波像を表示する
モニタ１１に出力するものである。

このように構成された実施例の作用について説
明する。まず、送信遅延制御系２からの制御信号
を受けて送信器３が動作すると、探触子１の複数
の並設された各振動子から図示しない被検者の生
体内に１つの送信フオーカスをかけた超音波送信
ビームが送波される。そして受信遅延制御系５に
より内部のメモリから受信遅延データが読出さ
れ、補正データがダイナミツクフオーカス遅延線
６に送出される。これによりダイナミツクフオー
カス遅延線６の受信遅延特性は受信遅延データに
より設定される。すなわち、複数の受信フオーカ
スが第２図に実線で示された送信ビーム側に凹状
の曲線HD上に配列されるように受信遅延データ
が修正されているので、送受信総合指向特性TL
の偏向が解消されて、第２図に示した直線的な送
受信総合指向特性HTLに修正され、生体から散
乱された超音波エコーは同一振動子に受波され、
前置増幅器４により受波信号は増幅される。すな
わち送受信総合特性はほぼ直線になつて、受信器
８に出力され、位相検波・演算回路９により前記
信号は位相検波され、それぞれの各信号が加算さ
れてDSC１０に出力される。さらにDSC１０に
よりTVスキヤンに変換され、TVモニタ１１に
超音波像が表示される。したがつて、送受信総合
特性はほぼ直線になつているので、表示系を複雑
化することなく、位置誤差のない表示が可能とな
り、良好な超音波像が得られる。

次に前記実施例の変形例について説明する。第
３図は前記実施例の変形例を示す概略構成図であ
る。なお前記第１図に示す部分と同一部分につい
ては同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
変形例が特徴とするところは、１つの送波に対し
て２つの受波を同時に得る同時受信のために、前
記増幅器４と前記DSC１０との間にダイナミツ
クフオーカス遅延線６ａ、受信器８ａ、位相検
出・演算回路９ａと、ダイナミツクフオーカス遅
延線６ｂ、受信器８ｂ、位相検出・演算回路９ｂ
と、を並列的に接続した点にある。ダイナミツク
フオーカス遅延線６ａ，６ｂ、受信器８ａ，８
ｂ、位相検波・演算回路９ａ，９ｂは、前述した
ダイナミツクフオーカス遅延線６、受信器８、位
相検波・演算回路９と同一構成となつている。受
信遅延制御系５は、受信ダイナミツクフオーカス
にすべく、前記各振動子毎に適切な遅延時間を与
え送信ビームとは異なる方向に受信ビームを設定
し、且つこの受信ビームに異なる複数の受信フオ
ーカスをかけるような受信遅延データを後述のダ
イナミツクフオーカス遅延線６に供給する。ま
た、受信遅延制御系５は、送信ビームの送信フオ
ーカスとは異なる深度の各受信フオーカスの音場
の乱れに起因して第５図に点線で示されたように
送受信総合指向特性TLが送信ビーム側に凸状に
偏向されるが、これを第２図に示した直線的な送
受信総合指向特性HTLに修正すべく、上記受信
遅延データを修正してダイナミツクフオーカス遅
延線６に供給する。すなわち、受信遅延データ
は、それによる複数の受信フオーカスが第２図に
実線で示された送信ビーム側に凹状の曲線HD上
に配列されるように修正される。なお、修正済の
受信遅延データは受信遅延制御系内部の図示しな
いメモリに予め記憶しておいたデータテーブルを
読出すことにより発生するものとなつている。

このような構成によれば、同時受信時におい
て、受信遅延制御系統５ａにより第４図に示す如
く実線で示す左側に偏向した曲線HDaおよび実
線で示す右側に偏向した曲線HDbを得るような
補正データが発生する。そしてこの補正データが
ダイナミツクフオーカス遅延線６ａ，６ｂに入力
されると、生体内から散乱された超音波受受信ビ
ームが補正され、ほぼ直線となる送受信総合特性
が得られる。

このような実施例においても、送受信総合特性
はほぼ直線になつているので、表示系を複雑化す
ることなく、位置誤差のない表示が可能となり、
良好な超音波像が得られる。

なお本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではない。上述した実施例においては、補正デ
ータの発生法としてメモリ内に予め記憶してある
データテーブルを読出すようにしていたが、例え
ば各段毎に逐次補正データを計算するようにして
も良い。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、複数の受信フオーカスを曲線
状に配列したので、送信フオーカスとは異なる深
度の各受信フオーカスの音場の乱れに起因して偏
向される送受信総合指向特性が直線に修正され、
その結果、表示系を複雑化することなく、位置誤
差のない表示が可能となり、良好な超音波像を得
ることができる超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非同時受信時の超音波診
断装置の一実施例の概略構成を示す図、第２図は
受信遅延制御系により受信ダイナミツクフオーカ
スの軌跡を曲線化した状態を示す図、第３図は同
時受信時の変形例を示す図、第４図は第３図に示
す受信遅延制御系によりダイナミツクフオーカス
の軌跡を曲線化した状態を示す図、第５図は従来
の送受信総合特性を示す図、第６図は送信フオー
カス点における送受信ビーム特性を示す図、第７
図は送信フオーカスよりも近い場合の送信受信ビ
ーム特性を示す図、第８図は送信フオーカスより
も遠い場合の送信受信ビーム特性を示す図であ
る。 １……探触子、２……送信遅延制御系、３……
送信器、４……前置増幅器、５，５ａ，５ｂ……
受信遅延制御系、６，６ａ，６ｂ……ダイナミツ
クフオーカス遅延線、７……総合制御系、８，８
ａ，８ｂ……受信器、９，９ａ，９ｂ……位相検
出・演算回路、１０……DSC、１１……モニタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波を送受信するための並設された複数の
   超音波振動子と、 前記各超音波振動子を所定の送信遅延データに
   基づき駆動することにより所定の深度に１つの送
   信フオーカスを持つ送信ビームを発生させる超音
   波送信手段と、 異なる深度の複数個の受信フオーカスを持つ受
   信ビームを前記送信ビームの方向とは異なる方向
   に設定すると共に、前記送信ビームと前記受信ビ
   ームの方向とから決定される送受信総合指向特性
   が直線になるように前記複数個の受信フオーカス
   を曲線的に配列する受信遅延データを発生する受
   信遅延データ発生手段と、 前記受信遅延データ発生手段からの前記受信遅
   延データに基づき前記各超音波振動子からの受波
   信号に遅延を与えて加算し受信信号を得る超音波
   受信手段と、 前記超音波受信手段にて得られた受信信号に基
   づき超音波像を求める手段とを具備したことを特
   徴とする超音波診断装置。