JPH0610966Y2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH0610966Y2 JPH0610966Y2 JP1988113569U JP11356988U JPH0610966Y2 JP H0610966 Y2 JPH0610966 Y2 JP H0610966Y2 JP 1988113569 U JP1988113569 U JP 1988113569U JP 11356988 U JP11356988 U JP 11356988U JP H0610966 Y2 JPH0610966 Y2 JP H0610966Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- capacitor
- variable
- circuit
- variable resistance
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はフェイズドアレイ形超音波プローブを用いた超
音波診断装置に関し、特に開口を開いている時のゲイン
特性及び開口を絞っている時の熱雑音特性の改善に関す
るものである。
音波診断装置に関し、特に開口を開いている時のゲイン
特性及び開口を絞っている時の熱雑音特性の改善に関す
るものである。
（従来の技術） 周知のように、超音波診断装置は超音波プローブを被検
体の体表面に当接し、超音波を被検体内に送り込み、こ
の超音波に対する被検体の反応（反射特性、減衰特性、
散乱特性等）に従って被検体内から戻ってくる超音波
（エコー信号）を電気信号に変換して超音波診断装置本
体内に取り込んでいる。この様な超音波診断装置におい
て、超音波プローブがフェイズドアレイ形である場合、
超音波診断装置本体内では第２図に示すような可変開口
回路が構成される。第２図において、１１、１２、…、
１５は超音波プローブ（図示せず）の各超音波素子（フ
ェイズドアレイ）に接続される受信端子、２１、２２、
…、２５は可変開口回路、３は遅延加算回路であり、各
受信端子には超音波素子からの受信信号Ｅ１、Ｅ２、
…、Ｅ５が印加され、遅延加算回路３からは信号ｅｏが
出力される。各可変開口回路２１、２２、…２５は第３
図に示すように可変抵抗素子（図ではＦＥＴ）Ｑと抵抗
Ｒで構成される。可変開口回路はシステムコントローラ
（図示せず）からの制御信号によってＦＥＴ（可変抵抗
素子Ｑ）のドレイン〜ソース間の抵抗値を変え、開口の
開きや絞りを行うようになっている。
体の体表面に当接し、超音波を被検体内に送り込み、こ
の超音波に対する被検体の反応（反射特性、減衰特性、
散乱特性等）に従って被検体内から戻ってくる超音波
（エコー信号）を電気信号に変換して超音波診断装置本
体内に取り込んでいる。この様な超音波診断装置におい
て、超音波プローブがフェイズドアレイ形である場合、
超音波診断装置本体内では第２図に示すような可変開口
回路が構成される。第２図において、１１、１２、…、
１５は超音波プローブ（図示せず）の各超音波素子（フ
ェイズドアレイ）に接続される受信端子、２１、２２、
…、２５は可変開口回路、３は遅延加算回路であり、各
受信端子には超音波素子からの受信信号Ｅ１、Ｅ２、
…、Ｅ５が印加され、遅延加算回路３からは信号ｅｏが
出力される。各可変開口回路２１、２２、…２５は第３
図に示すように可変抵抗素子（図ではＦＥＴ）Ｑと抵抗
Ｒで構成される。可変開口回路はシステムコントローラ
（図示せず）からの制御信号によってＦＥＴ（可変抵抗
素子Ｑ）のドレイン〜ソース間の抵抗値を変え、開口の
開きや絞りを行うようになっている。
このような構成において、可変開口回路の入出力伝達関
数（ゲイン）Ｇ１は Ｇ１＝Ｒ／（ｒ＋Ｒ）…（１） で与えられる。ここでｒは可変抵抗手段としてのＦＥＴ
のドレイン〜ソース間の抵抗であり、ｒｏｎ≦ｒ（ｒｏ
ｎは通常数＋Ω）の値をとる。従って、ゲインのとり得
る範囲は ０＜Ｇ１≦Ｒ／（ｒｏｎ＋Ｒ）…（２） となる。
数（ゲイン）Ｇ１は Ｇ１＝Ｒ／（ｒ＋Ｒ）…（１） で与えられる。ここでｒは可変抵抗手段としてのＦＥＴ
のドレイン〜ソース間の抵抗であり、ｒｏｎ≦ｒ（ｒｏ
ｎは通常数＋Ω）の値をとる。従って、ゲインのとり得
る範囲は ０＜Ｇ１≦Ｒ／（ｒｏｎ＋Ｒ）…（２） となる。
（考案が解決しようとする課題） ところで、開口を開いているチャンネルの信号はできる
だけ信号の劣化を避けるために、ゲインＧ１＝１にすべ
きであるが、（２）式に示すように、ゲインＧ１は原理
的に１にはならない。そこで、従来、抵抗Ｒをできるだ
け大きい値にすることによってゲインＧ１を１に近付け
ていた。しかし、抵抗Ｒを大きくすると、開口を絞った
場合、抵抗Ｒのはきだす熱雑音が大きくなり、後段の遅
延加算回路３で熱雑音も加算されて出力される。このた
め、開口を絞った場合、高Ｓ／Ｎ比のビームフォーミン
グができないと言う問題があった。
だけ信号の劣化を避けるために、ゲインＧ１＝１にすべ
きであるが、（２）式に示すように、ゲインＧ１は原理
的に１にはならない。そこで、従来、抵抗Ｒをできるだ
け大きい値にすることによってゲインＧ１を１に近付け
ていた。しかし、抵抗Ｒを大きくすると、開口を絞った
場合、抵抗Ｒのはきだす熱雑音が大きくなり、後段の遅
延加算回路３で熱雑音も加算されて出力される。このた
め、開口を絞った場合、高Ｓ／Ｎ比のビームフォーミン
グができないと言う問題があった。
本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、開口を開いている場合のゲインを１に近付け、か
つ、絞った場合の熱雑音を小さくする超音波診断装置を
実現することにある。
的は、開口を開いている場合のゲインを１に近付け、か
つ、絞った場合の熱雑音を小さくする超音波診断装置を
実現することにある。
（課題を解決するための手段） 前記した問題点は、フェイズドアレイ形超音波プローブ
を用いて被検体に対して超音波の送受波を行う超音波診
断装置において、 可変抵抗手段と、抵抗及びコンデンサからなる並列回路
とを直列に接続して構成される可変開口回路を備え、 前記可変開口回路における前記並列回路と接続されない
一端は、前記超音波プローブの各アレイに対応するよう
に接続され、 前記並列回路における前記可変抵抗手段と接続されない
一端は接地され、 前記抵抗の値Ｒ及び前記コンデンサの容量Ｃは、導通状
態における可変抵抗手段の最小の抵抗値をｒ，超音波送
受波信号の角周波数をωとした場合、 Ｒ≫ｒ， Ｃ≪１／（ωｒ）， （ωＣ）２Ｒ≫１， の条件を満たすものであることを特徴とする超音波診断
装置により解決される。
を用いて被検体に対して超音波の送受波を行う超音波診
断装置において、 可変抵抗手段と、抵抗及びコンデンサからなる並列回路
とを直列に接続して構成される可変開口回路を備え、 前記可変開口回路における前記並列回路と接続されない
一端は、前記超音波プローブの各アレイに対応するよう
に接続され、 前記並列回路における前記可変抵抗手段と接続されない
一端は接地され、 前記抵抗の値Ｒ及び前記コンデンサの容量Ｃは、導通状
態における可変抵抗手段の最小の抵抗値をｒ，超音波送
受波信号の角周波数をωとした場合、 Ｒ≫ｒ， Ｃ≪１／（ωｒ）， （ωＣ）２Ｒ≫１， の条件を満たすものであることを特徴とする超音波診断
装置により解決される。
また、フェイズドアレイ形超音波プローブを用いて被検
体に対して超音波の送受波を行う超音波診断装置におい
て、 可変抵抗手段と、コンデンサからなるとを直列に接続し
て構成される可変開口回路を備え、 前記可変開口回路における前記コンデンサと接続されな
い一端は、前記超音波プローブの各アレイに対応するよ
うに接続され、 前記コンデンサにおける前記可変抵抗手段と接続されな
い一端は接地され、 前記コンデンサの容量Ｃは、導通状態における可変抵抗
手段の最小の抵抗値をｒ，超音波送受波信号の角周波数
をωとした場合、 Ｃ≪１／（ωｒ）， の条件を満たすものであることを特徴とする超音波診断
装置により解決される。
体に対して超音波の送受波を行う超音波診断装置におい
て、 可変抵抗手段と、コンデンサからなるとを直列に接続し
て構成される可変開口回路を備え、 前記可変開口回路における前記コンデンサと接続されな
い一端は、前記超音波プローブの各アレイに対応するよ
うに接続され、 前記コンデンサにおける前記可変抵抗手段と接続されな
い一端は接地され、 前記コンデンサの容量Ｃは、導通状態における可変抵抗
手段の最小の抵抗値をｒ，超音波送受波信号の角周波数
をωとした場合、 Ｃ≪１／（ωｒ）， の条件を満たすものであることを特徴とする超音波診断
装置により解決される。
（作用） 可変開口回路の抵抗Ｒ及びコンデンサＣが所定の条件を
満たすことにより、開口を開いているときのゲイン劣化
が少なくなり、また開口を絞っている時の熱雑音が小さ
くなり、高Ｓ／Ｎ比の受信ビームフォーミングを行え
る。
満たすことにより、開口を開いているときのゲイン劣化
が少なくなり、また開口を絞っている時の熱雑音が小さ
くなり、高Ｓ／Ｎ比の受信ビームフォーミングを行え
る。
（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本考案の一実施例を示す構成図である。第１図
において、第２図に付した符号が同じ意味で用いている
ので、ここでの説明は省略する。この実施例における特
徴は、可変抵抗素子Ｑと、抵抗Ｒ及びコンデンサＣから
なる並列回路４を直列に接続して可変開口回路を構成し
ている点にある。
において、第２図に付した符号が同じ意味で用いている
ので、ここでの説明は省略する。この実施例における特
徴は、可変抵抗素子Ｑと、抵抗Ｒ及びコンデンサＣから
なる並列回路４を直列に接続して可変開口回路を構成し
ている点にある。
この様な可変開口回路の入出力伝達関数（ゲイン）Ｇ２
は（３）式で得られる。
は（３）式で得られる。
Ｇ２＝｛Ｒ／（Ｒ＋ｒ）｝ ・｛１＋ｊωＣ・Ｒｒ／（Ｒ＋ｒ）｝-1 …（３） 但し、ｒ≧ｒｏｎ ここで抵抗Ｒ及びコンデンサＣの値を（４）式の関係が
成り立つように設定すると、 Ｒ＞＞ｒｏｎ Ｃ＜＜１／（ωｒｏｎ） （ωＣ）２Ｒ＞＞１ …（４） 但し、ωは超音波受信周波数範囲 ゲインＧ２のとり得る範囲は、 ０＜｜Ｇ２｜＜１ …（５） となる。ここで、（３）式に（４）式の条件を代入する
と、Ｇ２＝Ｒ／（Ｒ＋ｒ）となり、｜Ｇ２｜を１に近似
させることができる。この場合、開口を絞った時の熱雑
音は抵抗Ｒ及びコンデンサＣからなる並列回路４のイン
ピーダンスＺの実数部で決まる。（６）式はその実数部
Ｒｅ（Ｚ）を示す。
成り立つように設定すると、 Ｒ＞＞ｒｏｎ Ｃ＜＜１／（ωｒｏｎ） （ωＣ）２Ｒ＞＞１ …（４） 但し、ωは超音波受信周波数範囲 ゲインＧ２のとり得る範囲は、 ０＜｜Ｇ２｜＜１ …（５） となる。ここで、（３）式に（４）式の条件を代入する
と、Ｇ２＝Ｒ／（Ｒ＋ｒ）となり、｜Ｇ２｜を１に近似
させることができる。この場合、開口を絞った時の熱雑
音は抵抗Ｒ及びコンデンサＣからなる並列回路４のイン
ピーダンスＺの実数部で決まる。（６）式はその実数部
Ｒｅ（Ｚ）を示す。
Ｒｅ（Ｚ）＝Ｒ／｛１＋（ωＣＲ）２｝ ＝１／｛Ｒ-1＋（ωＣ）２Ｒ｝ …（６） （６）式は（４）式の関係が成り立つ時はＲ2よりかな
り小さくなるので、開口を絞った時の熱雑音のはきだし
を抑えることができる。
り小さくなるので、開口を絞った時の熱雑音のはきだし
を抑えることができる。
尚、上記実施例において、可変開口回路は５個となって
いるが、本考案は可変開口回路の数を限定するものでは
ない。又、抵抗Ｒは有限値をとる例を示したが、（４）
式の条件を満たす限り、無限大であってもよい。この場
合、抵抗Ｒを接続しないことに相当するので、（４）式
のコンデンサＣの式を満たすようにする。このような構
成にしても、開口を絞ったときの熱雑音の発生を抑えつ
つ、開口を開いたときのゲインを１に近づけることがで
きる。
いるが、本考案は可変開口回路の数を限定するものでは
ない。又、抵抗Ｒは有限値をとる例を示したが、（４）
式の条件を満たす限り、無限大であってもよい。この場
合、抵抗Ｒを接続しないことに相当するので、（４）式
のコンデンサＣの式を満たすようにする。このような構
成にしても、開口を絞ったときの熱雑音の発生を抑えつ
つ、開口を開いたときのゲインを１に近づけることがで
きる。
（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば開口を開いている
時のゲイン劣化が小さく、開口を絞っている時の回路の
はきだす熱雑音を小さくすることができる。従って、高
Ｓ／Ｎ比の受信ビームフォーミングを行う超音波診断装
置を実現することができる。
時のゲイン劣化が小さく、開口を絞っている時の回路の
はきだす熱雑音を小さくすることができる。従って、高
Ｓ／Ｎ比の受信ビームフォーミングを行う超音波診断装
置を実現することができる。
第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２図は従来
例を示す構成図、第３図は従来例における可変開口回路
を示す構成図である。 １１．１２．１３．１４．１５……超音波信号受信端子 ２１．２２．２３．２４．２５……可変開口回路 ３……遅延加算回路 ４……抵抗及びコンデンサからなる並列回路 Ｑ……可変抵抗素子 Ｒ……抵抗、Ｃ……コンデンサ
例を示す構成図、第３図は従来例における可変開口回路
を示す構成図である。 １１．１２．１３．１４．１５……超音波信号受信端子 ２１．２２．２３．２４．２５……可変開口回路 ３……遅延加算回路 ４……抵抗及びコンデンサからなる並列回路 Ｑ……可変抵抗素子 Ｒ……抵抗、Ｃ……コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】フェイズドアレイ形超音波プローブを用い
て被検体に対して超音波の送受波を行う超音波診断装置
において、 可変抵抗手段と、抵抗及びコンデンサからなる並列回路
とを直列に接続して構成される可変開口回路を備え、 前記可変開口回路における前記並列回路と接続されない
一端は、前記超音波プローブの各アレイに対応するよう
に接続され、 前記並列回路における前記可変抵抗手段と接続されない
一端は接地され、 前記抵抗の値Ｒ及び前記コンデンサの容量Ｃは、導通状
態における可変抵抗手段の最小の抵抗値をｒ，超音波送
受波信号の角周波数をωとした場合、 Ｒ>>ｒ， Ｃ<<１／（ωｒ）， （ωＣ）２Ｒ>>１， の条件を満たすものであることを特徴とする超音波診断
装置。 - 【請求項２】フェイズドアレイ形超音波プローブを用い
て被検体に対して超音波の送受波を行う超音波診断装置
において、 可変抵抗手段と、コンデンサからなるとを直列に接続し
て構成される可変開口回路を備え、 前記可変開口回路における前記コンデンサと接続されな
い一端は、前記超音波プローブの各アレイに対応するよ
うに接続され、 前記コンデンサにおける前記可変抵抗手段と接続されな
い一端は接地され、 前記コンデンサの容量Ｃは、導通状態における可変抵抗
手段の最小の抵抗値をｒ，超音波送受波信号の角周波数
をωとした場合、 Ｃ<<１／（ωｒ）， の条件を満たすものであることを特徴とする超音波診断
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988113569U JPH0610966Y2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988113569U JPH0610966Y2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235715U JPH0235715U (ja) | 1990-03-08 |
| JPH0610966Y2 true JPH0610966Y2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=31353522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988113569U Expired - Lifetime JPH0610966Y2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610966Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149889A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Toshiba Corp | Ultrasonic wave receiver |
| JPS60111645A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-18 | 株式会社日立製作所 | 超音波受信装置 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP1988113569U patent/JPH0610966Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0235715U (ja) | 1990-03-08 |
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