JPH06205773A

JPH06205773A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH06205773A
Application number: JP4199765A
Authority: JP
Inventors: Ko Ishikawa; 皇石川; Yoshizou Ishizuka; 宜三石塚
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な回路構成で、接続部分の目立たない良
好な断層像が得られる超音波診断装置を提供する。【構成】配列された複数の超音波振動子１１ａを有
し、この超音波振動子１１ａによって被検体内に超音波
ビームを送波するとともに、被検体内からの超音波エコ
ーを受波してエコー信号を出力する超音波プローブ１１
と、超音波振動子１１ａに対して、被検体の深度方向に
分割された２つの領域（浅部、深部）各々に対応して異
なるフォーカス設定を行うフォーカス設定手段１３、１
４と、これらフォーカス設定手段１３、１４のいずれか
を選択するフォーカス選択手段１５と、超音波プローブ
１１から出力された前記２つの領域各々に対応した複数
のエコー信号を接続し、異なる領域の境界領域において
は、各異なる領域に対応するエコー信号が所定の出現比
率によって出現するように合成するエコー信号合成手段
２４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子フォーカスあるいは
開口を電子的に制御することにより断層像を得る超音波
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の超音波振動子を有する超音波プロ
ーブから超音波信号を被検体内に送波し、被検体内の反
射体で反射されたエコー信号を超音波振動子で再度受波
し、増幅および検波などの処理を行った後に画像として
表示器に表示する超音波診断装置が医療用等に広く用い
られている。

【０００３】この超音波診断装置において、たとえば超
音波プローブ内の超音波振動子が直線上に配列され、矩
形の断層像をリアルタイムで表示可能な、Ｂモードリニ
アアレイ型超音波診断装置の場合、複数の振動子で送信
をする時は中央の振動子ほど送信のタイミングを遅ら
せ、また受信の時は、中央の振動子ほど受信のタイミン
グを早める処理を行う電子フォーカスの技術が知られて
いる。

【０００４】特に、断層像深度の浅い領域は、周辺部の
超音波振動子と中央部の超音波振動子の送受信タイミン
グの差を大きくし、断層像深度の深い領域は、周辺部の
超音波振動子と中央部の超音波振動子の送受信タイミン
グの差を小さくして得た異なる領域に対してフォーカス
した２種類のエコー信号を、断層像の深度中央付近の混
合部で合成し、深度の浅い部分でも、深い部分でも良好
なフォーカスが施された断層像を得る多段フォーカス処
理や、受波ダイナミックフォーカス処理を用いた移動焦
点方式の超音波診断装置がある。

【０００５】これらの処理における、異なるフォーカス
データの合成手段では、図１７に示すように、そのまま
異なるエコー信号を断層像浅部と断層像深部に分け、単
純に表示した場合、データのつなぎ目が目だち、診断し
にくい断層像になってしまう。なお、外枠は超音波断層
像の全領域を示し、右下がりの斜線部分が浅い領域をフ
ォーカスして得られた画像データ８１、左下がりの斜線
部分が深い部分をフォーカスして得られた画像データ８
２をそれぞれ示すものである。

【０００６】そこで、このような問題を解決するため
に、特開昭６０−１２２５５２号公報（超音波診断装
置）に開示されている技術では、超音波受信信号のフォ
ーカスを切り替える手段としてアナログスイッチを設け
て、超音波をフェイドイン・フェイドアウトしながら切
り替えて接続部分のつなぎ目を目だたなくし、切り替え
時の雑音を低減させている。

【０００７】また、特開平１−２５６９４０号公報（超
音波診断装置）に開示されている技術では、２種類のエ
コー信号を深度方向に所定の重み係数で加算平均する演
算手段により、異なるフォーカスのエコー信号の合成を
行っている。所定の重み係数は、浅い領域をフォーカス
したデータは浅い部分では大きく、深い部分では小さい
係数とし、逆に深い部分をフォーカスしたデータは深い
部分では大きく、浅い部分では小さい係数としている。

【０００８】図１８にこの場合の断層像の構成方法を示
す。ここで、外枠は図１７と同様に断層像外枠を示し、
断層像左側に、合成する重み係数を示す、なお、重み係
数は０から１の実数とする。また、右下がりの斜線部分
が浅い領域をフォーカスして得られた画像データ８３、
左下がりの斜線部分が深い部分をフォーカスして得られ
た画像データ８４を示す。この場合、接続部分のつなぎ
目を目だたなくしている。

【０００９】特開昭６０−１２２５５２号公報および特
開平１−２５６９４０号公報それぞれに開示された技術
において、ともに良好な解像度を得る方法としては、こ
の他、深度とともに送波もしくは受波に関わる振動子の
開口を変化させる方法、すなわち、可変開口方式の超音
波診断装置も知られている。

【００１０】この可変開口方式は、振動子の近傍では振
動子の開口を狭めることによって超音波ビームのビーム
幅を狭くし、振動子から離れるに従って振動子の開口を
広げ遠方への超音波の到達力を高めていくものである。
可変開口の場合のエコー信号合成法も前述と同様の方法
で行うことができる。また、これら移動焦点方式と可変
開口方式を組み合わせて、さらに高分解能な装置を構成
することも行われている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開昭６０−１２２５５２号公報に開示された技術で
は、アッテネータとして用いられるアナログ素子のばら
つきを補正する等の煩雑な処理が必要であるという問題
がある。

【００１２】また、特開平１−２５６９４０号公報に開
示された技術では、深度方向に所定の重み付けで加算平
均する演算手段が必要であった。重み付けを行いなが
ら、平均処理を行うためには、高速な演算回路が必要で
あり、そのため装置内回路の複雑化やコストアップなど
の問題が生じていた。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡易な回路構成で、エコー信号の接
続部分のつなぎ目を目だたなくすることができる安価な
超音波診断装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による超音波診断
装置は、配列された複数の超音波振動子を有し、この超
音波振動子によって被検体内に超音波ビームを送波する
とともに、被検体内からの超音波エコーを受波してエコ
ー信号を出力する超音波プローブと、前記超音波振動子
に対して、被検体の深度方向に分割された複数の領域各
々に対応して異なる駆動条件をそれぞれ設定する複数の
駆動条件設定手段と、前記深度方向に分割された複数の
領域各々に対応して前記複数の駆動条件設定手段のいず
れかを選択する駆動条件選択手段と、前記超音波プロー
ブから出力された前記深度方向に分割された複数の領域
各々に対応した複数のエコー信号を接続し、異なる領域
の境界領域においては、各異なる領域に対応するエコー
信号が所定の出現比率によって出現するように合成する
エコー信号合成手段とを備えている。

【００１５】この超音波診断装置では、駆動条件選択手
段により深度方向に分割された複数の領域に対応して複
数の駆動条件設定手段うちのいずれかが選択され、この
駆動条件設定手段の設定条件に応じて超音波プローブの
各超音波振動子が駆動される。そして、被検体からのエ
コー信号が超音波プローブにより受波された後、深度方
向に分割された複数の領域のうち対応する領域のエコー
信号がエコー信号合成手段により合成される。エコー信
号合成手段では、異なる領域が接続される境界領域にお
いては、異なる領域のエコー信号が所定の出現比率によ
って混在するように合成する。

【００１６】駆動条件設定手段は、具体的には、被検体
の断層像深度に応じて超音波振動子の駆動タイミングを
変化させてフォーカスを行うフォーカス設定手段、ある
いは超音波振動子の開口を変化させる開口設定手段であ
り、両者を併合したフォーカス・開口設定手段も含むも
のである。

【００１７】エコー信号の出現比率は、近距離側のエコ
ー信号と、遠距離側のエコー信号とを交互に出現させる
比率とし、あるいはエコー信号の深度の浅い部分では近
距離側のエコー信号の出現比率が高く、エコー信号の深
度が深くなるにしたがい、遠距離側のエコー信号の出現
比率が高くなる様相を呈するようにしてもよい。

【００１８】このようなエコー信号の混合部を設けるこ
とにより、本発明の超音波診断装置では、深度方向の複
数の領域に対応したそれぞれ異なる駆動条件の設定（フ
ォーカス設定、開口設定、フォーカス・開口設定）によ
って得られた超音波エコー信号が滑らかに接続され、浅
部および深部ともに鮮明な超音波断層像を表示すること
ができる。

【００１９】本発明では、境界領域において接続された
エコー信号について、深度方向に移動平均処理を行った
後に画像表示することが好ましく、これにより境界領域
における異なる領域のエコー信号の不連続性が緩和さ
れ、より自然な超音波断層像が形成される。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例に係る超音波
診断装置の回路構成を表すものである。この超音波診断
装置は、チャンネルｃｈ１〜ｃｈｎの複数（ｎ）個の超
音波振動子１１ａが直線上に配列されたＢモードリニア
アレイ振動子からなる超音波プローブ１１を備えてい
る。超音波振動子１１ａはマルチプレクサ１２を介して
供給される振動子駆動信号により駆動されると超音波ビ
ームを送波し、被検体内の組織の境界で反射された超音
波エコーを受波してエコー信号を出力する電気・音響変
換素子である。

【００２２】超音波振動子１１ａは各々マルチプレクサ
１２を介して、近距離フォーカス設定手段１３および遠
距離フォーカス設定手段１４に接続されている。マルチ
プレクサ１２は、振動子駆動信号をチャンネルｃｈ１〜
ｃｈｎのうち、特定の隣り合う６チャンネルの超音波振
動子１１ａに選択的に加え、これらの超音波振動子１１
ａを順次シフトさせることによって電子走査を行うもの
である。

【００２３】本実施例では、近距離フォーカス設定手段
１３と遠距離フォーカス設定手段１４とは、フォーカス
選択手段１５により１走査毎に交互に選択されるように
なっている。図２は、図１に示した近距離フォーカス設
定手段１３、遠距離フォーカス設定手段１４およびフォ
ーカス選択手段１５を含む具体的な回路構成を表すもの
である。

【００２４】近距離フォーカス設定手段１３は、送信近
距離フォーカス設定手段１３ａおよび受信近距離フォー
カス設定手段１３ｂとにより構成されている。遠距離フ
ォーカス設定手段１４は、送信遠距離フォーカス設定手
段１４ａおよび受信遠距離フォーカス設定手段１４ｂと
により構成されている。

【００２５】送信近距離フォーカス設定手段１３ａは、
６チャンネルで遅延時間がτ₁₁、τ ₁₂、τ₁₃に設定され
ている。送信遠距離フォーカス設定手段１４ａも同じく
６チャンネルで遅延時間がτ₂₁、τ₂₂、τ₂₃となってい
る。送信近距離フォーカス設定手段１３ａには、その出
力ライン（６チャンネル）に対応して設けられた６個の
パルサからなるパルサ群３１が接続されている。同じ
く、送信遠距離フォーカス設定手段１４ａには、その出
力ライン（６チャンネル）に対応して設けられた６個の
パルサからなるパルサ群３２が接続されている。パルサ
群３２にはフォーカス選択手段１５から出力されるフォ
ーカス選択信号ＦＳが直接入力され、一方パルサ群３１
にはフォーカス選択手段１５から出力されるフォーカス
選択信号ＦＳがインバータ３３を介して入力されるよう
になっている。すなわち、フォーカス選択信号ＦＳの内
容に応じて、パルサ群３１、３２のいずれかが選択さ
れ、選択されたパルサ群３１、３２から、送信近距離フ
ォーカス設定手段１３ａまたは送信遠距離フォーカス設
定手段１４ａにより設定された条件により振動子駆動信
号がマルチプレクサ１２へ送られるようになっている。

【００２６】一方、受信近距離フォーカス設定手段１３
ｂは、送信近距離フォーカス設定手段１３ａと同様に、
６チャンネルで、遅延時間がτ₁₁、τ₁₂、τ₁₃に設定さ
れており、加算器３５を備え、この加算器３５により入
力した浅い領域からのエコー信号を加算するようになっ
ている。受信遠距離フォーカス設定手段１４ｂも、送信
遠距離フォーカス設定手段１４ａと同様に、６チャンネ
ルで、遅延時間がτ₂₁、τ₂₂、τ₂₃に設定され、加算器
３６を備え、この加算器３６により入力した深い領域か
らのエコー信号を加算するようになっている。マルチプ
レクサ１２から出力されるエコー信号は、６個のプリア
ンプを備えたプリアンプ群３４を介して受信近距離フォ
ーカス設定手段１３ｂまたは受信遠距離フォーカス設定
手段１４ｂに供給されるようになっている。

【００２７】すなわち、図２の回路では、フォーカス選
択信号ＦＳがローレベル「Ｌ」の場合、送信近距離フォ
ーカス設定手段１３ａに接続されているパルサ群３１の
み選択されて駆動可能な状態となる。そして、近距離フ
ォーカス設定手段１３ａから、各送信毎に、被検体中の
浅部領域に合焦させるべく出力ライン（本実施例では６
ライン）間に遅延時間τ₁₁、τ₁₂、τ₁₃の相対的遅延を
施された振動子駆動信号が出力され、その出力によって
駆動されたパルサ群３１の出力がマルチプレクサ１２に
送られる。図３（Ａ）はこのパルサ群３１の出力波形を
表すものである。

【００２８】マルチプレクサ１２は、振動子駆動信号を
チャンネルｃｈ１〜ｃｈｎのうち、特定の隣合う６チャ
ンネルの超音波振動子１１ａに選択的に加え、これらの
振動子１１ａを順次シフトさせることによって電子走査
を行う。超音波振動子１１ａから被検体に送波された超
音波信号は、被検体の反射体で反射し、再び超音波振動
子１１ａでエコー信号として受信される。

【００２９】エコー信号は、マルチプレクサ１２を経て
受信近距離フォーカス設定手段１３ｂに入力される。受
信近距離フォーカス設定手段１３ｂでは、この信号に入
力ライン（本実施例では６ライン）間に遅延時間τ₁₁、
τ₁₂、τ₁₃の相対的遅延が施された後、加算器３５によ
り加算することで近距離に合焦された受信フォーカスが
なされる。その後、この受信近距離フォーカス設定手段
１３ｂの出力信号は、図１に示した対数変換手段１６お
よび検波手段１８を経て、Ａ／Ｄ変換手段２０に入力さ
れる。Ａ／Ｄ変換手段２０に入力されたエコー信号は、
ディジタル信号に変換された後、近距離フォーカス画像
メモリ２２に記憶される。

【００３０】１回の走査が終わると、フォーカス選択手
段１５は、次に、遠距離フォーカスを選択する。すなわ
ち、図２に示したフォーカス選択信号ＦＳがローレベル
「Ｌ」からハイレベル「Ｈ」へと変化し、送信遠距離フ
ォーカス設定手段１４ａに接続されているパルサー群３
２のみ選択されて駆動可能な状態となる。そして、遠距
離フォーカス設定手段１４ａから、各送信毎に、被検体
中の深部領域に合焦させるべく出力ライン間に遅延時間
τ₂₁、τ₂₂、τ₂₃の相対的遅延を施された振動子駆動信
号が出力され、その出力によって駆動されたパルサー群
３２の出力がマルチプレクサ１２に送られる。その後、
近距離フォーカスの場合と同様に、受信遠距離フォーカ
ス設定手段１４ｂから遠距離にフォーカスを施したエコ
ー信号が出力され、このエコー信号が図１に示した対数
変換手段１７、検波手段１９およびＡ／Ｄ変換手段２１
を介して遠距離フォーカス画像メモリ２３に記憶され
る。

【００３１】図３（Ｂ）は受信近距離フォーカス設定手
段１３ｂおよび受信遠距離フォーカス設定手段１４ｂ各
々から出力されるエコー信号の波形を表すものである。

【００３２】エコー信号選択手段２６は、エコー信号の
浅部領域では近距離フォーカスを施したエコー信号を選
択し、深部領域では遠距離フォーカスを施したエコー信
号を選択し、また浅部領域と深部領域との混合部では、
近距離フォーカスのデータと遠距離フォーカスのデータ
を交互に選択する。

【００３３】エコー信号合成手段２４では、エコー信号
選択手段２６の出力に対応した深度のフォーカスデータ
を、近距離フォーカス画像メモリ２２および遠距離フォ
ーカス画像メモリ２３からそれぞれ読み出し、連続した
１枚の画像に合成した後、移動平均手段２５に送る。移
動平均手段２５では、この合成されたエコーデータにつ
いて、深度方向に移動平均処理を施す。

【００３４】図４は移動平均手段２５の具体的な回路構
成を表すものである。この回路は、エコー信号合成手段
２４の出力と、その出力をラッチ４１によって１画素分
遅延させたデータとを、加算器４２によって足し合わせ
ることによって深度方向の移動平均出力を得るようにな
っている。その結果は合成画像メモリ２７に送られ、表
示用画像データとして記憶される。

【００３５】合成画像メモリ２７に記憶された画像デー
タは、浅部では近距離フォーカスがなされたデータ、深
部では遠距離フォーカスがなされたデータであり、浅部
と深部の混合部では、近距離フォーカスがなされたデー
タと遠距離フォーカスがなされたデータが交互に混在し
ている。このデータは、表示器２９の表示速度に同期し
て、Ｄ／Ａ変換手段２８においてアナログ信号に変換さ
れた後、表示器２９に断層像として表示される。

【００３６】続いて、第１の実施例の近距離フォーカス
画像メモリ２２、および遠距離フォーカス画像メモリ２
３にそれぞれ記憶されているデータの、具体的な合成方
法について、詳しく説明する。

【００３７】図５にこの合成回路の構成を示す。この回
路では、近距離および遠距離それぞれのフォーカス画像
メモリ２２、２３はデュアルポートのＲＡＭであり、そ
れぞれＡ／Ｄ変換手段２０、２１からエコー信号が順次
書き込まれる。エコー信号選択手段２６からは、断層像
の同位置に対応するメモリアドレス信号が発生し、この
アドレス信号が近距離フォーカス画像メモリ２２と、遠
距離フォーカス画像メモリ２３に送られる。２つのフォ
ーカスメモリ２２、２３では、エコー信号選択手段２６
からの読み出しアドレスに対応したデータを、エコー信
号合成手段２４にそれぞれ転送する。

【００３８】エコー信号合成手段２４では、エコー信号
選択手段２６から２つのフォーカス画像メモリ２２、２
３に送られるアドレス信号に同期して、入力したエコー
信号選択信号に対応し、近距離フォーカス画像メモリ２
２のデータか、遠距離フォーカス画像メモリ２３のデー
タかを選択し、選択したエコー信号を移動平均手段２５
を介して合成画像メモリ２７に送る。

【００３９】図６および図７に、メモリアドレスの内容
とフォーカス画像データおよび合成されたエコー信号の
対応関係を示す。Ａ₁はアドレスの１番目を示し、Ａ_m
はｍ番目のアドレスを示す。本実施例の場合、画像デー
タは、深度方向にｍ個のデータを持つものとする。Ｄｎ
₁はアドレスに対応した近距離フォーカス画像メモリ２
２に記憶されたエコー信号であり、Ｄｆ₁は同様にアド
レスに対応した遠距離フォーカス画像メモリ２３に記憶
されたエコー信号である。図６はアドレスと近距離フォ
ーカス画像メモリ２２に記憶されているデータとの対
応、図７はアドレスと遠距離フォーカス画像メモリ２３
に記憶されているデータとの対応を示す。フォーカス画
像メモリ２２、２３の内容は、実際には走査方向と深度
方向の２次元配列であるが、走査方向には繰り返し処理
であるため、ここでは簡単のために深度方向のみの１次
元配列とした。

【００４０】図９に、本実施例におけるエコー信号選択
信号の波形図を示す。このエコー信号選択信号は、ハイ
レベル「Ｈ」の状態が近距離フォーカス画像メモリ２２
のデータを選択し、ローレベル「Ｌ」の状態が遠距離フ
ォーカス画像メモリ２３のデータを選択する。この選択
信号により、図８に示すように合成画像メモリ２７の各
アドレスにデータが記憶される。

【００４１】図１０に、本実施例により表示器２９に表
示される断層像の模式図を示す。なお、ここでは簡単の
ために、移動平均手段２５による移動平均処理が行われ
ていないものとする。矩形の外枠が、表示断層像４０の
外形を示し、断層像中右下がりの斜線で示された領域が
近距離フォーカスが施された画像データ４１、左下がり
の斜線で示された領域が、遠距離フォーカスが施された
画像データ４２を示す。

【００４２】本実施例では、異なるフォーカスデータの
接続部分（混合部）では、２種類のフォーカスデータを
交互に出力するようなエコー信号選択信号を用いたが、
エコー信号の深度の浅い部分では近距離フォーカスデー
タの選択に対応した信号の出現比率が、遠距離側フォー
カスデータの選択に対応した信号の出現比率より高く、
また、エコー信号の深度が深くなるにつれ、その出現比
率が次第に低くなるようなエコー信号選択信号を用いて
もよい。

【００４３】図１１に、この場合のエコー信号選択信号
を示す。断層像の浅部に対応する部分では、すべて近距
離フォーカスデータに対応した信号であり、接続部で
は、浅部に近いｋ個の信号のうち１個が遠距離フォーカ
スデータに対応した信号、続いてｋ−１個のうち１個が
遠距離に対応した信号というように、遠距離フォーカス
データに対応した信号の出現比率が徐々に高くなり、２
個の信号のうち１個が遠距離フォーカスデータに対応し
た信号、続いて２個の信号のうち１個が近距離フォーカ
スデータに対応した信号で、もう１個が遠距離フォーカ
スデータに対応した信号、次の３個のうち１個が近距離
フォーカスデータ対応した信号、というように近距離フ
ォーカスデータに対応した信号の出現比率が徐々に低く
なり、ｋ個の信号のうち１個が近距離フォーカスデータ
に対応したデータとなり、接続部から深部につながる。
深部ではすべて遠距離フォーカスデータに対応した信号
となる。

【００４４】具体的には、ｋを６とし、近距離に対応し
た信号をＮ、遠距離に対応した信号をＦとした場合、接
続部におけるエコー信号選択信号は、浅部から FNNNNNFNNNNFNNNFNNFNFNFFNFFFNFFFFNFFFFFN のような信号となる。

【００４５】第１の実施例では、受信フォーカスの種類
を２としたが、本発明はこれに限ったものでなく、エコ
ー信号選択手段２６の出力を、ハイレベル「Ｈ」または
ローレベル「Ｌ」のみの１ビットの信号ではなく、フォ
ーカスでの種類に対応した数の信号とすることもでき
る。

【００４６】たとえば近距離・中距離・遠距離の３種類
のフォーカスデータを接続する場合は、それぞれのフォ
ーカスを施したエコー信号を記憶する３個の画像メモリ
領域を用意し、エコー信号選択手段から出力されるエコ
ー信号選択信号を２ビットの信号とし、Ｎ 00，Ｍ 0
1，Ｆ 10とすれば、 NN…NNNNMNMNMNMNMMMM…MMMMFMFMFMFMFMFFFF…FF という３種類の状態が選択可能な信号とすることで、合
成画像メモリ２７には異なる３種類のフォーカスがなさ
れたエコー信号が記憶されることになる。

【００４７】また、同様にしてさらに多くの種類のフォ
ーカスデータの合成が可能である。

【００４８】第１の実施例では、フォーカスの種類に応
じた数の、対数変換手段１６、１７、検波手段１８、１
９、Ａ／Ｄ変換手段２０、２１および画像メモリ２２、
２３が必要であったが、これらの手段を各々１つにする
ことで、装置内回路の簡易化や、コストダウンを図るこ
とも可能である。

【００４９】次に、第２の実施例として、これらを１つ
にした例について図１２を参照して説明する。なお、そ
の他の構成については、第１の実施例と同様であるの
で、その説明は省略する。

【００５０】可変フォーカス設定手段５１は、フォーカ
ス選択手段５２から出力されるフォーカス選択信号ＦＳ
に応じて、送受信のフォーカス領域が可変可能なフォー
カス設定手段である。

【００５１】図１３および図１４はこの可変フォーカス
設定手段５１の具体的構成を表すものである。この可変
フォーカス設定手段５１は、送信側では、図１３に示す
ように、各ラインにタップ付遅延線（ＤＬ）６１が設け
られ、各遅延線６１からは近距離および遠距離に対応し
た２系統の出力がセレクタ６２に入力されている。セレ
クタ６２は、フォーカス選択信号ＦＳによって近距離お
よび遠距離のうちいずれかのフォーカスに対応した遅延
線出力を各ラインのパルサー群６０へ出力する。

【００５２】一方、受信側では、図１４に示すように近
距離フォーカス設定手段１３ｂおよび遠距離フォーカス
設定手段１４ｂの出力のそれぞれに、ＦＥＴスイッチ６
３、６４が接続されている。一方のＦＥＴスイッチ６４
にはフォーカス選択信号ＦＳが直接入力され、他方のＦ
ＥＴスイッチ６５にはフォーカス選択信号ＦＳがインバ
ータ６５を介して入力され、このフォーカス選択信号Ｆ
Ｓによっていずれかの出力が選択されるようになってい
る。選択された近距離フォーカス設定手段１３ｂまたは
遠距離フォーカス設定手段１４ｂの出力は演算増幅器６
６を介して図１２に示した対数変換手段５４、およびＡ
／Ｄ変換手段５５を介して画像メモリ５６に記憶され
る。

【００５３】本実施例では、フォーカス選択手段５２か
ら出力されるフォーカス選択信号ＦＳはローレベル
「Ｌ」またはハイレベル「Ｈ」とする。フォーカス選択
信号ＦＳとして「Ｌ」信号が可変フォーカス設定手段５
１に入力した場合は、近距離フォーカス設定手段１３ｂ
により近距離にフォーカスが施され、フォーカス選択信
号ＦＳとして「Ｈ」信号が入力した場合は、遠距離フォ
ーカス設定手段１４ｂにより遠距離にフォーカスが施さ
れる。

【００５４】フォーカス選択信号ＦＳは、１超音波走査
毎に「Ｌ」および「Ｈ」を交互に繰り返し出力するもの
とする。フォーカス選択信号ＦＳはエコー信号選択手段
５３にも送られるが、エコー信号選択手段５３では、フ
ォーカス選択信号ＦＳとして「Ｌ」が入力されると、図
１１に示したエコー信号選択信号ＷＥを、また、フォー
カス選択信号ＦＳとして「Ｈ」が入力すると、エコー信
号選択信号ＷＥのハイレベル「Ｈ」状態と、ローレベル
「Ｌ」状態を反転した信号を画像メモリ５６のライトイ
ネーブル端子に出力する。

【００５５】まず、フォーカス選択手段５２からフォー
カス選択信号ＦＳとして「Ｌ」信号が出力されると、可
変フォーカス設定手段５１では、近距離フォーカスのエ
コー信号が得られ、その信号は検波手段５７、対数変換
手段５４およびＡ／Ｄ変換手段５５を経て、エコー信号
選択手段５３から出力されるエコー信号選択信号ＷＥが
ハイレベル「Ｈ」の状態の時のみ、画像メモリ５６に記
憶され、１回の超音波走査が終わる。

【００５６】次の走査時には、フォーカス選択手段５２
の出力ＦＳがハイレベル「Ｈ」になり、可変フォーカス
設定手段５１では、遠距離フォーカスのエコー信号が得
られ、近距離フォーカスデータと同様に画像メモリ５６
に記憶される。この場合は、画像メモリ５６のライトイ
ネーブル端子に入力するエコー信号選択信号が、近距離
フォーカスを行った場合の反転信号であるため、前回走
査を行った時に書き込んだメモリ以外の画像領域にエコ
ー信号を書き込むことになる。

【００５７】このようにして得られた画像メモリ５６内
のデータは、第１の実施例で示した合成メモリ２７内の
データと同様、図１０に示したように、近距離にフォー
カスを施した画像４１が右下がり斜線の領域に、また、
遠距離にフォーカスを施した画像４２が右下がり斜線の
領域に構成され、１枚の連続した断層像となる。すなわ
ち本実施例の場合、画像メモリ５６は合成手段としての
機能も有している。

【００５８】以上の実施例では、フォーカス選択手段５
２の出力は、断層像が同一深度では等しい信号とした
が、走査ラインごとにフォーカス選択手段５２での出力
を、出現確率が等しい範囲内で異なるようにすれば、異
なるフォーカスデータの接続部分のつなぎ目がさらに目
だたなくさせることが可能である。

【００５９】この場合、図５に示したエコー信号選択手
段２６から出力されるエコー信号選択信号は、混合部で
は、 NFNFNFNFNFNFNFNFNFNFNFNFNF の信号と FNFNFNFNFNFNFNFNFNFNFNFNFN の信号を走査ライン単位で交互に出力することで、接続
部のつなぎ目を目だたなくすることができる。

【００６０】なお、N は近距離フォーカス画像データを
選択する信号、F は遠距離フォーカス画像データを選択
する信号を示し、どちらの場合も、浅部では近距離フォ
ーカスを選択する信号が、深部では遠距離フォーカスを
選択する信号が出力されるものとする。

【００６１】図１５に、この場合の表示器２９に出力さ
れる断層像の模式図を示す。

【００６２】図１０と同様に、断層像中右下がりの斜線
で示された領域は近距離フォーカスが施された画像デー
タ７１、左下がりの斜線で示された領域は遠距離フォー
カス施された画像データ７２を示す。

【００６３】以上のようにして、異なるフォーカスを施
したエコー信号を簡易な回路構成で接続部分を目だたな
く合成することが可能となる。

【００６４】上記実施例では、送信および受信とも同時
に異なるフォーカス処理を行った複数のエコー信号の合
成方法について説明を行ったが、本発明は送信のみ、ま
たは受信のみ異なったフォーカス処理を行ったエコー信
号の合成にも同様の効果があることは明らかである。特
に、受信のみの場合は、エコー信号は、各超音波の受信
期間内で、近距離フォーカスおよび遠距離フォーカスが
切り換えられるため、１走査で近距離フォーカスと遠距
離フォーカスの画像が画像メモリ２７に合成される。そ
のため図１に示した近距離フォーカス画像メモリ２２お
よび遠距離フォーカス画像メモリ２３は不要になる。ま
た、図１２の画像メモリ５６への書き込みを制御するエ
コー信号選択信号ＷＥも不要となる。

【００６５】以上の実施例では、本発明を移動焦点方式
の超音波診断装置へ適用した例について説明したが、本
発明はフォーカス設定手段を開口設定手段に置き換える
ことにより、可変開口方式の超音波診断装置へ適用する
ことも可能である。たとえば、図１の近距離フォーカス
設定手段１３および遠距離フォーカス設定手段１４を、
それぞれ近距離開口設定手段および遠距離開口設定手段
に変更することによって、あるいは、図１２の可変フォ
ーカス設定手段５１を可変開口設定手段に変更すること
によっても実現できる。

【００６６】本発明はさらに、フォーカス設定手段と開
口設定手段とを併せ持つ方式、すなわち、移動焦点・可
変開口方式の超音波診断装置にも適用が可能である。

【００６７】たとえば、図１の近距離フォーカス設定手
段１３および遠距離フォーカス設定手段１４を、近距離
フォーカス・開口設定手段および遠距離フォーカス・開
口設定手段に変更することによって、あるいは、図１２
の可変フォーカス設定手段５１を可変フォーカス・開口
設定手段に変更することによっても実現可能である。

【００６８】図１６は、この可変フォーカス・開口設定
手段の具体的な構成を表すものである。この例では送信
および受信共に近距離の可変フォーカス・開口設定手段
６７、６８の開口を４チャンネル、フォーカス遅延時間
をτ₁₁、τ₁₂、遠距離の可変フォーカス・開口設定手段
６９、７０の開口を６チャンネル、フォーカス遅延時間
をτ₂₁、τ₂₂、τ₂₃に設定している。このようにするこ
とにより、超音波プローブ１１直下の解像力を開口の幅
程度まで向上させることが可能となる。

【００６９】なお、上記実施例ではＢモードリニアアレ
イ型の超音波診断装置としたが、本発明はこれに限定す
るものでなく、コンベックス画像やメカニカルセクタ型
の信号装置、Ｍ・Ａモードの画像になど、異なるフォー
カスのエコー信号を合成する機能を有する超音波診断装
置にも有効であることは明らかである。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の超音
波診断装置によれば、エコー信号合成手段において、深
度方向に分割された複数の領域各々に対応した複数のエ
コー信号を接続し、異なる領域の境界領域においては、
各異なる領域に対応するエコー信号が所定の出現比率に
よって出現するように合成しているので、接続部分の目
立たない良好な断層像が得られるという効果がある。ま
た、接続部分を目立たなくするための重み付け演算が不
要であるため、回路構成が簡単になること、回路素子の
ばらつき補正等の調整が不要であることにより、製品の
安定性が向上するとともにコストが低減されるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る超音波診断装置の
回路構成を表すブロック図である。

【図２】図１のフォーカス設定手段の回路構成図であ
る。

【図３】図２のフォーカス設定手段から出力される振動
子駆動信号および受信エコーの波形図である。

【図４】移動平均手段の回路構成図である。

【図５】遠距離および近距離のフォーカス画像メモリに
記憶されたデータの合成方法を説明するためのブロック
図である。

【図６】アドレスと近距離フォーカス画像メモリに記憶
されたデータとの対応関係を表す図である。

【図７】アドレスと遠距離フォーカス画像メモリに記憶
されたデータとの対応関係を表す図である。

【図８】合成画像メモリのアドレスと記憶されたデータ
との対応関係を表す図である。

【図９】エコー信号選択信号の一例を表す波形図であ
る。

【図１０】第１の実施例で得られる断層像の模式図であ
る。

【図１１】エコー信号選択信号の他の例を表す波形図で
ある。

【図１２】本発明の第２の実施例に係る超音波診断装置
の要部の構成を表すブロック図である。

【図１３】第２の実施例における可変フォーカス設定手
段の送信側の構成を表すブロック図である。

【図１４】第２の実施例における可変フォーカス設定手
段の受信側の構成を表すブロック図である。

【図１５】本発明の他の実施例で得られる断層像の模式
図である。

【図１６】可変フォーカス・開口設定手段の回路構成図
である。

【図１７】従来の超音波診断装置で得られる断層像の模
式図である。

【図１８】従来の超音波診断装置で得られる断層像の他
の模式図である。

【符号の説明】

１１超音波プローブ１２マルチプレクサ１３近距離フォーカス設定手段１４遠距離フォーカス設定手段１５フォーカス選択手段１６、１７対数変換手段１８、１９検波手段２０、２１Ａ／Ｄ変換手段２２近距離フォーカス画像メモリ２３遠距離フォーカス画像メモリ２４合成手段２５移動平均手段２６合成画像メモリ２７Ｄ／Ａ変換手段２９表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配列された複数の超音波振動子を有し、
この超音波振動子によって被検体内に超音波ビームを送
波するとともに、被検体内からの超音波エコーを受波し
てエコー信号を出力する超音波プローブと、前記超音波振動子に対して、被検体の深度方向に分割さ
れた複数の領域各々に対応して異なる駆動条件をそれぞ
れ設定する複数の駆動条件設定手段と、前記深度方向に分割された複数の領域各々に対応して前
記複数の駆動条件設定手段のいずれかを選択する駆動条
件選択手段と、前記超音波プローブから出力された前記深度方向に分割
された複数の領域各々に対応した複数のエコー信号を接
続し、異なる領域の境界領域においては、各異なる領域
に対応するエコー信号が所定の出現比率によって出現す
るように合成するエコー信号合成手段とを備えたことを
特徴とする超音波診断装置。