JPH06277220A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH06277220A
JPH06277220A JP5071884A JP7188493A JPH06277220A JP H06277220 A JPH06277220 A JP H06277220A JP 5071884 A JP5071884 A JP 5071884A JP 7188493 A JP7188493 A JP 7188493A JP H06277220 A JPH06277220 A JP H06277220A
Authority
JP
Japan
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probe
focus
focus position
ultrasonic beam
aperture
Prior art date
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Pending
Application number
JP5071884A
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English (en)
Inventor
Genichi Watanabe
元一 渡辺
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPH06277220A publication Critical patent/JPH06277220A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 口径に応じた最適なフォーカス位置を得る。 【構成】 この超音波診断装置は、使用されるプローブ
1の超音波ビームの波長、プローブで設定可能な各口径
及び有効計測長をもとにして得られる方位分解能と、フ
ォーカス位置を通る超音波ビームの有効計測長点におけ
る広がりとが等しくなるように各口径に対応するフォー
カス位置を制御する。

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、特
に、複数の送波フォーカス点を設定して診断画像を得る
ようにした多段フォーカス方式の超音波診断装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】超音波診断装置におけるビーム走査方式
としては、電子走査方式が一般的である。この電子走査
方式では、プローブを構成する複数の微小振動子にそれ
ぞれ異なる遅延量を与えることにより、超音波ビームに
指向性を持たせることができる。
【0003】このような電子走査方式では、ビームを任
意の位置で絞るいわゆる電子フォーカス法が可能とな
る。電子フォーカス法は、たとえば生体内のフォーカス
点から反射してくる超音波を各微小振動子で受信し、こ
れらの各微小振動子で得られた信号のそれぞれに適当な
遅延時間を与えることにより、前記フォーカス点からの
信号の位相を合わせ、信号を加算するものである。送波
時のフォーカス設定も同様であり、フォーカス点に対し
て受波と同様な遅延時間を各微小振動子毎に与えること
により、送波超音波ビームが所定のフォーカス点で絞ら
れる。
【0004】前述したような電子フォーカス法を用いれ
ば、生体の浅い部分から深い部分まで全領域にわたって
分解能の良い画像を得るための多段フォーカス方式(送
波ダイナミックフォーカス方式)が可能である。多段フ
ォーカス方式は、生体の深さに応じて複数のフォーカス
点を設定し、これらの各フォーカス点に対して超音波の
送受信を行い、各フォーカス点で得られたデータをDS
C内のメモリに記憶して1本の走査線データを作成する
ものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この種の多段フォーカ
ス方式の超音波診断装置において複数のフォーカス位置
を決定する場合には、有効計測長を幾何学的に等分割し
ている。しかし、探触子の指向特性における方位分解能
は、探触子波長に比例し、探触子の口径に反比例するこ
とが分かっている。したがって、多段フォーカス方式に
おいてフォーカス位置を変えていく場合に、探触子の口
径を変更するとその方位分解能も変わり、前述のような
方式でフォーカス位置を設定しても、口径によって決ま
る方位分解能による画質劣化の影響の方が大きい場合が
ある。したがって有効計測長を幾何学的に等分割して複
数のフォーカス位置を決定する従来の装置では、口径に
応じた最適フォーカス位置が設定されないという問題が
ある。
【0006】本発明の目的は、探触子に応じて最適なフ
ォーカス位置を設定することができるようにすることに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、多段フォーカス方式の超音波診断装置であり、
生体内に超音波ビームを発射するとともに生体からの反
射エコーを受ける探触子と、探触子を駆動して超音波ビ
ームを発射させるための送信手段と、探触子からの反射
エコー信号を処理する受信処理手段と、受信処理手段で
得られた生体情報を表示する表示手段とを備えている。
そして前記送信手段は、使用される探触子から発射され
る超音波ビームの波長、探触子で設定可能な各口径及び
有効計測長をもとにして得られる方位分解能とフォーカ
ス位置を通る超音波ビームの有効計測長点における広が
りとが等しくなるような各口径に対応するフォーカス位
置データが格納された記憶部を有している。
【0008】
【作用】本発明に係る超音波診断装置では、使用される
探触子の情報、すなわち超音波ビームの波長、探触子で
設定可能な各口径及び有効計測長をもとにして得られる
方位分解能と、ある位置にフォーカスを設定した場合に
当該フォーカス位置を通る超音波ビームの有効計測長点
における広がりとが等しくなるように、各口径に対応す
るフォーカス位置を演算する。このようにして得られた
フォーカス位置データをもとに多段フォーカスを設定し
て診断画像を得るので、探触子に応じた最適な画質が得
られる。また、フォーカス位置データを超音波診断装置
で演算することもでき、この場合は、複数の探触子に対
応するフォーカス位置データ(遅延データ)を記憶して
おくためのメモリの容量が少なくて済み、実装スペース
の低減、コストダウンが可能となる。
【0009】
【実施例】第1実施例 図1は、本発明の一実施例による多段フォーカス方式の
超音波診断装置の全体概略構成を示している。図におい
て、プローブ1は複数の微小振動子を有しており、それ
ぞれマルチプレクサ2に接続されている。マルチプレク
サ2はプローブ1の複数の微小振動子のうちの駆動すべ
き振動子を選択して電子走査を行うためのものである。
マルチプレクサ2には、送波回路3及び受波回路4が接
続されている。
【0010】送波回路3はプローブ1の微小振動子を駆
動するためのパルスを出力するためのものである。ここ
で、超音波ビームをフォーカス位置で収束させるため
に、駆動される複数の微小振動子にはそれぞれ異なる遅
延量の与えられたパルスが印加される。送波回路3には
送波フォーカス制御部5が接続されている。この送波フ
ォーカス制御部5は、フォーカス位置に応じた遅延デー
タを送波回路3に与えるためのものである。
【0011】受波回路4は、反射エコーを整相加算する
位相合成回路と、断層データを得るための対数増幅及び
検波処理を行う対数増幅検波回路とを含んでいる。受波
回路4には受波フォーカス制御部6が接続されている。
受波フォーカス制御部6は、各振動子からの反射エコー
信号に対してそれぞれ異なる遅延量を与え、位相を併せ
るためのものである。受波回路4にはDSC7が接続さ
れている。DSC7は画像メモリを備えており、超音波
ビームの送波タイミングで入力された画像データを、モ
ニタ8に表示可能なテレビジョン信号に変換するもので
ある。またDSC7には、フォーカス点数分のデータが
フォーカス領域に対応して格納され、フォーカス点数分
のデータが合成されて1本の音線データが得られる。
【0012】送波回路3、送波フォーカス制御部5、受
波フォーカス制御部6及びDSC7は制御回路9によっ
て制御されるようになっている。制御回路9には、プロ
ーブ1から、プローブ情報として、プローブ1から発射
される超音波ビームの波長λ、等価口径D及び有効計測
長Lが入力されるようになっている。またこの制御回路
9にはキーボード10が接続されている。制御回路9
は、CPU、RAM、ROM等を含むマイクロコンピュ
ータを備えている。そしてこの制御回路9は、プローブ
1の情報としての超音波ビームの波長λ、設定された各
口径Di及び有効計測長Lをもとにして得られる方位分
解能と、フォーカス位置を通る超音波ビームの有効計測
長点における広がりとが等しくなるように、各口径Di
に対応するフォーカス位置Fiを演算する。
【0013】ここで、本発明におけるフォーカス位置決
定方法の原理を説明する。図4に示すように、プローブ
1の口径Dは、 D=n・P … (1) ただしn:振動子の個数 P:振動子のピッチ である。このとき、プローブの方位分解能Y1は、 Y1=(λ/D)・x … (2) となり、フォーカス位置Fからの超音波ビームの広がり
Y2は、 Y2=(D/2)・(x/F−1) … (3) となる。ここで、 λ:プローブから発射される超音波ビームの波長 x:計測長 である。いま、必要計測長をLとすればx=Lとなり、
また方位分解能Y1と、フォーカス位置Fを通る超音波
ビームの必要計測長点における広がりY2とが等しい場
合が、設定された口径における最適フォーカス位置であ
るから、この場合のフォーカス位置Fは、Y1=Y2の
条件を与えて、(2)及び(3)式より、 F=(D/2)(λ/D+D/2L) … (4) となる。
【0014】ここで、(4)式において、λ/D≫D/
2Lを満たす遠方のLでは、 F=D2 /2・λ … (5) となり、フォーカスはDとλのみによって決定され、計
測長Lに無関係となる。これは、遠方にフォーカスを設
定してビームを絞ろうとしてもフォーカスは(5)式の
値に近づくだけで、この値を超えて設定しても、フォー
カス位置にてビームを絞り込む効果よりは、(2)式で
与えられる方位分解能の劣化による影響の方が大きくな
ることを示している。
【0015】そこで、本発明では、プローブ1の口径
D、発射される超音波ビームの波長λ及び有効計測長L
を与えることで得られる方位分解能と、フォーカス位置
から外れた有効計測長点における超音波ビームの広がり
とが等しくなるようにフォーカス位置を決定し、プロー
ブ1の口径Dに最適なフォーカス位置を決定する。次
に、図2に示すフローチャートにしたがって制御動作を
説明する。
【0016】装置の起動スイッチがオンされると、まず
ステップS1において初期化を行う。この初期設定で
は、各部を初期化するとともに、選択されたプローブに
対するフォーカス位置データが演算され、RAMの書き
込みが行われる。フォーカス位置データの演算は、後述
するステップS5〜ステップS12と同様の処理によっ
て行われる。ステップS2では、使用するプローブの切
り換えが行われたか否かを判断する。プローブの切り換
えが行われない場合にはステップS3に移行し、送受信
及び表示の制御処理を実行する。次にステップS4で
は、他の処理を実行してステップS2に戻る。
【0017】使用するプローブの切り換えが行われた場
合には、プログラムはステップS2からステップS5に
移行してフォーカス位置データの書き換えを行う。ステ
ップS5では、使用されるプログラム1の情報として、
口径D、超音波ビームの波長λ及び有効計測長Lを読み
込む。次にステップS6では、何番目のフォーカス位置
であるかを示す変数iを「1」に設定する。次にステッ
プS7では、口径Dとして第1番目の口径D1 (最大口
径)を設定する。次にステップS8では、得られたデー
タをもとに、第1番目のフォーカス位置F1 を式(4)
に基づいて演算する。次にステップS9では、フォーカ
ス位置F1 とするための各振動子に与える遅延データL
1 を演算し、ステップS10においてこれらの遅延デー
タL1 をRAMに書き込む。次にステップS11では、
他に設定された口径があるか否かを判断する。ある場合
には、ステップS12に移行し、iを1インクリメント
してステップS7に戻る。以下、設定された全ての口径
についてのフォーカス位置及びそれに対応する遅延デー
タが得られるまでステップS7〜ステップS10の処理
を繰り返し実行する。全ての口径についてのフォーカス
位置及びそれに対応する遅延データが得られた場合には
ステップS11からメインルーチンに戻る。 第2実施例 前記実施例では、フォーカス位置を決定するためのプロ
グラムを超音波診断装置自体に設け、ここで演算して得
られたデータに応じてRAMに遅延データを書き込むよ
うにしているが、汎用のコンピュータを用いてフォーカ
ス位置を演算し、これをROMに格納して超音波診断装
置の送波フォーカス制御部5あるいは制御回路9に装着
してもよい。
【0018】この場合の、汎用のコンピュータ等を用い
て構成されるフォーカス位置演算装置の制御ブロック図
を図3に示す。図3に示す装置は、入力部20と演算部
21と出力部22とを有している。入力部21は、使用
されるプローブの情報として、前述のように、超音波ビ
ームの波長λ、口径D及び有効計測長Lが入力される。
演算部21では、図2のフローチャートで示すステップ
S5〜ステップS12の処理を実行して、フォーカス位
置データFi及びそれに対応する遅延データLiを求め
る。そしてこれらのデータは、出力部22を介して外部
の記憶媒体に出力される。
【0019】このようにして得られたデータはROMに
格納され、超音波診断装置の遅延データ格納ROMとし
て装着される。この場合には、超音波診断装置では、制
御回路9によって使用されるプローブ1の種類を判断
し、このプローブに対応する遅延データを前記ROMか
ら読み出して送波フォーカス制御部5に送る。これによ
り、使用するプローブ1にとって最適なフォーカス位置
が設定される。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明では、探触子の口
径、超音波ビームの波長及び有効計測長によって得られ
る方位分解能と、フォーカスを通る超音波ビームの有効
計測長点における広がりとが等しくなるようにフォーカ
ス位置を決定するので、探触子の口径に応じた最適なフ
ォーカス位置を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による超音波診断装置のブロ
ック図。
【図2】前記超音波診断装置の制御フローチャート。
【図3】フォーカス位置演算装置の概略ブロック図。
【図4】方位分解能と超音波ビームの広がりとの関係を
説明するための図。
【符号の説明】
1 プローブ 3 送波回路 4 受波回路 5 送波フォーカス制御部 6 受波フォーカス制御部 8 モニタ 9 制御回路 20 入力部 21 演算部 22 出力部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多段フォーカス方式の超音波診断装置であ
    って、 生体内に超音波ビームを発射するとともに、生体からの
    反射エコーを受ける探触子と、 前記探触子を駆動して超音波ビームを発射させるための
    送信手段と、 前記探触子からの反射エコー信号を処理する受信処理手
    段と、 前記受信処理手段で得られた生体情報を表示する表示手
    段とを備え、 前記送信手段は、使用される探触子から発射される超音
    波ビームの波長、前記探触子で設定可能な各口径及び有
    効計測長もとにして得られる方位分解能とフォーカス位
    置を通る超音波ビームの前記有効計測長点における広が
    りとが等しくなるような各口径に対応するフォーカス位
    置データが格納された記憶部を有している、超音波診断
    装置。
JP5071884A 1993-03-30 1993-03-30 超音波診断装置 Pending JPH06277220A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5071884A JPH06277220A (ja) 1993-03-30 1993-03-30 超音波診断装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP5071884A JPH06277220A (ja) 1993-03-30 1993-03-30 超音波診断装置

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JPH06277220A true JPH06277220A (ja) 1994-10-04

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ID=13473408

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JP5071884A Pending JPH06277220A (ja) 1993-03-30 1993-03-30 超音波診断装置

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JP (1) JPH06277220A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501005A (ja) * 2002-10-04 2006-01-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 1次元アレイ超音波プローブに関する方法及び装置
DE19853629B4 (de) * 1997-11-21 2009-03-26 Shimadzu Corp. Vorrichtung zur Ultraschalldiagnose
JP2012005600A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Toshiba Corp 超音波診断装置

Cited By (4)

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