JPH0696009B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH0696009B2 JPH0696009B2 JP61229690A JP22969086A JPH0696009B2 JP H0696009 B2 JPH0696009 B2 JP H0696009B2 JP 61229690 A JP61229690 A JP 61229690A JP 22969086 A JP22969086 A JP 22969086A JP H0696009 B2 JPH0696009 B2 JP H0696009B2
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- JP
- Japan
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- transmission
- ultrasonic
- signal
- ultrasonic probe
- main body
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52079—Constructional features
- G01S7/5208—Constructional features with integration of processing functions inside probe or scanhead
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
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- G—PHYSICS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の技術分野］ 本発明は被検体に向って送波された超音波の被検体より
の反射波に基づく受信信号を処理することにより、被検
体の診断に供する超音波診断装置に関する。
の反射波に基づく受信信号を処理することにより、被検
体の診断に供する超音波診断装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 超音波診断装置においては、超音波の送受波を行う振動
子を有する超音波プローブと、この超音波プローブの振
動子に印加される送信信号（駆動パルスあるいは励振パ
ルスとも称される）を発生すると共に、振動子からの受
信信号（受信エコー）を処理する装置本体とが、ケーブ
ル（導電線）によって接続される。
子を有する超音波プローブと、この超音波プローブの振
動子に印加される送信信号（駆動パルスあるいは励振パ
ルスとも称される）を発生すると共に、振動子からの受
信信号（受信エコー）を処理する装置本体とが、ケーブ
ル（導電線）によって接続される。
ところで、装置の受信状態時における振動子は、超音波
の反射波を受波して電気信号に変換する働きをするた
め、装置本体側からすれば一種の信号源と見ることがで
きる。電圧伝達経路における一般的原則からすれば信号
損失の見地より信号源側の出力インピーダンスは低い程
よいが、振動子の出力インピーダンスは割合に高く、こ
のため、ケーブルを含む電圧伝達経路上の分布容量の悪
影響を受け、受信信号の損失が大きく、S/N比（信号対
雑音比）が低下する傾向にある。S/N比の低下は、可視
化される超音波像の画質低下等の原因になるのはいうま
でもない。そこで、受信信号を受波するときは振動子か
らの受信信号を高インピーダンスで取り込み、取り込ん
だ受信信号を低インピーダンスで出力するインピーダン
ス変換器を超音波プローブ内に設けることが考えられ
る。しかしながら、このようなインピーダンス変換をす
るインピーダンス変換器をプローブ内に設けた場合、こ
のインピーダンス変換器が発熱し、超音波プローブも発
熱するという問題が生じる。
の反射波を受波して電気信号に変換する働きをするた
め、装置本体側からすれば一種の信号源と見ることがで
きる。電圧伝達経路における一般的原則からすれば信号
損失の見地より信号源側の出力インピーダンスは低い程
よいが、振動子の出力インピーダンスは割合に高く、こ
のため、ケーブルを含む電圧伝達経路上の分布容量の悪
影響を受け、受信信号の損失が大きく、S/N比（信号対
雑音比）が低下する傾向にある。S/N比の低下は、可視
化される超音波像の画質低下等の原因になるのはいうま
でもない。そこで、受信信号を受波するときは振動子か
らの受信信号を高インピーダンスで取り込み、取り込ん
だ受信信号を低インピーダンスで出力するインピーダン
ス変換器を超音波プローブ内に設けることが考えられ
る。しかしながら、このようなインピーダンス変換をす
るインピーダンス変換器をプローブ内に設けた場合、こ
のインピーダンス変換器が発熱し、超音波プローブも発
熱するという問題が生じる。
本発明は超音波プローブの発熱を抑圧するとともに、S/
N比良好な受信信号を装置本体に供給することができる
超音波診断装置を提供することを目的とする。
N比良好な受信信号を装置本体に供給することができる
超音波診断装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題を解決するための手段） この目的を達成するために本発明は超音波を送受波する
振動子を含む超音波プローブと、この超音波プローブに
駆動パルスを供給し、この超音波プローブから得られた
受信信号を処理する処理部を備えた本体と、この本体と
超音波プローブを結び、前記駆動パルス及び受信信号を
伝達するケーブルとを備えた超音波診断装置において、
前記超音波プローブ内に設けられ、受信時に前記振動子
の出力を入力とし、前記ケーブルに出力するエミッタフ
ォロ７として動作するトランジスタと、前記本体内に、
前記トランジスタのエミッタ抵抗を具備したことを特徴
とする超音波診断装置である。
振動子を含む超音波プローブと、この超音波プローブに
駆動パルスを供給し、この超音波プローブから得られた
受信信号を処理する処理部を備えた本体と、この本体と
超音波プローブを結び、前記駆動パルス及び受信信号を
伝達するケーブルとを備えた超音波診断装置において、
前記超音波プローブ内に設けられ、受信時に前記振動子
の出力を入力とし、前記ケーブルに出力するエミッタフ
ォロ７として動作するトランジスタと、前記本体内に、
前記トランジスタのエミッタ抵抗を具備したことを特徴
とする超音波診断装置である。
（作用） すなわち、エミッタフォロワのエミッタ抵抗をプローブ
内ではなく、本体内に設けることによってエミッタ抵抗
の発熱をプローブ内ではなく本体内で放熱させるもので
ある。
内ではなく、本体内に設けることによってエミッタ抵抗
の発熱をプローブ内ではなく本体内で放熱させるもので
ある。
（発明の実施例） 以下、本発明の実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明の一実施例たる超音波診断装置の主要部
を示す回路図であり、１は超音波プローブにおける振動
子、２はこのプローブ内に設けられたエミッタフォロワ
を含む送受信信号伝達手段、３は装置本体、４はケーブ
ル、５は高耐圧スイッチ、６は超音波送受信手段であ
る。
を示す回路図であり、１は超音波プローブにおける振動
子、２はこのプローブ内に設けられたエミッタフォロワ
を含む送受信信号伝達手段、３は装置本体、４はケーブ
ル、５は高耐圧スイッチ、６は超音波送受信手段であ
る。
超音波プローブは複数の振動子がアレイ状に配列されて
成るものであるが、第１図においてはこのうちの１個の
みを示している。
成るものであるが、第１図においてはこのうちの１個の
みを示している。
送受信信号伝達手段２は、超音波プローブにおける振動
子に対応して設けられたものであり、振動子１の励振に
供される送信信号（駆動パルス）を低損失で通過させる
と共に、振動子１からの受信振号を高インピーダンスで
取り込み、取り込んだ受信信号を低インピーダンスで出
力する機能を有する。このような機能を実現させるため
には種々の回路構成が考えられるが、本実施例において
はコレクタ接地されたトランジスタ（バイポーラ）Trを
中心に構成している。すなわち、振動子１よりの受信信
号（エコーは）は、ダイオードD1を介してトランジスタ
Trのベースに伝達されるようになっており、トランジス
タTrのエミッタ出力はダイオードD3及びケーブル４を介
して装置本体３に伝達されるようになっている。抵抗R
1,R2はＢ点における電位を決定するためのものであり、
この抵抗R1,R2を介して流れる電流によりダイオードD1
がオンする。ダイオードD1,D3のカソード間には、互い
に並列接続されたダイオードD4,D6およびD5が設けられ
ている。送信信号はダイオードD5を介して振動子１に印
加される。ダイオードD4,D6は振動子１の容量成分に充
電された電荷を速やかに放電させるためのもである。
子に対応して設けられたものであり、振動子１の励振に
供される送信信号（駆動パルス）を低損失で通過させる
と共に、振動子１からの受信振号を高インピーダンスで
取り込み、取り込んだ受信信号を低インピーダンスで出
力する機能を有する。このような機能を実現させるため
には種々の回路構成が考えられるが、本実施例において
はコレクタ接地されたトランジスタ（バイポーラ）Trを
中心に構成している。すなわち、振動子１よりの受信信
号（エコーは）は、ダイオードD1を介してトランジスタ
Trのベースに伝達されるようになっており、トランジス
タTrのエミッタ出力はダイオードD3及びケーブル４を介
して装置本体３に伝達されるようになっている。抵抗R
1,R2はＢ点における電位を決定するためのものであり、
この抵抗R1,R2を介して流れる電流によりダイオードD1
がオンする。ダイオードD1,D3のカソード間には、互い
に並列接続されたダイオードD4,D6およびD5が設けられ
ている。送信信号はダイオードD5を介して振動子１に印
加される。ダイオードD4,D6は振動子１の容量成分に充
電された電荷を速やかに放電させるためのもである。
高耐圧スイッチ５は、いわゆるリニア電子スキャンのよ
うに振動子を順次ずらしながら駆動するために振動子
と、装置本体の送受信回路６を必要に応じて接続させる
ものである。ここで、送受信々信号伝達手段２の受信動
作時のエミッタ電流を流すためのエミッタ抵抗R3が高耐
圧スイッチの送受信回路６側に配置してあるので、図中
の１の振動子が、超音波送受信動作をする振動子となっ
た場合には、５の高耐圧SWがONとなり、２は送受信信号
伝達手段として動作するが、１の振動子が超音波送受信
をしない振動子となった場合には、高耐圧SWがOFFとな
り、結果として、２は送受信々号伝達手段として動作し
なくなる。このとき２の受信々号経路のエミッタフォロ
ワのエミッタ電流が流れないので、送受信信号伝達手段
の消費電力が非常に小さくなる。以上により全振動子に
ついてみた平均消費電力が軽減する。一般にエミッタ電
流は、R3の値とVDD2とＡ点電位の値によって決定される
が、その電流値が小さいと、エミッタフォロワ回路の消
費電力が小さくなるものの、エミッタフォロワを通過す
る信号振幅に制限が加わる。前記の高耐圧SWに関連した
動作により平均消費電力を軽減した分を、エミッタ電流
の増加に割り当て、通過信号振幅に対する制限を軽くす
ることもできる。
うに振動子を順次ずらしながら駆動するために振動子
と、装置本体の送受信回路６を必要に応じて接続させる
ものである。ここで、送受信々信号伝達手段２の受信動
作時のエミッタ電流を流すためのエミッタ抵抗R3が高耐
圧スイッチの送受信回路６側に配置してあるので、図中
の１の振動子が、超音波送受信動作をする振動子となっ
た場合には、５の高耐圧SWがONとなり、２は送受信信号
伝達手段として動作するが、１の振動子が超音波送受信
をしない振動子となった場合には、高耐圧SWがOFFとな
り、結果として、２は送受信々号伝達手段として動作し
なくなる。このとき２の受信々号経路のエミッタフォロ
ワのエミッタ電流が流れないので、送受信信号伝達手段
の消費電力が非常に小さくなる。以上により全振動子に
ついてみた平均消費電力が軽減する。一般にエミッタ電
流は、R3の値とVDD2とＡ点電位の値によって決定される
が、その電流値が小さいと、エミッタフォロワ回路の消
費電力が小さくなるものの、エミッタフォロワを通過す
る信号振幅に制限が加わる。前記の高耐圧SWに関連した
動作により平均消費電力を軽減した分を、エミッタ電流
の増加に割り当て、通過信号振幅に対する制限を軽くす
ることもできる。
また、装置本体３は、送信信号を発生する送信回路、受
信信号を取り込むための受信回路、取り込んだ受信信号
の処理を行う信号処理回路、その処理結果を表示する表
示装置等を有して構成されている。この装置本体の構成
については従来と同様であるため、その詳細な説明を省
略する。
信信号を取り込むための受信回路、取り込んだ受信信号
の処理を行う信号処理回路、その処理結果を表示する表
示装置等を有して構成されている。この装置本体の構成
については従来と同様であるため、その詳細な説明を省
略する。
以上構成による実施例装置の作用について説明する。
〈送信〉 装置本体３における送信回路、具体的にはパルサより出
力された駆動パルスが高耐圧SW及びケーブル４を介して
送受信信号伝達手段２に伝達される。伝達された駆動パ
ルスは送信信号通過用ダイオードD5を通過し、振動子１
に印加され、これにより振動子１から超音波が送波され
る。駆動パルスの電位は通常数十〜百数十ボルト程度で
あり、Ｖcc,VDD1,VDD2は数ボルト程度である。このた
め、送信時には、駆動パルスによってダイオードD1,D3
が逆バイアスされオフ状態となる。それ故、トランジス
タTrのベース・エミッタ間に駆動パルスが印加されるこ
とはなく、トランジスタTrの破損防止が図られる。この
ような意味でダイオードD1,D3を保護用ダイオードと称
する。
力された駆動パルスが高耐圧SW及びケーブル４を介して
送受信信号伝達手段２に伝達される。伝達された駆動パ
ルスは送信信号通過用ダイオードD5を通過し、振動子１
に印加され、これにより振動子１から超音波が送波され
る。駆動パルスの電位は通常数十〜百数十ボルト程度で
あり、Ｖcc,VDD1,VDD2は数ボルト程度である。このた
め、送信時には、駆動パルスによってダイオードD1,D3
が逆バイアスされオフ状態となる。それ故、トランジス
タTrのベース・エミッタ間に駆動パルスが印加されるこ
とはなく、トランジスタTrの破損防止が図られる。この
ような意味でダイオードD1,D3を保護用ダイオードと称
する。
以上の送信動作において駆動パルスはダイオードD5を順
方向に通過して振動子１に印加されるため、駆動パルス
（送信信号）の損失は極めて少ない。
方向に通過して振動子１に印加されるため、駆動パルス
（送信信号）の損失は極めて少ない。
〈受信〉 振動子１より送波された超音波の反射波は再び振動子１
により受波され、この超音波受波による受信信号（受信
エコー）が送受信信号伝達手段２に取り込まれる。駆動
パルスが振動子１に印加されない期間においては、Ｖcc
とＶDD1,VDD2とによるバイアス状態となるため、ダイオ
ードD4,D6,D5はオフ状態となる。他方、ダイオードD1は
抵抗R1,R2を流れる電流により順方向にバイアスされオ
ン状態となり、また、ダイオードD3はトランジスタTrの
エミッタ電流により順方向にバイアスされてオン状態と
なる。この結果、トランジスタTrはエミッタフォロワと
して動作し、取り込まれた受信信号に応じてエミッタ電
流が変化する。エミッタフォロワ（コレクタ接地）の特
徴は入力インピーダンスが高く（数十ｋΩ以上）、出力
インピーダンスが低い（数〜数十Ω）ことである。尚、
電圧利得はほぼ１であるが電流利得が大きく、ベース・
エミッタ間は同相である。エミッタ電流の変化は抵抗R3
により電圧の変化に変換される。低インピーダンスで伝
達された受信信号は装置本体３における受信回路に取り
込まれ、信号処理回路における信号処理に供されること
になる。信号処理は被検体の超音波像を形成する場合も
あるが、被検体の組織識別のための演算処理を行う場合
もある。
により受波され、この超音波受波による受信信号（受信
エコー）が送受信信号伝達手段２に取り込まれる。駆動
パルスが振動子１に印加されない期間においては、Ｖcc
とＶDD1,VDD2とによるバイアス状態となるため、ダイオ
ードD4,D6,D5はオフ状態となる。他方、ダイオードD1は
抵抗R1,R2を流れる電流により順方向にバイアスされオ
ン状態となり、また、ダイオードD3はトランジスタTrの
エミッタ電流により順方向にバイアスされてオン状態と
なる。この結果、トランジスタTrはエミッタフォロワと
して動作し、取り込まれた受信信号に応じてエミッタ電
流が変化する。エミッタフォロワ（コレクタ接地）の特
徴は入力インピーダンスが高く（数十ｋΩ以上）、出力
インピーダンスが低い（数〜数十Ω）ことである。尚、
電圧利得はほぼ１であるが電流利得が大きく、ベース・
エミッタ間は同相である。エミッタ電流の変化は抵抗R3
により電圧の変化に変換される。低インピーダンスで伝
達された受信信号は装置本体３における受信回路に取り
込まれ、信号処理回路における信号処理に供されること
になる。信号処理は被検体の超音波像を形成する場合も
あるが、被検体の組織識別のための演算処理を行う場合
もある。
以上の受信動作において、受信信号を低インピーダンス
で伝達するため、ケーブル４等の分布容量による悪影響
を受け難く、信号損失が極めて少ない。このため、高イ
ンピーダンスで受信信号を伝達する従来装置に比べてS/
N比が向上する。
で伝達するため、ケーブル４等の分布容量による悪影響
を受け難く、信号損失が極めて少ない。このため、高イ
ンピーダンスで受信信号を伝達する従来装置に比べてS/
N比が向上する。
振動子１と送受信信号伝達手段２の入力端とが結ぶ導電
路は、振動子１の出力インピーダンスが高い関係上でき
る限り短い方がよい。また、超音波プローブの小型化の
ため、送受信信号伝達手段２をIC（集積回路）化すると
よい。
路は、振動子１の出力インピーダンスが高い関係上でき
る限り短い方がよい。また、超音波プローブの小型化の
ため、送受信信号伝達手段２をIC（集積回路）化すると
よい。
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可
能であるのはいうまでもない。
実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可
能であるのはいうまでもない。
例えば、上記実施例ではバイポーラトランジスタを適用
したものについて説明したが、電界効果トランジスタ
（FET）あるいはオペアンプを適用することもできる。
尚FETの場合はソースフォロワになる。
したものについて説明したが、電界効果トランジスタ
（FET）あるいはオペアンプを適用することもできる。
尚FETの場合はソースフォロワになる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば超音波プローブの発
熱を抑えるとともにS/N比の良好な受信信号を装置本体
に取り込むことが可能な超音波診断装置を提供すること
ができる。
熱を抑えるとともにS/N比の良好な受信信号を装置本体
に取り込むことが可能な超音波診断装置を提供すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための回路図であ
る。 １…振動子、２…送受信信号伝達手段 ３…装置本体、４…ケーブル ５…高耐圧スイッチ、６…超音波送受信手段 R3…エミッタ抵抗
る。 １…振動子、２…送受信信号伝達手段 ３…装置本体、４…ケーブル ５…高耐圧スイッチ、６…超音波送受信手段 R3…エミッタ抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】超音波を送受波する振動子を含む超音波プ
ローブと、この超音波プローブに駆動パルスを供給し、
この超音波プローブから得られた受信信号を処理する処
理部を備えた本体と、この本体と超音波プローブを結
び、前記駆動パルス及び受信信号を伝達するケーブルと
を備えた超音波診断装置において、前記超音波プローブ
内に設けられ、受信時に前記振動子の出力を入力とし、
前記ケーブルに出力するエミッタフォロワあるいはソー
スフォロワと、前記本体内に設けられ、前記トンラジス
タのエミッタ抵抗とを具備したことを特徴とする超音波
診断装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61229690A JPH0696009B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 超音波診断装置 |
| US07/091,946 US4805458A (en) | 1986-09-30 | 1987-09-01 | Ultrasonic imaging apparatus including impedance converter |
| DE19873729731 DE3729731A1 (de) | 1986-09-30 | 1987-09-04 | Ultraschall-abbildungsgeraet mit impedanzwandler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61229690A JPH0696009B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384531A JPS6384531A (ja) | 1988-04-15 |
| JPH0696009B2 true JPH0696009B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=16896172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61229690A Expired - Lifetime JPH0696009B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4805458A (ja) |
| JP (1) | JPH0696009B2 (ja) |
| DE (1) | DE3729731A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2692878B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1997-12-17 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPH0793929B2 (ja) * | 1989-01-11 | 1995-10-11 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP2758199B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1998-05-28 | 株式会社東芝 | 超音波探触子 |
| US5402791A (en) * | 1993-08-06 | 1995-04-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Piezoelectric single crystal, ultrasonic probe, and array-type ultrasonic probe |
| DE19514307A1 (de) * | 1994-05-19 | 1995-11-23 | Siemens Ag | Duplexer für ein Ultraschallabbildungssystem |
| DE19514308A1 (de) * | 1995-04-18 | 1996-10-24 | Siemens Ag | Ultraschallwandlerkopf mit integrierten steuerbaren Verstärkereinrichtungen |
| DE19729169A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-02-04 | Asm Automation Sensorik Messte | Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Nutzsignalen bei magnetostriktiven Positionssensoren |
| JP4024914B2 (ja) * | 1997-12-15 | 2007-12-19 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| DE20303836U1 (de) * | 2003-03-11 | 2003-07-24 | TRW Airbag Systems GmbH, 84544 Aschau | Aufblasvorrichtung für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem |
| JP4877939B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2012-02-15 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| JP5365142B2 (ja) * | 2008-11-04 | 2013-12-11 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波画像診断装置 |
| WO2010101105A1 (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-10 | 株式会社 日立メディコ | 超音波診断装置、及び超音波探触子、超音波診断方法 |
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