JPH0767452B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH0767452B2 JPH0767452B2 JP4014785A JP1478592A JPH0767452B2 JP H0767452 B2 JPH0767452 B2 JP H0767452B2 JP 4014785 A JP4014785 A JP 4014785A JP 1478592 A JP1478592 A JP 1478592A JP H0767452 B2 JPH0767452 B2 JP H0767452B2
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- JP
- Japan
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- focus
- vibrator
- ultrasonic
- point
- center
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被検体に超音波を送受信
し、受信された反射波に基づき超音波断層画像を得る超
音波診断装置であって、特に振動子を凹面の形状にする
ことにより超音波ビームを集束することを特徴とする超
音波診断装置に関する。
し、受信された反射波に基づき超音波断層画像を得る超
音波診断装置であって、特に振動子を凹面の形状にする
ことにより超音波ビームを集束することを特徴とする超
音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、凹面形状の振動子により超音波を
送受信し、断層画像を得る超音波診断装置において、凹
面振動子の形状は球面であったため超音波ビームは１点
で集束されていた。
送受信し、断層画像を得る超音波診断装置において、凹
面振動子の形状は球面であったため超音波ビームは１点
で集束されていた。
【０００３】図３で説明すると、形状が球面である振動
子１より超音波パルスを送信すると、この超音波パルス
は前記球面の中心Ｏにて集束する。つまり、振動子の形
状を球面にすることにより焦点（Ｆ0 ）を設定すること
ができる。
子１より超音波パルスを送信すると、この超音波パルス
は前記球面の中心Ｏにて集束する。つまり、振動子の形
状を球面にすることにより焦点（Ｆ0 ）を設定すること
ができる。
【０００４】また受信においても点Ｆ0 が焦点となる
が、このような焦点の設定をした場合、焦点（Ｆ0 ）付
近では高い解像度が得られるが、焦点（Ｆ0 ）から離れ
た部分で十分な解像度が得られず、広範囲にわたり良好
な超音波断層画像を得ることはできなかった。
が、このような焦点の設定をした場合、焦点（Ｆ0 ）付
近では高い解像度が得られるが、焦点（Ｆ0 ）から離れ
た部分で十分な解像度が得られず、広範囲にわたり良好
な超音波断層画像を得ることはできなかった。
【０００５】この欠点を改良するため、つまりより広い
範囲で超音波ビームを集束させるために、振動子の口径
を小さくしたが、同時に感度が低下していた。
範囲で超音波ビームを集束させるために、振動子の口径
を小さくしたが、同時に感度が低下していた。
【０００６】また、この欠点を改良するため、凹面振動
子をリング状に分割し、かつ、受信ダイナミックフォー
カスが用いられているが、分割数が少なければ焦点（Ｆ
0 ）以外で超音波ビームを集束させることができず、さ
らに受信ダイナミックフォーカスを実現するために物量
及びコストが増加していた。
子をリング状に分割し、かつ、受信ダイナミックフォー
カスが用いられているが、分割数が少なければ焦点（Ｆ
0 ）以外で超音波ビームを集束させることができず、さ
らに受信ダイナミックフォーカスを実現するために物量
及びコストが増加していた。
【０００７】受信ダイナミックフォーカスは、各振動素
子により受信された受信信号に遅延時間を与え、この遅
延時間を焦点距離に応じて変化させ、超音波断層画像を
得る方法である。図４により説明すると、焦点Ｆ0 より
の反射波は前述のように時間遅れ無く各振動素子１０-1
ないし１０-16 に受信されるが、焦点Ｆ0 より近傍点で
ある例えば点Ｆ1 からの反射波は振動子列１０の中央部
のリング状の振動素子１０-1に最も早く到達し、端部の
振動素子１０-16 に最も遅く到達する。この時間遅れを
遅延回路１１により補正し各振動素子より受信された信
号の位相を揃えることにより受信時の焦点を点Ｆ1 とす
ることができる。この遅延回路により設定される遅延時
間を変化させ、これにより焦点の位置を適宜設定するこ
とで受信時の焦点範囲を広くする方法が受信ダイナミッ
クフォーカスである。
子により受信された受信信号に遅延時間を与え、この遅
延時間を焦点距離に応じて変化させ、超音波断層画像を
得る方法である。図４により説明すると、焦点Ｆ0 より
の反射波は前述のように時間遅れ無く各振動素子１０-1
ないし１０-16 に受信されるが、焦点Ｆ0 より近傍点で
ある例えば点Ｆ1 からの反射波は振動子列１０の中央部
のリング状の振動素子１０-1に最も早く到達し、端部の
振動素子１０-16 に最も遅く到達する。この時間遅れを
遅延回路１１により補正し各振動素子より受信された信
号の位相を揃えることにより受信時の焦点を点Ｆ1 とす
ることができる。この遅延回路により設定される遅延時
間を変化させ、これにより焦点の位置を適宜設定するこ
とで受信時の焦点範囲を広くする方法が受信ダイナミッ
クフォーカスである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の凹面振動子の形
状は球面であるため、送信時において振動子の凹面の形
状により決定される焦点Ｆ0 に超音波ビームが集束して
しまうということと、そのためにリング状に分割した凹
面振動子により前述のように受信ダイナミックフォーカ
スを行っても実際の焦点は、焦点Ｆ0 側に寄ってしまう
という問題があった。
状は球面であるため、送信時において振動子の凹面の形
状により決定される焦点Ｆ0 に超音波ビームが集束して
しまうということと、そのためにリング状に分割した凹
面振動子により前述のように受信ダイナミックフォーカ
スを行っても実際の焦点は、焦点Ｆ0 側に寄ってしまう
という問題があった。
【０００９】これを図によって説明する。図５は送信の
フォーカスと受信のフォーカスがＦ0 で一致している場
合を示している。前述のように各振動子から送信された
超音波は焦点Ｆ0 でその音圧レベル１０１を最大にす
る。受信においても焦点Ｆ0 にて音圧レベル１０２は最
大になり、合計された音圧レベル１０３も点Ｆ0 にて最
大レベルとなり、この点が焦点となる。しかし、図６に
示すごとく送信フォーカスと受信フォーカスとが一致し
ていない場合、各々の音圧レベル１１１、１１２の和で
ある合計された音圧レベル１１３の最大値は点Ｆ0 でも
点Ｆ1 でもなく点Ｆ10となり、これが焦点となる。この
実際の焦点が送信の焦点Ｆ0 に寄る現象はとくに点Ｆ0
近傍にて顕著であり、このため、受信ダイナミックフォ
ーカスにて設定する焦点を等間隔にとっても、実際の焦
点は等間隔にならず、均一な超音波断層画像を得られな
かった。
フォーカスと受信のフォーカスがＦ0 で一致している場
合を示している。前述のように各振動子から送信された
超音波は焦点Ｆ0 でその音圧レベル１０１を最大にす
る。受信においても焦点Ｆ0 にて音圧レベル１０２は最
大になり、合計された音圧レベル１０３も点Ｆ0 にて最
大レベルとなり、この点が焦点となる。しかし、図６に
示すごとく送信フォーカスと受信フォーカスとが一致し
ていない場合、各々の音圧レベル１１１、１１２の和で
ある合計された音圧レベル１１３の最大値は点Ｆ0 でも
点Ｆ1 でもなく点Ｆ10となり、これが焦点となる。この
実際の焦点が送信の焦点Ｆ0 に寄る現象はとくに点Ｆ0
近傍にて顕著であり、このため、受信ダイナミックフォ
ーカスにて設定する焦点を等間隔にとっても、実際の焦
点は等間隔にならず、均一な超音波断層画像を得られな
かった。
【００１０】本発明は前述の問題を解決するためになさ
れたもので、簡易な回路構成により、広い範囲にわたっ
て均一で高い解像度の超音波断層画像を得ることのでき
る超音波診断装置を得ることを目的とする。
れたもので、簡易な回路構成により、広い範囲にわたっ
て均一で高い解像度の超音波断層画像を得ることのでき
る超音波診断装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る超音波診断装置においては、その振
動子は、凹面中心から外周部に向かって連続的に曲率半
径が大きくなり、さらに前記振動子の凹面中心から等距
離にある各環状部分は、当該環状部分の焦点距離までを
半径とする仮想球面上に配置され、この各環状部分ごと
の仮想球面は振動子凹面中心で互いに接する形状として
いる。
めに、本発明に係る超音波診断装置においては、その振
動子は、凹面中心から外周部に向かって連続的に曲率半
径が大きくなり、さらに前記振動子の凹面中心から等距
離にある各環状部分は、当該環状部分の焦点距離までを
半径とする仮想球面上に配置され、この各環状部分ごと
の仮想球面は振動子凹面中心で互いに接する形状として
いる。
【００１２】
【作用】振動子を構成する各微小部分ごとに異なった焦
点距離を有するような形状にしたので、超音波ビームを
広い範囲にわたって集束させることができる。
点距離を有するような形状にしたので、超音波ビームを
広い範囲にわたって集束させることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
説明する。
説明する。
【００１４】図１に本実施例の超音波探触子の模式図を
示す。探触子２０は２０-1から２０-NまでのＮ個の振動
子の微小部分からなっている。振動子の中央の微小部分
２０-1はその焦点距離が最近傍点Ｇ1 になるように配置
されている。そして、振動子の外側に向かうにつれ徐々
に焦点の位置が遠くなるように配置されている。振動子
の最も外側の微小部分２０-Nでは焦点が最遠方点ＧN に
設定されている。そして、これらの微小部分２０-1〜２
０-Nは振動子中心を中心とする環状部分である。
示す。探触子２０は２０-1から２０-NまでのＮ個の振動
子の微小部分からなっている。振動子の中央の微小部分
２０-1はその焦点距離が最近傍点Ｇ1 になるように配置
されている。そして、振動子の外側に向かうにつれ徐々
に焦点の位置が遠くなるように配置されている。振動子
の最も外側の微小部分２０-Nでは焦点が最遠方点ＧN に
設定されている。そして、これらの微小部分２０-1〜２
０-Nは振動子中心を中心とする環状部分である。
【００１５】したがって、振動子２０は内側から外側に
向かって徐々にその曲率半径を大きくするように配置さ
れている。図１に示す実施例に沿って説明すれば、本実
施例の場合その焦点領域を深度方向に広がりを持たせる
ため振動子の各微小部分の焦点は別個に設定されてい
る。焦点はＧ1 からＧN まで設定されており、前述のよ
うに最近傍点がＧ1 であり、最遠方点がＧN である。最
近傍点に焦点を設定されている振動子の微小部分２０-1
は、その焦点Ｇ1 を中心とし、探触子２０の中央部の点
Ｔと焦点までの距離（焦点距離）を半径とする球面２０
１上に配置されている。また中間付近の振動子の微小部
分２０-Iは、その焦点ＧI を中心とし、焦点ＧI と前述
の点Ｔとの距離（焦点距離）を半径とする球面上２０I
に配置されている。このときの焦点距離ＴＧI は前述の
焦点距離ＴＧ1 より大きくなり、したがって曲率半径が
大きくなる。さらに、両端部の振動子の微小部分２０-N
においては、その焦点をＧN 半径を焦点距離ＴＧN とす
る球面上２０N に配置されている。そして、このときの
曲率半径は前記曲率半径よりもさらに大きい。さらに、
前記の振動子の微小部分２０-1、２０-I、２０-Nが配置
される球面２０１，２０Ｉ，２０Ｎは、振動子中心部に
おいて互いに接している。このように３つの振動子の微
小部分の配置について説明したが、その他の微小部分に
ついても同様に焦点位置を徐々に変化させこれに応じた
球面上に配置することによって焦点領域を広くすること
が可能となっている。
向かって徐々にその曲率半径を大きくするように配置さ
れている。図１に示す実施例に沿って説明すれば、本実
施例の場合その焦点領域を深度方向に広がりを持たせる
ため振動子の各微小部分の焦点は別個に設定されてい
る。焦点はＧ1 からＧN まで設定されており、前述のよ
うに最近傍点がＧ1 であり、最遠方点がＧN である。最
近傍点に焦点を設定されている振動子の微小部分２０-1
は、その焦点Ｇ1 を中心とし、探触子２０の中央部の点
Ｔと焦点までの距離（焦点距離）を半径とする球面２０
１上に配置されている。また中間付近の振動子の微小部
分２０-Iは、その焦点ＧI を中心とし、焦点ＧI と前述
の点Ｔとの距離（焦点距離）を半径とする球面上２０I
に配置されている。このときの焦点距離ＴＧI は前述の
焦点距離ＴＧ1 より大きくなり、したがって曲率半径が
大きくなる。さらに、両端部の振動子の微小部分２０-N
においては、その焦点をＧN 半径を焦点距離ＴＧN とす
る球面上２０N に配置されている。そして、このときの
曲率半径は前記曲率半径よりもさらに大きい。さらに、
前記の振動子の微小部分２０-1、２０-I、２０-Nが配置
される球面２０１，２０Ｉ，２０Ｎは、振動子中心部に
おいて互いに接している。このように３つの振動子の微
小部分の配置について説明したが、その他の微小部分に
ついても同様に焦点位置を徐々に変化させこれに応じた
球面上に配置することによって焦点領域を広くすること
が可能となっている。
【００１６】そしてこのように広い範囲に超音波ビーム
を集束させることによって、リング状に分割した振動子
により受信ダイナミックフォーカスを行った際にも、実
際の焦点が送信時の焦点に引っ張られ、受信時の焦点と
ずれてしまうことを防止することができる。つまり、図
２に示すように送信超音波の音圧レベルがピークを持た
なくなり、受信時の音圧レベルとの和においても前述の
ようにその焦点が送信時の焦点側に寄るという現象が生
じない。
を集束させることによって、リング状に分割した振動子
により受信ダイナミックフォーカスを行った際にも、実
際の焦点が送信時の焦点に引っ張られ、受信時の焦点と
ずれてしまうことを防止することができる。つまり、図
２に示すように送信超音波の音圧レベルがピークを持た
なくなり、受信時の音圧レベルとの和においても前述の
ようにその焦点が送信時の焦点側に寄るという現象が生
じない。
【００１７】以上のように、本実施例では各設定された
焦点を中心とし、探触子の中心点Ｔにおいて内接する複
数の球面上に各々配置されるようにしたが、点Ｔを共有
する必要はなく対となる振動素子が対応する焦点より等
距離に配置されていれば良い。
焦点を中心とし、探触子の中心点Ｔにおいて内接する複
数の球面上に各々配置されるようにしたが、点Ｔを共有
する必要はなく対となる振動素子が対応する焦点より等
距離に配置されていれば良い。
【００１８】また、本実施例ではリング状に分割した振
動子について説明したが、分割していない振動子でも振
動子の内側から外側にいくに従って徐々に焦点の位置が
遠くなるような形状であれば良い。
動子について説明したが、分割していない振動子でも振
動子の内側から外側にいくに従って徐々に焦点の位置が
遠くなるような形状であれば良い。
【００１９】
【発明の効果】以上のように振動子の各微小部分ごとに
異なった焦点を設定したことにより、探触子からの距離
において広い範囲で高い解像度を得ることが可能であ
る。また、リング状に分割した振動子を用いて送信ダイ
ナミックフォーカスにより、１本の走査データを得る場
合に送信の回数を減らすことができる。また、受信ダイ
ナミックフォーカスを行う際にも、受信時の焦点に送受
で合成した実際の焦点がなり、焦点の谷の発生を抑える
ことができる。
異なった焦点を設定したことにより、探触子からの距離
において広い範囲で高い解像度を得ることが可能であ
る。また、リング状に分割した振動子を用いて送信ダイ
ナミックフォーカスにより、１本の走査データを得る場
合に送信の回数を減らすことができる。また、受信ダイ
ナミックフォーカスを行う際にも、受信時の焦点に送受
で合成した実際の焦点がなり、焦点の谷の発生を抑える
ことができる。
【００２０】以上のように、本発明によればフレームレ
ートを落とさずに高い解像度で、均一な解像度の画像を
得ることができる。
ートを落とさずに高い解像度で、均一な解像度の画像を
得ることができる。
【図１】本発明に係る超音波診断装置の探触子の振動素
子の配置を説明する図である。
子の配置を説明する図である。
【図２】本発明に係る超音波診断装置の受信と送信の焦
点の関係を示す図である。
点の関係を示す図である。
【図３】従来の凹面振動子の構造説明図である。
【図４】ダイナミックフォーカスの説明図である。
【図５】受信と送信の焦点の関係を示す図であり、各々
の焦点が等しい場合の図である。
の焦点が等しい場合の図である。
【図６】受信と送信の焦点の関係を示す図であり、各々
の焦点が異なる場合の図である。
の焦点が異なる場合の図である。
１１ 遅延回路 ２０ 超音波探触子
Claims (2)
- 【請求項１】 凹面状の所定の振動子により超音波パル
スを送信し、被検体より反射した超音波パルスを受信
し、受信された反射波に基づき超音波断層画像を得る超
音波診断装置において、 前記の振動子は、凹面中心から外周部に向かって連続的
に曲率半径が大きくなり、さらに前記振動子の凹面中心
から等距離にある各環状部分は、当該環状部分の焦点距
離までを半径とする仮想球面上に配置され、この各環状
部分ごとの仮想球面は振動子凹面中心で互いに接する形
状であることを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 請求項１の凹面振動子が分割振動子であ
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 |
|---|---|---|---|
| JP4014785A JPH0767452B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014785A JPH0767452B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200029A JPH05200029A (ja) | 1993-08-10 |
| JPH0767452B2 true JPH0767452B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=11870714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4014785A Expired - Fee Related JPH0767452B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767452B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5494959B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2014-05-21 | 株式会社日立製作所 | 超音波探傷センサおよび超音波探傷方法 |
| JP6525565B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2019-06-05 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法 |
| JP7136725B2 (ja) * | 2019-03-07 | 2022-09-13 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 超音波検査装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5640129A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-16 | Akashi Seisakusho Kk | Composite acoustic lens for probe of ultrasonic diagnosis apparatus |
| US4445380A (en) * | 1982-07-21 | 1984-05-01 | Technicare Corporation | Selectable focus sphericone transducer and imaging apparatus |
| JPH02159266A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波探触子 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4014785A patent/JPH0767452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05200029A (ja) | 1993-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |