JPH08628A - 超音波断層装置 - Google Patents
超音波断層装置Info
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- JPH08628A JPH08628A JP28147394A JP28147394A JPH08628A JP H08628 A JPH08628 A JP H08628A JP 28147394 A JP28147394 A JP 28147394A JP 28147394 A JP28147394 A JP 28147394A JP H08628 A JPH08628 A JP H08628A
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Abstract
探触子を駆動して被検体内へ超音波を送波可能とする。 【構成】 探触子1に超音波送信信号を与える超音波送
波回路2の内部構成として、上記探触子1の各チャンネ
ル毎に独立に任意の送波波形を作成すると共にこれらの
送波波形で探触子1を駆動する任意波形発生回路9を複
数個備えて構成したものである。これにより、任意の送
波波形で探触子1を駆動して被検体内へ超音波を送波す
ることができる。
Description
受信して診断部位の超音波画像を得る超音波断層装置に
関し、特に任意の送波波形で探触子を駆動して超音波を
送波することができる超音波断層装置に関する。
うに、多数の振動子素子が配列されて多チャンネルに形
成され被検体に超音波を送受信する探触子1と、この探
触子1に超音波送信信号を与える超音波送波回路6と、
上記探触子1からの超音波受信信号を増幅しかつ所定の
遅延を与えて受波整相を行う受波整相回路3と、この受
波整相回路3からの出力信号に対し所定の処理を行い画
像信号を作成する画像処理回路4と、この画像処理回路
4からの画像信号を表示する画像表示器5とを有して成
っていた。
部の送波パルス発生回路7で各々の振動子素子用の超音
波送波パルスを発生し、ドライバ回路8で高圧の送波パ
ルスに変換して、探触子1を駆動することで、該探触子
1は超音波を発生するようになっている。また、受波整
相回路3では、上記探触子1の各々の振動子素子で受信
した被検体内からの反射エコーの信号を入力して増幅し
所定の遅延を与えると共に各チャンネルの信号を加算す
る。そして、画像処理回路4では、対数圧縮や検波等の
信号処理を行いかつテレビ信号などの画像信号に変換
し、画像表示器5でその画像信号を超音波画像として表
示するようになっていた。
ドライバ回路8の一例を示すと、図8の回路図のように
なる。この回路は、N-MOSFET,P-MOSFET,抵抗R,コン
デンサCを使用し、入力に低圧例えば5V系デジタル回
路からの信号を入力することで、+V電源をスイッチン
グし、高圧のパルスを発生する。この出力された高圧パ
ルスを図7に示す探触子1へ送り該探触子1を駆動す
る。また、安全上、被検体に過大な超音波を与えないよ
うにする為、+V電源の電圧を可変とすることで、出力
される高圧パルスの振幅を変え超音波送波パワーを制御
していた。
来の超音波断層装置においては、図8に示す超音波送波
回路6内のドライバ回路8が高圧の+V電源をN-MOSFET
及びP-MOSFETなどのスイッチング素子でスイッチングす
るだけで送波用の高圧パルスを発生するようになってい
たので、ほぼ矩形波の一定波形の高圧パルスしか生成で
きず、任意波形の高圧パルスは発生することができなか
った。また、図8において高圧パルスの振幅を変える場
合には、高圧の+V電源の電圧を変えていたが、+V電
源の平滑用のコンデンサCにより高速に電圧を変えるこ
とができず、振幅を高速に変えることはできなかった。
これらのことから、白黒断層像やドプラ像のモードで送
波波形の振幅、周波数、波数、波形を探触子1の各チャ
ンネル毎に独立に制御することはできず、各チャンネル
間の振動子素子の感度バラツキを除去することができな
いと共に、各チャンネル毎に感度の重み付けをすること
もできなかった。さらに、同時に複数走査線方向に超音
波送波をすることができないので、白黒断層像やドプラ
像の各モードで切り換えて交互に送波しなければなら
ず、得られる超音波画像のフレームレートが低下するも
のであった。以上のように、従来装置においては、診断
画像として有効な画像が得られないことがあった。
処し、任意の送波波形で探触子を駆動して被検体内へ超
音波を送波することができる超音波断層装置を提供する
ことを目的とする。
に、本発明による超音波断層装置は、多数の振動子素子
が配列されて多チャンネルに形成され被検体に超音波を
送受信する探触子と、この探触子に超音波送信信号を与
える超音波送波回路と、該探触子からの超音波受信信号
を増幅しかつ所定の遅延を与えて受波整相を行う受波整
相回路と、この受波整相回路からの出力信号に対し所定
の処理を行い画像信号を作成する画像処理回路と、この
画像処理回路からの画像信号を表示する画像表示器とを
有する超音波断層装置において、上記超音波送波回路
は、上記探触子の各チャンネル毎に独立に任意の送波波
形を作成すると共にこれらの送波波形で探触子を駆動す
る任意波形発生回路を複数個備えて構成したものであ
る。
像やドプラ像のモードで送波波形の振幅、周波数、波
数、波形を探触子の各チャンネル毎に変えたデータ及び
複数走査線方向のデータを記録したメモリと、このメモ
リから読み出したデータをアナログ信号に変換するD/
A変換器と、このD/A変換器からのアナログ信号を高
圧信号に変換する固定ゲインアンプとから成るものであ
る。
波送波回路の内部構成として複数個設けられた任意波形
発生回路により、探触子の各チャンネル毎に独立に任意
の送波波形を作成すると共にこれらの送波波形で該探触
子を駆動するように動作する。これにより、任意の送波
波形で探触子を駆動して被検体内へ超音波を送波するこ
とができる。
詳細に説明する。図1は本発明による超音波断層装置の
実施例を示すブロック図である。この超音波断層装置
は、被検体内へ超音波を送受信して診断部位の超音波画
像を構成して表示するもので、図1に示すように、探触
子1と、超音波送波回路2と、受波整相回路3と、画像
処理回路4と、画像表示器5とを有して成る。
信するもので、例えば短冊状に形成された多数の振動子
素子が一列状に配列されて多チャンネルに形成されてい
る。超音波送波回路2は、上記探触子1に超音波送信信
号を与えて該探触子1を駆動するものである。受波整相
回路3は、上記探触子1から出力された超音波受信信号
を増幅しかつ所定の遅延を与えて受波整相を行うもの
で、該探触子1の各々の振動子素子で受信した被検体内
からの反射エコーの信号を入力して増幅し、所定の遅延
時間を与えると共に各チャンネルの受信信号を加算する
ようになっている。また、画像処理回路4は、上記受波
整相回路3からの出力信号に対し所定の処理を行い画像
信号を作成するもので、例えば対数圧縮や検波等の信号
処理を行い、テレビ信号などの画像信号に変換するよう
になっている。さらに、画像表示器5は、上記画像処理
回路4からの画像信号を超音波画像として表示するもの
で、例えばテレビモニタから成る。
波回路2は、その内部構成として、上記探触子1の各チ
ャンネル毎に独立に任意の送波波形を作成すると共にこ
れらの送波波形で探触子1を駆動する任意波形発生回路
9,9,…を該探触子1のチャンネル分(1〜m)だけ
備えて構成されている。そして、上記任意波形発生回路
9,9,…で作成した送波波形を探触子1の各チャンネ
ルの振動子素子へ送り、該探触子1を駆動して超音波を
送波するようになっている。
意波形発生回路9の具体的な内部構成を明らかにしたブ
ロック図である。すなわち、上記任意波形発生回路9
は、メモリ10と、D/A変換器11と、固定ゲインア
ンプ12とから成る。上記メモリ10は、白黒断層像や
ドプラ像のモードで送波波形の振幅、周波数、波数、波
形を探触子1の各チャンネル毎に変えたデータ及び複数
走査線方向のデータを記録しておくもので、例えばRO
Mから成り、図3に示すような送波波形のデータを一定
間隔で書き込み及び読み出すようになっている。D/A
変換器11は、上記メモリ10から読み出した送波波形
のデータを入力してアナログ信号に変換するものであ
る。固定ゲインアンプ12は、上記D/A変換器11か
ら出力されたアナログ信号を入力して一定のゲインで増
幅し高圧信号に変換するものである。そして、この固定
ゲインアンプ12から出力された高圧信号が任意の送波
波形として探触子1の各チャンネルへ送出されるように
なっている。
記録する任意の送波波形のデータは、超音波送波回路2
の外部に設けられた中央処理装置(CPU)13と、超
音波装置本体部メモリ14と、外部記憶装置15とから
バスライン16を介して転送されてくる。上記CPU1
3は、その内部のプログラムにより任意の送波波形のデ
ータを生成するものである。超音波装置本体部メモリ1
4は、上記CPU13で生成された任意の送波波形のデ
ータを一時的に記憶しておくもので、例えばROM又は
RAMから成る。また、外部記憶装置15は、上記任意
の送波波形のデータやその他のデータを記憶するもの
で、例えばフロッピーディスク又はハードディスクなど
から成る。
波形は、図2に示すCPU13で生成されるデータによ
り任意に変えることができるので、例えば図3に示すよ
うに時間の経過に従って変化するデータ点をプロットし
て結ぶことにより、時間(横軸)の経過と共に振幅(縦
軸)が変化するような任意の波形でも作成することがで
きる。また、サンプリング定理に示されるように、サン
プルの1/2の周波数以内ならば、任意の周波数の送波
パルスも発生することができる。図4は、上記任意波形
発生回路9で作成可能な任意の送波波形の例を示す説明
図である。同図(a)は1波数送波の波形を示す。同図
(b)は1波数送波を少し時間をずらせて2波数送波と
した場合の波形を示す。また、同図(c)は二つの1波
数送波が部分的に重なった場合の波形を示す。さらに、
同図(d)は周波数の異なる二つの1波数送波を少し時
間をずらせて2波数送波とした場合の波形を示す。この
図4(a)〜(d)に示すような任意の送波波形は、図
7に示す従来装置の超音波送波回路6では、ドライバ回
路8で高圧電源をスイッチングして送波波形を発生して
いたので、そのスイッチングスピードに限界があり、作
成が不可能であった。
波波形を作成し、図1又は図2に示す探触子1へ送出し
て駆動することにより、該探触子1からは図5に示すよ
うに多方向同時に超音波送波が可能となる。ここで、図
5は扇状表示のセクタ探触子を使用し、ビームAとビー
ムBの2方向同時に送波した場合を示している。この場
合は、図6に示すように、ビームAの送波時間とビーム
Bの送波時間との2種類の送波タイミングで送波するこ
とにより、上記の2方向同時の送波が可能となる。図6
に示す送波例は、ビームAは多波数送波であり、またビ
ームBは1波数送波であり、振動子素子の1チャンネル
目は二つの送波が重なった波形になっている。また、n
チャンネル目とmチャンネル目は、二つの送波の送波タ
イミングが異なっている。このような送波をした場合
は、ビームAは白黒断層像を、ビームBはドプラ像を得
ることができる。このように、白黒断層像やドプラ像な
どのモードで送波波形の振幅、周波数、波数、波形を探
触子1の各チャンネル毎に独立に制御し、かつ同時に複
数走査線方向への送波ができる。なお、図5及び図6に
おいては、2方向同時に送波した場合を示したが、これ
に限らず、3方向以上同時に送波することもできる。
よる送波は、パルス波だけでなく連続波でも同様に適用
できる。また、図1及び図2においては、超音波送波回
路2内の任意波形発生回路9を、探触子1内の振動子素
子のチャンネル数に応じてそのチャンネル分(1〜m)
だけ設けたものとしたが、本発明はこれに限らず、上記
任意波形発生回路9を探触子1のチャンネル数より少な
い数の複数個だけ設け、この任意波形発生回路9と上記
探触子1との間にスイッチ回路を設けて、上記任意波形
発生回路9を切り換えて探触子1の全チャンネルに順次
接続するようにしてもよい。この場合は、上記任意波形
発生回路9の数を減らしてコスト低下を図ることができ
る。
超音波送波回路の内部構成として複数個設けられた任意
波形発生回路により、探触子の各チャンネル毎に独立に
任意の送波波形を作成すると共にこれらの送波波形で該
探触子を駆動することができる。これにより、任意の送
波波形で探触子を駆動して被検体内へ超音波を送波する
ことができる。従って、白黒断層像やドプラ像のモード
で送波波形の振幅、周波数、波数、波形を探触子のチャ
ンネル毎に独立に制御することができ、各チャンネル間
の振動子素子の感度バラツキを除去することができると
共に、各チャンネル毎に感度の重み付けをすることもで
きる。また、同時に複数走査線方向に超音波送波をする
ことができるので、白黒断層像やドプラ像の各モードで
切り換えて交互に送波する必要がなく、得られる超音波
画像のフレームレートを向上することができる。さら
に、白黒断層像やドプラ像などのモードで送波波形の振
幅を変えられることから、各モードにおいて、安全を保
ちながら最大パワーまで上げることができ、感度を最大
とすることができる。これらのことから、本発明によれ
ば、診断画像として有効な画像を得ることができる。
ロック図である。
成を明らかにしたブロック図である。
一例を示す説明図である。
波形の例を示す説明図である。
に送波した場合の動作説明図である。
の送波タイミングを示す動作説明図である。
る。
してのドライバ回路の一例を示す回路図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 多数の振動子素子が配列されて多チャン
ネルに形成され被検体に超音波を送受信する探触子と、
この探触子に超音波送信信号を与える超音波送波回路
と、該探触子からの超音波受信信号を増幅しかつ所定の
遅延を与えて受波整相を行う受波整相回路と、この受波
整相回路からの出力信号に対し所定の処理を行い画像信
号を作成する画像処理回路と、この画像処理回路からの
画像信号を表示する画像表示器とを有する超音波断層装
置において、上記超音波送波回路は、上記探触子の各チ
ャンネル毎に独立に任意の送波波形を作成すると共にこ
れらの送波波形で探触子を駆動する任意波形発生回路を
複数個備えて構成したことを特徴とする超音波断層装
置。 - 【請求項2】 上記任意波形発生回路は、白黒断層像や
ドプラ像のモードで送波波形の振幅、周波数、波数、波
形を探触子の各チャンネル毎に変えたデータ及び複数走
査線方向のデータを記録したメモリと、このメモリから
読み出したデータをアナログ信号に変換するD/A変換
器と、このD/A変換器からのアナログ信号を高圧信号
に変換する固定ゲインアンプとから成ることを特徴とす
る請求項1記載の超音波断層装置。
Priority Applications (1)
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JP10504494 | 1994-04-21 | ||
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ID=26445399
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