JPH10179579A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH10179579A JPH10179579A JP34187696A JP34187696A JPH10179579A JP H10179579 A JPH10179579 A JP H10179579A JP 34187696 A JP34187696 A JP 34187696A JP 34187696 A JP34187696 A JP 34187696A JP H10179579 A JPH10179579 A JP H10179579A
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- aperture
- sound wave
- transducer
- focal point
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- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8997—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using synthetic aperture techniques
-
- 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
- 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
- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
- G01S7/52047—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver for elimination of side lobes or of grating lobes; for increasing resolving power
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 開口合成法を用いる超音波診断装置におい
て、開口合成面を被検体内に設定して解像度を高めるこ
とを目的とする。 【解決手段】 トランスデューサ１は波面収束手段を有
する音波開口部であり、走査機構２が音波開口部１を移
動させることにより、複数の仮想音源を被検体内に発生
させる。仮想音源からの受信信号はメモリ４に蓄積さ
れ、信号合成部５で開口合成演算処理を受け、走査変換
部７で映像信号に変換され、表示部８に出力される。ゾ
ーン制御部９は、信号合成部５における焦点近傍領域の
開口合成を停止させることで、開口合成を完了する以前
に焦点近傍の像が得られる。
て、開口合成面を被検体内に設定して解像度を高めるこ
とを目的とする。 【解決手段】 トランスデューサ１は波面収束手段を有
する音波開口部であり、走査機構２が音波開口部１を移
動させることにより、複数の仮想音源を被検体内に発生
させる。仮想音源からの受信信号はメモリ４に蓄積さ
れ、信号合成部５で開口合成演算処理を受け、走査変換
部７で映像信号に変換され、表示部８に出力される。ゾ
ーン制御部９は、信号合成部５における焦点近傍領域の
開口合成を停止させることで、開口合成を完了する以前
に焦点近傍の像が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開口合成法を利用
した超音波診断装置に関する。
した超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、単一の送受信機を用いた開口合成
法については、日本電子機械工業会編の医用超音波機器
ハンドブック（コロナ社、PP36-37 ）に記載されたもの
が知られている。図８は従来の開口合成法の装置構成を
示すブロック図であり、トランスデューサアレイ２０、
マルチプレクサ２１、送受信機２２、データ収集部２３
から構成されている。
法については、日本電子機械工業会編の医用超音波機器
ハンドブック（コロナ社、PP36-37 ）に記載されたもの
が知られている。図８は従来の開口合成法の装置構成を
示すブロック図であり、トランスデューサアレイ２０、
マルチプレクサ２１、送受信機２２、データ収集部２３
から構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の開口合成法においては、合成された開口面は、振動
子が位置する面と同一であり、対象物に近づけることが
できなかった。また、個々のエレメントを順々に送受波
させて、球面波照射と受波をエレメント数だけ繰り返し
た後に像再構成を行う必要があり、像再構成が完了する
までは像が得られないという問題を有していた。
来の開口合成法においては、合成された開口面は、振動
子が位置する面と同一であり、対象物に近づけることが
できなかった。また、個々のエレメントを順々に送受波
させて、球面波照射と受波をエレメント数だけ繰り返し
た後に像再構成を行う必要があり、像再構成が完了する
までは像が得られないという問題を有していた。
【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であり、合成された開口面の位置を対象物に近づけるこ
とにより解像度を上げることができ、また像再構成が完
了する以前に像の一部を得ることができる優れた超音波
診断装置を提供することを目的とする。
であり、合成された開口面の位置を対象物に近づけるこ
とにより解像度を上げることができ、また像再構成が完
了する以前に像の一部を得ることができる優れた超音波
診断装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、波面収束手段を有する音波開口部と、こ
の音波開口部を移動させる手段と、音波開口部から照射
された音波ビームの焦点を仮想音源として開口合成を行
う手段とを備えたものであり、合成された開口面の位置
を被検体内に設定することができるため、対象物と合成
開口面の距離を近づけることにより、解像度を上げるこ
とができる。これは、開口面が対象物に近づければ小さ
な開口でも音波ビームを細く絞ることが可能であるとい
うことにもとづく。また、音波ビームの焦点近傍におけ
る開口合成を行わないようにしたので、像再構成が完了
する以前に像の一部を得ることができる。
に、本発明は、波面収束手段を有する音波開口部と、こ
の音波開口部を移動させる手段と、音波開口部から照射
された音波ビームの焦点を仮想音源として開口合成を行
う手段とを備えたものであり、合成された開口面の位置
を被検体内に設定することができるため、対象物と合成
開口面の距離を近づけることにより、解像度を上げるこ
とができる。これは、開口面が対象物に近づければ小さ
な開口でも音波ビームを細く絞ることが可能であるとい
うことにもとづく。また、音波ビームの焦点近傍におけ
る開口合成を行わないようにしたので、像再構成が完了
する以前に像の一部を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、波面収束手段を有する音波開口部と、前記音波開口
部を移動させる手段と、前記音波開口部から照射された
音波ビームの焦点を仮想音源として開口合成を行う手段
とを備えた超音波診断装置であり、音波ビームの焦点を
仮想音源として開口合成を行い、合成された開口面の位
置を被検体内に設定することができるという作用を有す
る。
は、波面収束手段を有する音波開口部と、前記音波開口
部を移動させる手段と、前記音波開口部から照射された
音波ビームの焦点を仮想音源として開口合成を行う手段
とを備えた超音波診断装置であり、音波ビームの焦点を
仮想音源として開口合成を行い、合成された開口面の位
置を被検体内に設定することができるという作用を有す
る。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、仮想音源
に対して音波開口部の方向に開口合成を行うことを特徴
とする請求項１記載の超音波診断装置であり、仮想音源
に対して音波開口部の方向に開口合成を行うので、仮想
音源よりも近距離の領域の像が得られるという作用を有
する。
に対して音波開口部の方向に開口合成を行うことを特徴
とする請求項１記載の超音波診断装置であり、仮想音源
に対して音波開口部の方向に開口合成を行うので、仮想
音源よりも近距離の領域の像が得られるという作用を有
する。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、音波ビー
ムの焦点近傍における開口合成を停止するゾーン制御部
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載
の超音波診断装置であり、焦点近傍の受信信号に対して
は開口合成を行わないので、開口合成を開始する以前に
焦点近傍の像が得られるという作用を有する。
ムの焦点近傍における開口合成を停止するゾーン制御部
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載
の超音波診断装置であり、焦点近傍の受信信号に対して
は開口合成を行わないので、開口合成を開始する以前に
焦点近傍の像が得られるという作用を有する。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、音波開口
部が、短軸方向の音波収束手段を有し、異なる断層面に
おいて得られた受信信号をもとに開口合成を行うことを
特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載
の超音波診断装置であり、合成された開口面の位置を対
象物に近づけ、解像度を上げることができるばかりでな
く、異なる断層面において得られた受信信号をもとに横
断面内において開口合成を行うことができるので、開口
合成を開始する以前に縦断面の像が得られるとともに、
３次元的に高分解能な像を得ることができるという作用
を有する。
部が、短軸方向の音波収束手段を有し、異なる断層面に
おいて得られた受信信号をもとに開口合成を行うことを
特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載
の超音波診断装置であり、合成された開口面の位置を対
象物に近づけ、解像度を上げることができるばかりでな
く、異なる断層面において得られた受信信号をもとに横
断面内において開口合成を行うことができるので、開口
合成を開始する以前に縦断面の像が得られるとともに、
３次元的に高分解能な像を得ることができるという作用
を有する。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、波面収束
手段により音波ビームを発生し焦点を形成するトランス
デューサと、前記トランスデューサの音波開口部を直線
的に移動させる走査機構と、前記トランスデューサに駆
動パルスを供給するとともにトランスデューサからの受
信信号を増幅する送受信機と、前記送受信機からの受信
信号を記憶するメモリと、受信信号から開口合成演算を
行なう信号合成部と、前記信号合成部において音波ビー
ムの焦点近傍領域における開口合成演算を停止させるゾ
ーン制御部と、前記信号合成部からの出力信号を映像信
号に変換する走査変換部と、前記映像信号を表示する表
示部とを備えた超音波診断装置であり、合成された開口
面の位置を対象物に近づけることにより解像度を上げる
ことができるという作用を有する。
手段により音波ビームを発生し焦点を形成するトランス
デューサと、前記トランスデューサの音波開口部を直線
的に移動させる走査機構と、前記トランスデューサに駆
動パルスを供給するとともにトランスデューサからの受
信信号を増幅する送受信機と、前記送受信機からの受信
信号を記憶するメモリと、受信信号から開口合成演算を
行なう信号合成部と、前記信号合成部において音波ビー
ムの焦点近傍領域における開口合成演算を停止させるゾ
ーン制御部と、前記信号合成部からの出力信号を映像信
号に変換する走査変換部と、前記映像信号を表示する表
示部とを備えた超音波診断装置であり、合成された開口
面の位置を対象物に近づけることにより解像度を上げる
ことができるという作用を有する。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、短軸方向
の波面収束手段により音波ビームを発生し焦点を形成す
るトランスデューサアレイと、前記トランスデューサア
レイの音波開口部を回転移動させる走査機構と、前記ト
ランスデューサアレイに駆動パルスを供給するとともに
トランスデューサからの受信信号を増幅する送受信機ア
レイと、前記送受信機アレイからの受信信号を記憶する
メモリと、受信信号から開口合成演算を行なう信号合成
部と、前記信号合成部において音波ビームの焦点近傍領
域における開口合成演算を停止させるゾーン制御部と、
前記信号合成部からの出力信号を映像信号に変換する走
査変換部と、前記映像信号を表示する表示部とを備えた
超音波診断装置であり、合成された開口面の位置を対象
物に近づけることにより解像度を上げることができると
いう作用を有する。
の波面収束手段により音波ビームを発生し焦点を形成す
るトランスデューサアレイと、前記トランスデューサア
レイの音波開口部を回転移動させる走査機構と、前記ト
ランスデューサアレイに駆動パルスを供給するとともに
トランスデューサからの受信信号を増幅する送受信機ア
レイと、前記送受信機アレイからの受信信号を記憶する
メモリと、受信信号から開口合成演算を行なう信号合成
部と、前記信号合成部において音波ビームの焦点近傍領
域における開口合成演算を停止させるゾーン制御部と、
前記信号合成部からの出力信号を映像信号に変換する走
査変換部と、前記映像信号を表示する表示部とを備えた
超音波診断装置であり、合成された開口面の位置を対象
物に近づけることにより解像度を上げることができると
いう作用を有する。
【００１２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態における超
音波診断装置のブロック図を示す。図１において、１は
トランスデューサであり、波面収束手段を有する音波開
口部として超音波パルスの送受信の作用を行うもので、
凹面の圧電振動子等から構成されている。２は走査機構
であり、トランスデューサ１の音波開口部をｙ方向へ機
械的に移動させる。３は送受信機であり、トランスデュ
ーサ１に駆動パルスを供給し、トランスデューサ１から
の受信信号を増幅する。４はメモリであり、送受信機３
からの高周波信号を記憶するものである。５は信号合成
部であり、各送受信により得られた信号に所定の遅延時
間を与えて加算することにより開口合成演算を行うもの
で、ディジタル遅延回路、ディジタル加算回路等により
構成されている。６はゾーン制御部であり、音波ビーム
形状に対応して、信号合成部５において焦点近傍領域に
おける開口合成演算を停止するものであり、送受信機３
に同期したタイミング発生回路等で構成される。７は走
査変換部であり、信号合成部５からの出力信号をＴＶ等
の映像信号に変換する。８は表示部であり、走査変換部
７の映像信号を表示する。
から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態における超
音波診断装置のブロック図を示す。図１において、１は
トランスデューサであり、波面収束手段を有する音波開
口部として超音波パルスの送受信の作用を行うもので、
凹面の圧電振動子等から構成されている。２は走査機構
であり、トランスデューサ１の音波開口部をｙ方向へ機
械的に移動させる。３は送受信機であり、トランスデュ
ーサ１に駆動パルスを供給し、トランスデューサ１から
の受信信号を増幅する。４はメモリであり、送受信機３
からの高周波信号を記憶するものである。５は信号合成
部であり、各送受信により得られた信号に所定の遅延時
間を与えて加算することにより開口合成演算を行うもの
で、ディジタル遅延回路、ディジタル加算回路等により
構成されている。６はゾーン制御部であり、音波ビーム
形状に対応して、信号合成部５において焦点近傍領域に
おける開口合成演算を停止するものであり、送受信機３
に同期したタイミング発生回路等で構成される。７は走
査変換部であり、信号合成部５からの出力信号をＴＶ等
の映像信号に変換する。８は表示部であり、走査変換部
７の映像信号を表示する。
【００１３】以上のように構成された超音波診断装置に
ついて、図１、図２、図３、図４を用いてその動作を説
明する。まず図１に示すように、トランスデューサ１
は、ｘ方向に収束音波ビームを発生し焦点を形成する。
焦点を通過した音波ビームは拡散し、この状態は、焦点
を仮想音源として音波が放射されるとみなすことができ
る。
ついて、図１、図２、図３、図４を用いてその動作を説
明する。まず図１に示すように、トランスデューサ１
は、ｘ方向に収束音波ビームを発生し焦点を形成する。
焦点を通過した音波ビームは拡散し、この状態は、焦点
を仮想音源として音波が放射されるとみなすことができ
る。
【００１４】図２はトランスデューサ１をｙ方向に△ｙ
ずつ移動しながら送受信した場合の、複数のビームの仮
想音源よりも遠距離のビームの様子を示したものであ
る。ビーム１は実線で、ビーム２は点線で、ビーム３は
破線で、ビーム４は一点鎖線で表わされている。仮想音
源からなる開口が被検体内に位置することが示される。
ビーム１、ビーム２、ビーム３で開口合成を行う場合に
は、各ビームの仮想音源の位置の広がり△ｙは、合成さ
れて２△ｙの開口幅となる。反射体Ａは、ビーム１の中
にのみ含まれ、反射体Ｂはビーム２の中心に位置し、ビ
ーム１とビーム３の各々のビームの中に含まれていると
する。
ずつ移動しながら送受信した場合の、複数のビームの仮
想音源よりも遠距離のビームの様子を示したものであ
る。ビーム１は実線で、ビーム２は点線で、ビーム３は
破線で、ビーム４は一点鎖線で表わされている。仮想音
源からなる開口が被検体内に位置することが示される。
ビーム１、ビーム２、ビーム３で開口合成を行う場合に
は、各ビームの仮想音源の位置の広がり△ｙは、合成さ
れて２△ｙの開口幅となる。反射体Ａは、ビーム１の中
にのみ含まれ、反射体Ｂはビーム２の中心に位置し、ビ
ーム１とビーム３の各々のビームの中に含まれていると
する。
【００１５】図３は各仮想音源の位置における反射体Ａ
と反射体Ｂからの受信信号および信号合成部５の出力を
示したものである。反射体Ａからの受信信号は、ビーム
２の受信信号においてのみ得られ、ビーム１とビーム３
においては得られない。また反射体Ｂからの受信信号
は、ビーム２において最も短く、ビーム１とビーム３に
おいては伝搬遅延時間が長くなっている。これらの受信
信号に対して、ビーム２を中心とする合成開口出力は、
仮想音源の近傍にある反射体Ａからの信号は開口合成演
算を停止するため、元のままである。反射体Ｂからの信
号に対しては合成開口演算が実行され、伝搬時間の差を
考慮して、ビーム２からの受信信号を相対的に遅延し、
ビーム１とビーム３からの受信信号に加算することによ
り反射信号が増大している。一方、ビーム３を中心とす
る合成開口出力では、反射体Ｂに関してビーム３からの
受信信号を相対的に遅延し、ビーム２とビーム４からの
受信信号に加算しても反射信号が増大することはない。
このようにして、反射体Ｂからの信号がビーム２を中心
とする合成開口においてのみ増大し、解像度が向上して
いることがわかる。また、仮想音源あるいは焦点の近傍
からの反射信号に対しては、ゾーン制御部６が、信号合
成５を制御して開口合成演算を停止することにより、開
口合成を完了する以前の焦点近傍の像を得ることができ
る。
と反射体Ｂからの受信信号および信号合成部５の出力を
示したものである。反射体Ａからの受信信号は、ビーム
２の受信信号においてのみ得られ、ビーム１とビーム３
においては得られない。また反射体Ｂからの受信信号
は、ビーム２において最も短く、ビーム１とビーム３に
おいては伝搬遅延時間が長くなっている。これらの受信
信号に対して、ビーム２を中心とする合成開口出力は、
仮想音源の近傍にある反射体Ａからの信号は開口合成演
算を停止するため、元のままである。反射体Ｂからの信
号に対しては合成開口演算が実行され、伝搬時間の差を
考慮して、ビーム２からの受信信号を相対的に遅延し、
ビーム１とビーム３からの受信信号に加算することによ
り反射信号が増大している。一方、ビーム３を中心とす
る合成開口出力では、反射体Ｂに関してビーム３からの
受信信号を相対的に遅延し、ビーム２とビーム４からの
受信信号に加算しても反射信号が増大することはない。
このようにして、反射体Ｂからの信号がビーム２を中心
とする合成開口においてのみ増大し、解像度が向上して
いることがわかる。また、仮想音源あるいは焦点の近傍
からの反射信号に対しては、ゾーン制御部６が、信号合
成５を制御して開口合成演算を停止することにより、開
口合成を完了する以前の焦点近傍の像を得ることができ
る。
【００１６】図４はトランスデューサ１をｙ方向に△ｙ
ずつ移動しながら送受信した場合の、複数のビームの仮
想音源よりも近距離のビームの様子を示したものであ
り、ビーム１は実線で、ビーム２は点線で、ビーム３は
一点鎖線で、ビーム４は二点鎖線で表わされている。ビ
ーム１、ビーム２、ビーム３で開口合成を行う場合に
は、各ビームの仮想音源の位置の広がり△ｙは、合成さ
れて２△ｙの開口幅となる。また反射体Ａは、ビーム１
の中にのみ含まれ、反射体Ｂはビーム２の中心に位置
し、ビーム１とビーム３の各々のビームの中に含まれて
いるとする。この場合にも、図３に示したように、仮想
音源１、仮想音源２、仮想音源３からの反射体Ｂからの
受信信号を、伝搬遅延時間の差を考慮して加算すること
が可能であり、解像度の向上が図られ、開口合成が可能
になる。
ずつ移動しながら送受信した場合の、複数のビームの仮
想音源よりも近距離のビームの様子を示したものであ
り、ビーム１は実線で、ビーム２は点線で、ビーム３は
一点鎖線で、ビーム４は二点鎖線で表わされている。ビ
ーム１、ビーム２、ビーム３で開口合成を行う場合に
は、各ビームの仮想音源の位置の広がり△ｙは、合成さ
れて２△ｙの開口幅となる。また反射体Ａは、ビーム１
の中にのみ含まれ、反射体Ｂはビーム２の中心に位置
し、ビーム１とビーム３の各々のビームの中に含まれて
いるとする。この場合にも、図３に示したように、仮想
音源１、仮想音源２、仮想音源３からの反射体Ｂからの
受信信号を、伝搬遅延時間の差を考慮して加算すること
が可能であり、解像度の向上が図られ、開口合成が可能
になる。
【００１７】以上のように、本発明の実施の形態１によ
れば、波面収束手段を有する音波開口部としてのトラン
スデューサ１と、その音波開口部を移動させる手段とし
ての走査構成２とを備え、音波開口部から照射された音
波ビームの焦点を仮想音源として開口合成を行い、合成
された開口面の位置を被検体内に設け、対象物に近づけ
ることにより解像度の向上を図ることができ、かつ焦点
近傍の受信信号に対しては開口合成を行わないことによ
り、開口合成を完了する以前に焦点近傍の像を得ること
ができる。
れば、波面収束手段を有する音波開口部としてのトラン
スデューサ１と、その音波開口部を移動させる手段とし
ての走査構成２とを備え、音波開口部から照射された音
波ビームの焦点を仮想音源として開口合成を行い、合成
された開口面の位置を被検体内に設け、対象物に近づけ
ることにより解像度の向上を図ることができ、かつ焦点
近傍の受信信号に対しては開口合成を行わないことによ
り、開口合成を完了する以前に焦点近傍の像を得ること
ができる。
【００１８】（実施の形態２）図５は、本発明の第２の
実施の形態における超音波診断装置のブロック図を示
す。図５において、１０はトランスデューサアレイであ
り、短軸方向に波面収束手段を有する音波開口部として
超音波パルスの送受信の作用を行うものであり、圧電振
動子等から構成されている。１１は走査機構であり、ト
ランスデューサアレイ１０の音波開口部をｚ軸に平行な
回転軸を中心にして機械的に移動させる。１２は送受信
機アレイであり、トランスデューサアレイ１０に位相制
御された駆動パルスを供給し、そしてトランスデューサ
アレイ１０からの受信信号を増幅、遅延加算する。１３
はメモリであり、メモリ送受信機アレイ１２からの高周
波信号を記憶するものである。１４は信号合成部であ
り、各送受信により得られた信号に所定の遅延時間を与
え加算することにより開口合成演算を行うもので、ディ
ジタル遅延回路、ディジタル加算回路等により構成され
ている。１５はゾーン制御部であり、信号合成部１４に
おいて焦点近傍領域における開口合成演算を停止するも
のであり、タイミング発生回路等で構成される。１６は
走査変換部であり、信号合成部１４からの出力信号をＴ
Ｖ等の映像信号に変換する。１７は表示部であり、走査
変換部１６の映像信号を表示する。
実施の形態における超音波診断装置のブロック図を示
す。図５において、１０はトランスデューサアレイであ
り、短軸方向に波面収束手段を有する音波開口部として
超音波パルスの送受信の作用を行うものであり、圧電振
動子等から構成されている。１１は走査機構であり、ト
ランスデューサアレイ１０の音波開口部をｚ軸に平行な
回転軸を中心にして機械的に移動させる。１２は送受信
機アレイであり、トランスデューサアレイ１０に位相制
御された駆動パルスを供給し、そしてトランスデューサ
アレイ１０からの受信信号を増幅、遅延加算する。１３
はメモリであり、メモリ送受信機アレイ１２からの高周
波信号を記憶するものである。１４は信号合成部であ
り、各送受信により得られた信号に所定の遅延時間を与
え加算することにより開口合成演算を行うもので、ディ
ジタル遅延回路、ディジタル加算回路等により構成され
ている。１５はゾーン制御部であり、信号合成部１４に
おいて焦点近傍領域における開口合成演算を停止するも
のであり、タイミング発生回路等で構成される。１６は
走査変換部であり、信号合成部１４からの出力信号をＴ
Ｖ等の映像信号に変換する。１７は表示部であり、走査
変換部１６の映像信号を表示する。
【００１９】以上のように構成された超音波診断装置に
ついて、図６、図７を用いてその動作を説明する。ま
ず、図６はトランスデューサアレイ１０をｚ軸に垂直な
横断面に表わしたものであり、回転軸中心１００の回り
に回転する。トランスデューサアレイ１０には焦線がｚ
軸に平行な、すなわち短軸方向に音波収束を行う円筒音
響レンズ１０１が設けられる。トランスデューサアレイ
１０は、回転軸中心１００の回りに回転しながら収束音
波ビームを発生し焦点を形成する。焦点を通過した音波
ビームは拡散し、この状態は、焦点を仮想音源として音
波が放射されるとみなすことができる。
ついて、図６、図７を用いてその動作を説明する。ま
ず、図６はトランスデューサアレイ１０をｚ軸に垂直な
横断面に表わしたものであり、回転軸中心１００の回り
に回転する。トランスデューサアレイ１０には焦線がｚ
軸に平行な、すなわち短軸方向に音波収束を行う円筒音
響レンズ１０１が設けられる。トランスデューサアレイ
１０は、回転軸中心１００の回りに回転しながら収束音
波ビームを発生し焦点を形成する。焦点を通過した音波
ビームは拡散し、この状態は、焦点を仮想音源として音
波が放射されるとみなすことができる。
【００２０】図７はトランスデューサアレイ１０を回転
軸中心１００の回りに角度ΔΘずつ移動しながら送受信
した場合の、複数のビームの仮想音源よりも遠距離のビ
ームの様子を示したものである。ビーム１は実線で、ビ
ーム２は点線で、ビーム３は破線で表わされており、仮
想音源からなる開口が被検体内中に位置している。ビー
ム１、ビーム２、ビーム３で開口合成を行う方法につい
ては、実施の形態１の図２、図３、図４と同ように考え
ることができる。
軸中心１００の回りに角度ΔΘずつ移動しながら送受信
した場合の、複数のビームの仮想音源よりも遠距離のビ
ームの様子を示したものである。ビーム１は実線で、ビ
ーム２は点線で、ビーム３は破線で表わされており、仮
想音源からなる開口が被検体内中に位置している。ビー
ム１、ビーム２、ビーム３で開口合成を行う方法につい
ては、実施の形態１の図２、図３、図４と同ように考え
ることができる。
【００２１】走査機構１１と送受信機アレイ１２の動作
は、以下のような走査方法により行われる。まず、トラ
ンスデューサアレイ１０によりビーム１を送受信した
後、送受信機アレイ１２を順次切り替えてＺ軸方向に縦
断面の走査を行う。ｚ軸方向に走査を完了すると、送受
信機アレイ１２は、ビーム１を送受信した時と同一の状
態になる。この間に、走査機構１１はトランスデューサ
アレイ１０を角度ΔΘ移動しているので、トランスデュ
ーサアレイ１０はビーム２を送受信する。このようにし
て、トランスデューサアレイ１０により３次元的な走査
が可能となる。この間、メモリ１３には複数の縦断面の
断層像に対応する受信信号が記憶され、ｚ軸と直交する
横断面内にある受信信号について、信号合成部１４にお
いて開口合成演算が行われる。走査変換部１６は、信号
合成部１４からの出力信号をＴＶ等の映像信号に変換す
る。表示部１７は、走査変換部１６からの映像信号を画
面上に表示する。表示部１７は、信号合成部１４におい
て開口合成演算を開始する以前に受信信号を表示するこ
とができる。
は、以下のような走査方法により行われる。まず、トラ
ンスデューサアレイ１０によりビーム１を送受信した
後、送受信機アレイ１２を順次切り替えてＺ軸方向に縦
断面の走査を行う。ｚ軸方向に走査を完了すると、送受
信機アレイ１２は、ビーム１を送受信した時と同一の状
態になる。この間に、走査機構１１はトランスデューサ
アレイ１０を角度ΔΘ移動しているので、トランスデュ
ーサアレイ１０はビーム２を送受信する。このようにし
て、トランスデューサアレイ１０により３次元的な走査
が可能となる。この間、メモリ１３には複数の縦断面の
断層像に対応する受信信号が記憶され、ｚ軸と直交する
横断面内にある受信信号について、信号合成部１４にお
いて開口合成演算が行われる。走査変換部１６は、信号
合成部１４からの出力信号をＴＶ等の映像信号に変換す
る。表示部１７は、走査変換部１６からの映像信号を画
面上に表示する。表示部１７は、信号合成部１４におい
て開口合成演算を開始する以前に受信信号を表示するこ
とができる。
【００２２】以上のように、本発明の実施の形態２によ
れば、音波開口部としてのトランスデューサアレイ１０
が、短軸方向の音波収束手段を有することにより、合成
された開口面の位置を対象物に近づけ、解像度を上げる
ことができるばかりでなく、異なる断層面において得ら
れた受信信号をもとに横断面内において開口合成を行う
ことができるので、開口合成を開始する以前に縦断面の
像が得られるとともに、３次元的に高分解能な像を得る
ことができる。
れば、音波開口部としてのトランスデューサアレイ１０
が、短軸方向の音波収束手段を有することにより、合成
された開口面の位置を対象物に近づけ、解像度を上げる
ことができるばかりでなく、異なる断層面において得ら
れた受信信号をもとに横断面内において開口合成を行う
ことができるので、開口合成を開始する以前に縦断面の
像が得られるとともに、３次元的に高分解能な像を得る
ことができる。
【００２３】なお、走査機構１１と送受信機アレイ１２
の動作には、上記した方法の他に、以下のような第二、
第三の走査方法が可能である。
の動作には、上記した方法の他に、以下のような第二、
第三の走査方法が可能である。
【００２４】第二の走査方法は、送受信機アレイ１２を
切り替えないままトランスデューサアレイ１０による送
受信を行う。この場合にはｚ軸と直交する横断面の断層
像が得られる。この間、メモリ１３には横断面の断層像
に対応する受信信号が記憶され、信号合成部１４におい
て開口合成演算を行う。
切り替えないままトランスデューサアレイ１０による送
受信を行う。この場合にはｚ軸と直交する横断面の断層
像が得られる。この間、メモリ１３には横断面の断層像
に対応する受信信号が記憶され、信号合成部１４におい
て開口合成演算を行う。
【００２５】第三の走査方法は、送受信機アレイ１２を
切り替えないままトランスデューサアレイ１０による送
受信を行い、横断面内の走査を完了する。次に送受信機
アレイ１２を切り替え、横断面の位置を移動し、送受信
機アレイ１２を切り替えないままトランスデューサアレ
イ１０による送受信を行い、横断面内の走査を完了す
る。このようにして横断面の位置ｙを方向に移動させ
る。この間、メモリ１３には横断面の断層像に対応する
受信信号が記憶され、信号合成部１４において開口合成
演算を行う。
切り替えないままトランスデューサアレイ１０による送
受信を行い、横断面内の走査を完了する。次に送受信機
アレイ１２を切り替え、横断面の位置を移動し、送受信
機アレイ１２を切り替えないままトランスデューサアレ
イ１０による送受信を行い、横断面内の走査を完了す
る。このようにして横断面の位置ｙを方向に移動させ
る。この間、メモリ１３には横断面の断層像に対応する
受信信号が記憶され、信号合成部１４において開口合成
演算を行う。
【００２６】また、以上の説明では、波面収束手段を凹
面振動子、あるいは音響レンズで構成した例で説明した
が、電子的な収束手段の場合についても同ように実施可
能である。また走査機構としては平行移動、回転移動を
有する例で説明したが、手動走査等、任意の移動方向を
有する場合についても同様に実施可能である。
面振動子、あるいは音響レンズで構成した例で説明した
が、電子的な収束手段の場合についても同ように実施可
能である。また走査機構としては平行移動、回転移動を
有する例で説明したが、手動走査等、任意の移動方向を
有する場合についても同様に実施可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明は、波面収束手段を
有する音波開口部と、この音波開口部を移動させる手段
と、音波開口部から照射された音波ビームの焦点を仮想
音源として開口合成を行う手段とを備えているので、合
成された開口面の位置を被検体内に設定して、対象物に
より近づけることにより解像度を上げることができ、ま
た、像再構成が完了する以前に像の一部を得ることがで
きるという効果が得られる。
有する音波開口部と、この音波開口部を移動させる手段
と、音波開口部から照射された音波ビームの焦点を仮想
音源として開口合成を行う手段とを備えているので、合
成された開口面の位置を被検体内に設定して、対象物に
より近づけることにより解像度を上げることができ、ま
た、像再構成が完了する以前に像の一部を得ることがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
のブロック図
のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の動作説明のための音波ビームの概念図
の動作説明のための音波ビームの概念図
【図３】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の動作説明のための信号合成部の入出力の概念図
の動作説明のための信号合成部の入出力の概念図
【図４】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の動作説明のための音波ビームの概念図
の動作説明のための音波ビームの概念図
【図５】本発明の実施の形態２における超音波診断装置
のブロック図
のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における超音波診断装置
の動作説明のためのトランスデューサアレイの横断面図
の動作説明のためのトランスデューサアレイの横断面図
【図７】本発明の実施の形態２における超音波診断装置
の動作説明のための音波ビームの概念図
の動作説明のための音波ビームの概念図
【図８】従来の開口合成法の装置構成を示すブロック図
１ トランスデューサ ２ 走査機構 ３ 送受信機 ４ メモリ ５ 信号合成部 ６ ゾーン制御部 ７ 走査変換部 ８ 表示部 １０ トラスデューサアレイ １１ 走査機構 １２ 送受信アレイ １３ メモリ １４ 信号合成部 １５ ゾーン制御部 １６ 走査変換部 １７ 表示部
フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 嘉 彦 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 鈴 木 隆 夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 波面収束手段を有する音波開口部と、前
記音波開口部を移動させる手段と、前記音波開口部から
照射された音波ビームの焦点を仮想音源として開口合成
を行う手段とを備えた超音波診断装置。 - 【請求項２】 仮想音源に対して音波開口部の方向に開
口合成を行うことを特徴とする請求項１記載の超音波診
断装置。 - 【請求項３】 音波ビームの焦点近傍における開口合成
を停止するゾーン制御部を備えたことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の超音波診断装置。 - 【請求項４】 音波開口部が、短軸方向の音波収束手段
を有し、異なる断層面において得られた受信信号をもと
に開口合成を行うことを特徴とする請求項１または請求
項２または請求項３記載の超音波診断装置。 - 【請求項５】 波面収束手段により音波ビームを発生し
焦点を形成するトランスデューサと、前記トランスデュ
ーサの音波開口部を直線的に移動させる走査機構と、前
記トランスデューサに駆動パルスを供給するとともにト
ランスデューサからの受信信号を増幅する送受信機と、
前記送受信機からの受信信号を記憶するメモリと、受信
信号から開口合成演算を行なう信号合成部と、前記信号
合成部において音波ビームの焦点近傍領域における開口
合成演算を停止させるゾーン制御部と、前記信号合成部
からの出力信号を映像信号に変換する走査変換部と、前
記映像信号を表示する表示部とを備えた超音波診断装
置。 - 【請求項６】 短軸方向の波面収束手段により音波ビー
ムを発生し焦点を形成するトランスデューサアレイと、
前記トランスデューサアレイの音波開口部を回転移動さ
せる走査機構と、前記トランスデューサアレイに駆動パ
ルスを供給するとともにトランスデューサからの受信信
号を増幅する送受信機アレイと、前記送受信機アレイか
らの受信信号を記憶するメモリと、受信信号から開口合
成演算を行なう信号合成部と、前記信号合成部において
音波ビームの焦点近傍領域における開口合成演算を停止
させるゾーン制御部と、前記信号合成部からの出力信号
を映像信号に変換する走査変換部と、前記映像信号を表
示する表示部とを備えた超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34187696A JPH10179579A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34187696A JPH10179579A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10179579A true JPH10179579A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18349439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34187696A Pending JPH10179579A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10179579A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261889A (ja) * | 2008-08-06 | 2008-10-30 | Jfe Steel Kk | 超音波による内部欠陥の映像化方法、及び、装置 |
| JP2009240700A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JP2014055885A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 超音波探傷装置及び方法 |
| JP2016077442A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP2017159028A (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | 超音波診断装置 |
| US11103214B2 (en) | 2016-03-07 | 2021-08-31 | Toshiba Medical Systems Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic and moving aperture synthesis |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34187696A patent/JPH10179579A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240700A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| US8485977B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasound diagnosis apparatus |
| JP2008261889A (ja) * | 2008-08-06 | 2008-10-30 | Jfe Steel Kk | 超音波による内部欠陥の映像化方法、及び、装置 |
| JP2014055885A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 超音波探傷装置及び方法 |
| JP2016077442A (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-16 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP2017159028A (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | 超音波診断装置 |
| US11103214B2 (en) | 2016-03-07 | 2021-08-31 | Toshiba Medical Systems Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic and moving aperture synthesis |
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