JPH10305032A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は振動子がアレイ及びチャネル方向の２
次元に配列された２次元アレイプローブと装置本体との
間の信号伝送を担うケーブルの本数を従来（１次元アレ
イプローブ）程度としても、ノイズによる画質の劣化が
なく操作性に優れた超音波診断装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】アレイ方向においては全く同様の送受指向
性をもちスライス方向においては受信口径の異なる２回
の超音波受信によって得られ、ラインメモリ１４−１或
は１４−２に記憶されたそれぞれの受信信号は画像メモ
リ１５の所定のアドレスの１ライン分に記憶される。す
なわち前記画像メモリ１５の０〜ｒ１およびｒ２より深
い部分の画像信号をラインメモリ１４−２から、また画
像メモリ１５のｒ１〜ｒ２の画像信号をラインメモリ１
４−１から選択し、スイッチング切り替えノイズが混入
しないように選択記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は超音波を用いた体
内の断層像を表示する、いわゆる超音波診断装置に関す
るものであり、特にスライス方向のビーム幅を細くする
ことによって画像のコントラスト分解能の改善を図った
超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波パルスを体内に放射し、各組織か
らの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音
波断層法と超音波ドップラ法の２つの技術開発により近
年急速な進歩を遂げた。今日最も普及している電子走査
型の超音波診断装置は、配列型の超音波トランスデュー
サを用い、これを電子的に高速度に制御し走査すること
によってリアルタイム表示を可能とした。図２はセクタ
電子走査型超音波診断装置の従来例を示すブロック図で
ある。超音波プローブにおいて走査方向に配列されてい
る振動子の素子数はＭとする。超音波を生体内（あるい
は媒質内）に送信する場合には、まずレートパルス発生
器１によって、超音波パルスの繰り返し周期を決定する
レートパルスが出力される。このレートパルスはＭチャ
ンネルから構成される送信用遅延回路２に送られ、送信
時の超音波ビームのアレイ方向集束距離（Ｆ₀ ）を決定
する遅延時間τ_f と所定方向（θ_i ）に超音波ビームを
偏向するための遅延時間τ_s が与えられ、Ｍチャンネル
の振動子駆動回路（パルサ）３に供給される。すなわち
ｍ番目の遅延回路において設定される遅延時間τ（ｍ）
はτ_f （ｍ）＋τ_s （ｍ）であり、τ_f 及びτ_s は次式
（１）に従って設定される。 τ_f （ｍ）＝ｄ₂ ｛（Ｍ−１）₂ −（２ｍ−Ｍ−１）₂ ｝／８ＣＦ₀ τ_s （ｍ）＝（ｍ−１）ｄｓｉｎθ_i ／Ｃ …（１） ただし、ｄは振動子配列間隔、Ｃは生体内音速、Ｆ₀ は
焦点距離、θ_i は偏向角（セクタ角）である。このパル
サ３では、超音波振動子７を駆動し超音波を発生するた
めの駆動パルスが形成され、その駆動パルスのタイミン
グは送信用遅延回路２の出力によって決定される。パル
サ３からの出力は同軸ケーブル５を介して超音波振動子
７に供給されてこれを駆動し、超音波が発生する。超音
波振動子７から生体内に放射された超音波の一部は臓器
の境界面あるいは生体組織の音響散乱体にて反射され、
再び超音波振動子７によって受信されると共に電気信号
に変換される。この受信信号は同軸ケーブル５、プリア
ンプ８を介した後、Ａ／Ｄ変換器１３にてデジタル信号
に変換され、送信時と同様に受信時の超音波ビームのア
レイ方向集束距離を決定する遅延時間と超音波ビームの
偏向角度を決定する遅延時間とを与えるためのＭチャン
ネルの受信用遅延回路９を経て加算器１０に送られる。
この加算器１０によってＭチャンネルの受信用遅延回路
９からの出力信号は加算合成され、対数変換器１１、包
絡線検波回路１２にて対数圧縮、検波されたのち画像メ
モリ１５に一旦ストアされる。ここでストアされた信号
はテレビフォーマットで出力されテレビモニタ１６にお
いて超音波断層像として表示される。

【０００３】一方、加算器１０の出力は２つの直交位相
検波回路に送られる。すなわち加算器７の出力はまずミ
キサー回路１９−１、１９−２に送られる。ここで基準
信号発生器１７は所定の周波数（ｆ₀ ）を有する連続波
をミキサー回路１９−１およびπ／２移相器１８に対し
て出力する。ミキサ回路１９−１には基準信号発生器１
７から出力された連続波が直接入力され、ミキサ回路１
９−２にはπ／２移相器１８により位相が９０度シフト
された連続波が入力される。このミキサ１９−１、１９
−２の出力はローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０−１、２
０−２にて和の周波数成分が除去され差の周波数成分の
みが抽出される。この差の周波数成分をもった信号はメ
モリ回路（図示しない）に一旦ストアされる。ドップラ
信号を算出するためには同一部位を連続的に走査し、そ
の時点毎の複数の信号を用いる必要がある。このときの
複数の信号はメモリ回路にて一旦記憶され、所定のデー
タ数が揃った時点で演算器２２によりドップラ信号の周
波数分析が行なわれる。超音波血流イメージング法にお
いて表示される物理量はスペクトルの中心（すなわち流
速度の平均値）とスペクトルの分散値（すなわち流速の
乱れの状態）である。これらの計算も演算器２２にて実
施される。演算器２２により算出された値は画像メモリ
１５にて一旦記憶され、テレビモニタ１６によって表示
される。なお前記演算器２２からの出力は超音波断層像
上においてカラーで表示される場合が一般的である。

【０００４】以上述べたような従来の超音波診断装置で
は、方位分解能を高めるために送信時あるいは受信時に
おいて超音波ビームを集束させる方法が採られている。
特に電子走査型の配列型振動子を有する装置では、送受
信信号の遅延時間制御による電子集束法が用いられるの
が一般的である。ただし電子集束法においては、集束点
から離れた場所（深さ）で集束ビームが拡散し分解能が
低下するという問題点がある。この問題点を解決する方
法としてダイナミック集束法がある。ダイナミック集束
法は受信時において時間と共に集束点が連続的に深さ方
向に移動するような遅延時間制御を行なう方法であり、
反射信号は常に受信超音波ビームが集束された領域から
得られる。

【０００５】ここで、図３を参照しながらダイナミック
集束法における遅延時間制御の原理を説明する。アレイ
振動子７からの距離０からｒ１までの反射信号が得られ
るまで（すなわち時間０から２ｒ１／Ｃまで）は、焦点
距離がｆ１となるように受信遅延時間が設定される。次
に振動子７からの距離ｒ１からｒ２までの反射信号が得
られるまで（すなわち時間２ｒ１／Ｃから２ｒ２／Ｃま
で）は焦点距離がｆ２となるように受信遅延時間が設定
される。さらに振動子からの距離ｒ２以上からの反射信
号が得られる場合（すなわち時間２ｒ２／Ｃ以上）は、
焦点距離がｆ３になるように受信遅延時間が設定され
る。ただし、０≦ｆ１≦ｒ１，ｒ１≦ｆ２≦ｒ２，ｒ２
≦ｆ３である。またこの場合において集束に使用される
振動子の幅（口径）Ｍｄが常に一定であれば、集束点が
近距離ほど集束強度が強くなり、深さ方向に広い範囲で
一様なビーム幅を得ることが難しくなる。このため従来
では、近距離に焦点を設定する場合には口径幅を小さく
する方法が同時に用いられている。すなわち焦点ｆ１に
ビームを集束させる場合の口径をＤ１とし、同様に焦点
ｆ２、焦点ｆ３に集束させる場合の口径をそれぞれＤ
２、Ｄ３とすればＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３となる。以下では受
信信号に対し、深さに伴って集束点と口径幅とを同時に
変化させる方法を可変口径焦点法と称する。

【０００６】次に従来の超音波プローブについて述べ
る。図４は振動子を１次元に配列した超音波プローブの
構造を示す斜視断面図である。すなわちこのプローブで
は走査方向に複数個の振動子７０が１次元方向に配列さ
れる。各々の振動子７０は超音波を送受信する媒質（生
体）側とその反対側のそれぞれに電極７１が装着され、
また生体側の電極上には整合層（インピーダンスマッチ
ング層）７２が設けられている。整合層７２は生体と振
動子７０との音響的インピーダンス（密度と音速の積）
の差を調整し、波数の少ない超音波パルスを生体内に入
射させるためのものである。また、整合層７２上にはシ
リコンゴムなどで構成された音響レンズ７３が張り合わ
されている。この音響レンズ７３は所定の距離に超音波
ビームを集束させ、走査方向と直交するスライス方向の
ビーム幅を狭めるためのものである。これらの振動子７
０や整合層７２あるいは音響レンズ７３などは支持台
（背面負荷材、バッキング材ともいう）７４上に固定さ
れている。このように振動子が１次元方向に配列された
プローブにおいては、電子的に、すなわち振動子口径お
よび遅延時間の制御によって振動子配列方向（走査方
向）のビーム幅を深さによらず一様に細く保つことがで
きる。これに対しスライス方向においては音響レンズ７
３を用いたビーム集束法が採用されており、この場合に
は音響レンズ７３の曲率半径が固定であるため集束点は
１点に固定され、開口幅の制御も行なえない。したがっ
てスライス方向においてはビーム幅を一様に細く保つこ
とは不可能であった。この問題点を解決するものとして
２次元アレイプローブがある。２次元アレイプローブを
採用し、スライス方向においても走査方向と同様に電子
的な集束点の制御を行なえば、深さ方向の広い範囲にお
いて細いビーム幅を得ることが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、アレイ方向に
Ｍ個、スライス方向にＮ個の振動子を配列した２次元ア
レイプローブと本体側の送受信回路との間の信号伝送に
おいて次のような問題点がある。すなわち２次元アレイ
プローブ内の各振動子の電極から得られる受信信号をそ
れぞれ独立したケーブルを介して本体側の送受信回路に
対し伝送する場合には、信号線の数がＮ倍となりケーブ
ルが太くなるため操作性が悪くなる。そこでプローブ内
に切り替えスイッチを含む電子回路を内蔵し個々の信号
をある程度合成した後にケーブルを介して本体側と接続
することが考えられる。しかしながら、プローブ内に例
えば電子スイッチを内蔵した場合にはスイッチングによ
るノイズが発生し、これが受信信号に混入してしまう。
このようなスイッチングノイズによる影響は、振動子か
らの受信信号が微弱であるため無視できないものとな
る。したがって初期の段階で受信信号に混入したスイッ
チングノイズが後の信号処理において増幅され、最終的
には診断画像上に表示されてしまうという問題点があ
る。

【０００８】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、振動子がアレイ及びチャネル方向の２次元に
配列された２次元アレイプローブと装置本体との間の信
号伝送を担うケーブルの本数を従来（１次元アレイプロ
ーブ）程度としても、ノイズによる画質の劣化がなく操
作性に優れた超音波診断装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明は次のように構成されている。す
なわち本発明は振動子の切り替え制御の仕方を異にして
同一方向の超音波送受信あるいは受信を複数回行ない、
このとき得られるそれぞれの受信信号に含まれるスイッ
チングノイズを互いに避けるようにして合成する。

【００１０】ところで超音波診断においては肋骨の間を
介して体内に向け超音波を送受信しなければならない場
合が多い。この場合は特にスライス方向の口径幅が肋骨
間の幅によって制約を受ける。したがってスライス方向
については電子集束法による効果が送受信回路の複雑さ
に比べて少ない。この点に着目した本発明の超音波診断
装置によれば、スライス方向の口径幅の制御のみを行な
った方法や簡単な可変口径焦点法でも同程度の性能（方
位分解能）が得られ、しかも装置の回路構成を簡素にで
きる（以下、口径幅のみを受信信号の深さにともなって
変化させるこの方法を可変口径法と称する）。すなわち
本発明では可変口径法によって同一方向の超音波送受信
あるいは受信を複数回行ない、このときの受信信号に含
まれるスイッチングノイズを避け、しかも受信深さが深
くなるにしたがって口径幅が増加するように合成して表
示する。

【００１１】したがって、振動子が１次元に配列される
超音波プローブと比較してＮ倍の振動子数を有する２次
元アレイプローブにおいても、本発明を採用することに
よってプローブから装置本体に接続されるケーブルの本
数は従来程度でよい。このため操作性に優れ、しかも可
変口径法では回路構成が比較的簡単な２次元アレイシス
テムを実現できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図５は本発明の第１実施形態に係る可
変口径法の原理を示す図である。この図では２次元アレ
イプローブのスライス方向に６個の振動子を配列した場
合が示されており、アレイ方向については省略してあ
る。また送信手段についても省略してある。アレイ振動
子の前面には従来のプローブと同様に音響レンズ（図示
しない）が取り付けられており、送信および受信時の集
束点が決定される。受信時においては、まずスライス方
向振動子７の中心部の振動子３と４（Ｄ１）が選択さ
れ、深さｒ１までの信号受信（すなわちｔ＝０からｔ＝
ｒ１／ｃ（ｃは媒質中の音速）までの受信）に用いられ
る。つぎにｔ＝ｒ１／ｃからｔ＝ｒ２／ｃまでの間は振
動子２、３、４、５の４本（Ｄ２）が用いられる。さら
にｔ＝ｒ２／ｃからは全ての振動子１、２、３、４、
５、６（Ｄ３）が用いられる。この場合の切り替え点ｒ
１、ｒ２は合成されるビーム幅ができるだけ一様となる
ように設定される。

【００１３】以上のような可変口径法は従来より知られ
ている技術であるが、ｔ＝ｒ１／ｃ、ｔ＝ｒ２／ｃでの
切り替え点でのノイズ対策が重要である。従来の可変口
径焦点法においても同様な切り替え動作は行なわれてい
たが、その場合は本体回路内に複雑な可変利得アンプを
アレイ方向の各チャネルに用いていた。これに対して２
次元アレイにおける振動子切り替え動作はスペースに余
裕のないプローブ内でしかも微弱な信号に対して行なわ
なくてはならない。そこで本実施形態では、例えば同一
方向に２回の送受信を行ない、この時得られた信号から
振動子切り替えノイズを避けながら合成する。

【００１４】図６はこのようなノイズ対策のための可変
口径制御を行なう場合の送受信のタイムチャートであ
る。例えば所定方向の走査において第１番目の送信パル
スが例えば振動子２、３、４、５に同時に与えられた超
音波が媒質（生体）に向け放射される。この時振動子は
２、３、４、５（Ｄ２）が用いられて受信される。次に
第２番目の送信用パルスが前記と同様に振動子２、３、
４、５（Ｄ２）に同時に与えられ超音波が放射される。
受信時においてはｔ＝ｒ１／ｃまでは振動子３、４（Ｄ
１）が用いられ、それ以降は振動子１、２、３、４、
５、６（Ｄ３）がスイッチング回路にて選択使用され
る。同一方向における２回の送受信によって得られた信
号は本体回路内のラインメモリにいったん記憶された後
に合成される。すなわち図６に示すように１番目の送受
信によって得られ記憶された信号Ａではｒ１からｒ２ま
での画像情報が採用され、一方２番目の送受信によって
得られ記憶された信号Ｂでは原点からｒ１およびｒ２以
降の画像情報が画像メモリに編集記憶される。

【００１５】したがって、ｔ＝ｒ１／ｃ、ｔ＝ｒ２／ｃ
での切り替え点でのノイズを含まない信号を得ることが
できる。次に、図１の受信系ブロック図を参照して本実
施形態に係る超音波診断装置の基本動作を説明する。振
動子口径の選び方は左右の対称性をもたせる必要がある
ため振動子３と４、２と５、１と６をあらかじめ接続し
ておくことが望ましい。同一方向の走査（この走査方向
は同図に示すアレイ方向ビームフォーミング用の受信遅
延回路９によってコントロールされる）のうち最初の送
信によって得られる反射信号は振動子７によって受信さ
れる。このとき電子スイッチ６−１と６−２が導通状態
となり、振動子７−２〜７−５によって受信された各々
の信号はプリアンプ６−１および６−２、電子スイッチ
６’−１および６’−２を介し、さらに同軸ケーブル５
を介して本体の受信回路に送られる。

【００１６】受信回路に送られてきた信号は、まずＡ／
Ｄ変換器１３によりデジタル信号に変換された後、アレ
イ方向ビームフォーミング用遅延回路９によってアレイ
方向の電子集束やビーム偏向に必要な遅延時間が与えら
れた後、アレイ方向の他のチャネル（Ｍチャンネル）か
らの信号と加算合成される。加算器１０の出力は対数変
換器１１にて振幅方向の対数圧縮が施され、検波回路１
２において包絡線検波された後、ラインメモリ１４−１
にいったん記憶される。

【００１７】次に、同一方向に関する２番目の送信が行
なわれる。このときの反射波はｔ＝０からｔ＝ｒ１／ｃ
の間は電子スイッチ６’−１が導通状態となり、振動子
２、３（Ｄ１）の信号のみがプリアンプ６を介して受信
される。また、ｔ＝ｒ１／ｃ以降では全ての電子スイッ
チ６’が導通状態となり振動子１、２、３、４、５、６
（Ｄ３）の信号がプリアンプ６を介して受信される。し
たがって２番目の受信信号ではｔ＝ｒ１／ｃ近辺にスイ
ッチ切り替えノイズが発生している。２番目の受信信号
は１番目の受信信号と同様にプリアンプ６から出力され
た後、同軸ケーブル５、Ａ／Ｄ変換器１３、アレイ方向
ビームフォーミング用の受信遅延回路９、加算器１０、
対数変換器１１、さらには検波回路１２介してラインメ
モリ１４−２に送られ、ここでいったん蓄積される。

【００１８】この２つのラインメモリ１４には１番目の
受信信号および２番目の受信信号がデジタル信号として
ストアされており、この中から前述した所定の深さの信
号を選択し、画像メモリ１５の所定のアドレスの１ライ
ン分の記憶領域に格納する。

【００１９】すなわち前記画像メモリ１５の０〜ｒ１お
よびｒ２より深い部分の画像信号はラインメモリ１４−
２から転送され、また画像メモリ１５のｒ１〜ｒ２の画
像信号はラインメモリ１４−１から転送されて記憶され
る。この画像メモリ１５の他のアドレスにはアレイ方向
の走査によって得られる他の方向の受信信号が、同様の
スライス方向の可変口径処理がなされて記憶されてい
る。こうして画像メモリ１５に記憶された１枚の画像情
報は、テレビフォーマットに変換されて出力され、テレ
ビモニタ１６によって表示される。

【００２０】次に、本実施形態に係る超音波診断装置全
体の構成について図７のブロック図を参照して説明す
る。超音波プローブにおいて走査方向に配列されている
振動子数をＭ、スライス方向の配列振動子数は６本とす
る。超音波診断のモードには大きく分類してＢモード
（断層像）とＤモード（ドップラ）がある。まずＢモー
ドについて述べる。超音波を媒質（生体）内に送信する
場合には、まずレートパルス発生器１によって超音波パ
ルスの繰り返し周波数を決定するレートパルスを出力す
る。このレートパルスはＭチャンネルから構成される送
信用遅延回路２に送られ、送信時の走査方向超音波ビー
ムの焦点距離ｆ₀ を決定する遅延時間τ_f とセクタ偏向
角θ_i を決定する遅延時間τ_s が与えられた後、Ｍチャ
ンネルの振動子駆動回路３に供給される。この振動子駆
動回路３では前記超音波振動子を駆動し超音波を発生す
るための駆動パルスが形成され、その駆動パルスのタイ
ミングは送信用遅延回路２の出力によって決定される。
この振動子駆動回路３の出力はＭ本の同軸ケーブル５、
さらにプローブ内の電子スイッチ機能を備えたプリアン
プ６を介して振動子７を駆動し、超音波を角度θ_i の方
向に発生させる。

【００２１】ところで、送信時におけるスライス方向の
振動子数はあらかじめ決められているのが一般的であ
り、すでに述べたような受信信号のスライス方向可変口
径処理がなされる間も送信の口径は固定されることが望
ましい。たとえば送信信号が供給される振動子７は前記
スライス方向振動子１から６のうち振動子２、３、４、
５が選ばれる。送受信における振動子の他の選択方法に
ついては後述する。

【００２２】送信時に選ばれた２次元配列振動子から生
体内のθ_i 方向に放射された超音波は、生体内にて反射
され再び超音波振動子７によって受信される。この時、
すでに述べたようにプローブ内に設けられ、スライス方
向振動子のスイッチング機能を備えたプリアンプ６によ
ってスライス方向の振動子２、３、４、５（Ｄ２）が選
択される。この受信信号は前記同軸ケーブル５とアンプ
（増幅器）８を介してＡ／Ｄ変換器１３に送られデジタ
ル信号に変換された後、アレイ方向ビームフォーミング
用受信遅延回路９によってアレイ方向の電子集束やビー
ム偏向に必要な遅延時間が与えられる。この本体装置の
入力端にある増幅器８において、その利得調整がダイナ
ミックに行なわれ、隣接振動子間での振幅重み付けによ
ってアレイ方向での可変口径処理が行なわれる。

【００２３】また前記アレイ方向ビームフォーミング用
遅延回路９において受信時の集束点と受信方向θ_i （受
信指向性）が決定される。ただし前記受信集束点を決定
する遅延時間は受信時刻とともに変化し、これにともな
って受信集束点も変化する。すなわち前記増幅器の利得
と受信遅延回路の遅延時間の可変機能によりアレイ方向
においてはいわゆる可変口径焦点法が実現される。受信
遅延回路９の出力は加算器１０においてアレイ方向の他
のチャネル（Ｍチャネル）からの信号と加算合成され、
この加算器出力は対数変換器１１にて振幅方向の対数圧
縮がなされ、検波回路１２において包絡線検波された後
ラインメモリ１４−１にいったん記憶される。

【００２４】次にレートパルス発生器１によってレート
パルスが出力される。このパルスはＭチャネル送信用遅
延回路２に送られ、再度、送信時の走査において焦点距
離ｆ₀ を決定する遅延時間τ_f とセクタ偏向角θ_i を決
定する遅延時間τ_siが与えられ、Ｍチャネルの振動子駆
動回路３に供給される。この駆動回路３の出力はＭ本の
同軸ケーブル５を介してプローブ内の電子スイッチ機能
を備えたプリアンプ６を介して振動子を駆動し再度超音
波を角度θ_i の方向に発生させる。この時も送信時に用
いられるスライス方向の振動子数はθ_i 方向の最初のビ
ーム送信時と変わらない。送信時に選ばれた２次元配列
振動子から生体内のθ_i 方向に放射された超音波は生体
内にて反射され再び超音波振動子によって受信される。
この時プリアンプ６によって受信時刻ｔ＝０からｔ＝ｒ
１／ｃまではスライス方向の振動子３と４（Ｄ１）が選
択され、ｔ＝ｒ１／ｃ以降はスライス方向の全ての振動
子１から６（Ｄ３）が選択され受信される。この受信信
号は前記同軸ケーブル５を介して本体受信回路に送られ
る。この受信回路では前記と同様に増幅器８、Ａ／Ｄ変
換器１３、受信遅延回路９を介し、加算器においてアレ
イ方向の他のチャネル（Ｍチャネル）からの信号と加算
合成される。さらにこの加算器出力は対数変換器１１、
検波回路１２を介しラインメモリ１９−２に記憶され
る。

【００２５】アレイ方向において全く同様の送受指向性
をもち、スライス方向においては受信口径の異なる２回
の超音波送受信によって得られた各々の受信信号は、ラ
インメモリ１４に記憶され、この受信信号は前述した所
定の深さの信号を選択合成させて画像メモリ１５の所定
のアドレスの１ライン分に記憶させる。すなわち前記画
像メモリ１５の０〜ｒ１およびｒ２より深い部分の画像
信号をラインメモリ１４−２から、また画像メモリ１５
のｒ１〜ｒ２の画像信号をラインメモリ１４−１から選
択することにより、前記スイッチング切り替えノイズが
混入しないように選択記憶する。

【００２６】つぎにレートパルス発生器１によって第３
のレートパルスが出力され、このパルスは送信用遅延回
路２に送られ、送信時の走査において焦点距離ｆ₀ を決
定する遅延時間τ_f とセクタ偏向角θ_i+1 を決定する遅
延時間τ_si+1が与えられ、Ｍチャンネルの振動子駆動回
路に供給される。この駆動回路の出力は同軸ケーブル
５、プリアンプ６を介して振動子７を駆動し、今度は超
音波を角度θ_i+1 の方向に発生させる。この時も送信時
に用いられるスライス方向の振動子数はθ_i 方向のビー
ム送信時と変わらない。送信時に選ばれた２次元配列振
動子からの生体内のθ_i+1 方向に放射された超音波は、
生体内にて反射され再び超音波振動子によって受信され
る。この時スライス方向振動子スイッチング機能を備え
たプリアンプ６によってスライス方向の振動子２、３、
４、５（Ｄ２）が選択されて受信が行われ、その信号は
同軸ケーブル５、増幅器８、Ａ／Ｄ変換器１３、受信遅
延回路９、加算器１０、対数変換器１１、検波回路１２
を介してラインメモリ１４−１に記憶される。

【００２７】アレイ方向においては全く同様の送受指向
性をもち、スライス方向においては受信口径の異なる２
回の超音波受信によって得られ、ラインメモリに記憶さ
れたそれぞれの受信信号は、前述した所定の深さの信号
を選択し画像メモリの所定のアドレスの１ライン分に記
憶させる。すなわち前記画像メモリ１５の０〜ｒ１およ
びｒ２より深い部分の画像信号をラインメモリ１４−２
から、また画像メモリ１５のｒ１〜ｒ２の画像信号をラ
インメモリ１４−１から選択し、前記スイッチング切り
替えノイズが混入しないように選択記憶する。

【００２８】さらに、同様にしてレートパルス発生器１
によって第４のレートパルスが出力され、以下同様な動
作が繰り返される。このように画像メモリ１５の他のア
ドレスにはアレイ方向のθ_i ，θ_i+1 ，θ_i+2 ．．．の
走査によって得られた受信信号が同様なスライス方向可
変口径処理がなされて記憶されることになる。画像メモ
リ２０に記憶された１枚の画像情報はテレビフォーマッ
トに変換されて出力され、テレビモニタ２１によって表
示される。

【００２９】次にドップラモード（Ｄモード）では、基
本的にはプリアンプ内の電子スイッチはすべて導通状態
に固定（あるいは口径Ｄ２に固定）とし、走査中のスラ
イス方向口径のスイッチングは行なわない。すなわち従
来のように分割されていない場合と全く同様の動作を行
なうこととし、複数走査の信号の合成は行なわない。こ
れはＢモードでは同一方向を短時間に２回程度送受信し
て得られる信号はほぼ同一であると仮定できるのに対し
て、ドップラ信号では生体の動きに敏感であるためこの
仮定が成立しないためである。すなわちプローブ内電子
スイッチはＢモード時には同一方向（部位）を複数回送
受信して行なう可変口径法を行なうが、ドップラモード
の場合には従来の走査方法に切り替える。このようにし
て得られたドップラモード時の受信信号の加算器１０の
出力は２つの直交位相検波回路に送られる。すなわち加
算器１０の出力はまずミキサー回路１９−１、１９−２
に送られる。また基準信号発生器１７からは所定の周波
数（ｆ₀ ）を有する連続波は、移相器１８にてその位相
が９０度シフトされてミキサ回路１９−２に入力され、
ミキサ１９−１には基準信号発生器２０の出力が直接入
力される。このミキサ１９−１、１９−２の出力はロー
パスフィルタ２０−１、２０−２にて和の周波数成分が
除去され、差の周波数成分のみが抽出される。この差の
周波数をもった信号はいったんメモリ回路にストアされ
る。

【００３０】ドップラ信号を算出するためには同一部位
を連続的に走査しそのときの複数の信号を用いる必要が
ある。このときの複数の信号をメモリにて一旦記憶し、
所定のデータ数が揃った時点で演算器２２にてドップラ
信号の周波数分析を行なう。超音波血流イメージング法
において表示される物理量はスペクトルの中心（すなわ
ち流速度の平均値）とスペクトルの分散値（すなわち流
速の乱れの状態）である。これらの計算も演算器２２に
て実施される。演算器２２にて算出された値は画像メモ
リ１５にて一旦記憶されテレビモニタ１６によって表示
される。

【００３１】次に図８を参照してプローブ内電子回路の
具体例を説明する。ただしここではアレイ方向の１チャ
ンネル部分について述べる。本体装置内からの第１の振
動子駆動信号（振動子駆動回路の出力）は所定の遅延時
間（この遅延時間はアレイ方向の送信集束点とセクタ偏
向方向を決定する遅延時間）を有しており、ケーブル５
を介してプローブ内のスライス方向６個の振動子のうち
例えば４本（２、３、４、５）に共通接続される。ただ
しその途中にはダイオード５３が駆動信号に対して順方
向で設けられており、このダイオード５３を通って駆動
信号はスライス方向の各振動子７に供給され、超音波が
生体内に放射される。一方、生体内から反射した超音波
は同じ振動子７にて受信され、電子スイッチ５４を介し
てプリアンプ５５に送られる。このときまずスイッチ５
４−２と５４−３が導通することによって振動子２、
３、４、５からの受信信号が加算合成され、ケーブル５
を介して本体内の前記ラインメモリに記憶される。

【００３２】次に、本体装置内からの第２の振動子駆動
信号（第１の駆動信号と同じ遅延時間を有する）が、ケ
ーブル５を介して前記と同様スライス方向４本の振動子
（２、３、４、５）に共通して供給され、超音波が生体
内に放射される。一方、生体内から反射した超音波は同
じ振動子にて受信され、電子スイッチ５４とプリアンプ
５５に送られる。このとき受信時刻ｔ＝０からｔ＝ｒ１
／ｃまではスイッチ５４−３のみが導通して振動子３と
４からの受信信号がケーブル５を介して本体内の前記ラ
インメモリに記憶され、ｔ＝ｒ１／ｃ以降は全てスイッ
チが導通してスライス方向の全振動素子からの受信信号
が加算合成されケーブル５を介して本体内の前記ライン
メモリに記憶される。

【００３３】本体内の回路構成は図７において述べた通
りである。次にプローブ内に設けられるプリアンプおよ
び電子スイッチについて述べる。２次元アレイ振動子を
用いてプローブを構成した場合、振動子の１素子の面積
が従来よりも小さくなり、これに伴って振動子の電気イ
ンピーダンスは高くなる。このため、同軸ケーブル５に
対して直接接続するとケーブル容量の影響を受け易い。
そこでプローブ内にブリアンプを設け、低インピーダン
スで同軸ケーブル５と接続することが望ましい。

【００３４】ところで送信と受信の各々で専用のケーブ
ルを設けた場合、ケーブル本数が２倍となり操作性に問
題を生ずる。このため図９のプリアンプ回路６ではプロ
ーブ内で送受信回路が分離できるような回路構成となっ
ている。このプリアンプ回路６では図９のようにアンプ
５５の入力端と出力端に保護用ダイオード５１、５２が
設けられ、またこれらの回路と並列して送信駆動信号バ
イパス用のダイオード５３が設置される。そして送信時
には振動子を駆動する１００ボルトから２００ボルトの
インパルス信号がケーブル５を介してプローブ内に送ら
れ、この信号はダイオード５３を通過して振動子７に送
られてこれを駆動する。このときアンプ５５は保護用ダ
イオード５１、５２によって高電圧破壊から保護され
る。

【００３５】一方、受信時においては振動子７によって
受信された受信信号にバイアス電圧が印加される。超音
波信号のような微小信号に対しては導通状態となる前記
保護用ダイオード５１を通過して、当該超音波信号は電
子スイッチ５４を介してさらにアンプ５５に供給され
る。さらに、このアンプ５５にて低インピーダンス出力
され、順方向の保護用ダイオード５２を介して前記同軸
ケーブル５に出力される。このとき振動子７からの受信
信号はダイオード５３によって送信バイパス経路からは
遮断される。なお、振動子の切り替えは保護用ダイオー
ド５１とアンプ５５の間に接続された電子スイッチ５４
を用いて行なうことができるが、前記保護用ダイオード
のバイアス電圧の制御によれば電子スイッチがなくても
ダイオード５１がスイッチング機能を兼ね備えることが
可能である。

【００３６】次に、図１０を参照してプローブ内回路の
他の構成例について述べる。この構成例では電子スイッ
チ５４を初段に置くことによってアンプ５５の数の低減
を図るようにしている。電子スイッチ５４に接続される
アンプ５５の入力端と出力端には、保護用ダイオード５
１、５２が設けられ、またこの回路と並列して送信駆動
信号バイパス用のダイオード５３が設置されている。こ
の点については図８の構成例と同様であるが電子スイッ
チ５４の出力端は共通接続されたのちアンプ５５に接続
されている。

【００３７】そして送信時には図８のものと同様、振動
子駆動信号はケーブル５を介してプローブ内に送られ
る。この駆動信号はダイオード５３を通過して振動子７
に送られてこれを駆動する。このとき電子スイッチ５４
およびアンプ５５は保護用ダイオード５１、５２によっ
て高電圧破壊から保護される。

【００３８】一方、受信時においては振動子７によって
受信された受信信号にバイアス電圧が印加される。超音
波信号のように微小信号に対しては導通状態になった前
記保護用ダイオード５１を通過し電子スイッチ５４を介
して加算合成され、アンプ５５に送られる。この受信信
号はアンプ５５にて低インピーダンス出力され、順方向
の保護用ダイオード５２を介して前記同軸ケーブル５に
出力される。このとき電子スイッチ５４が高耐圧のもの
であれば保護用ダイオード５１は必ずしも必要ではな
い。また前記保護用ダイオード５１のバイアス電圧の制
御によれば前記電子スイッチ５４が無くてもダイオード
５１がスイッチング機能を兼ね備えることが可能である
ことは図８のものと同様である。

【００３９】次に図１１を参照してプローブ内回路のさ
らに他の構成例について説明する。ここでは電子的高圧
スイッチ５６を初段に置くことによってアンプ５５の数
の低減を図る。アンプ５５の入力端と出力端に保護用ダ
イオード５１、５２が接続され、またこれらの回路と並
列して送信駆動信号バイパス用のダイオード５３が接続
されている。このアンプ５５の前段に高圧スイッチ５６
が接続されている。すなわち前記高圧スイッチ５６は振
動子７からの各信号線に対応して接続され、その出力端
は共通接続されたのちアンプ５５に接続される。送信時
には図１０のものと同様に、振動子駆動信号がケーブル
５を介してプローブ内に送られる。この駆動信号はダイ
オード５３を通過し、さらに高圧スイッチ５６を介して
振動子７に送られてこれを駆動する。このときアンプ５
５は保護用ダイオード５１、５２によって高電圧破壊か
ら保護される。

【００４０】一方、受信時においては振動子７によって
受信された受信信号にバイアス電圧が印加される。超音
波信号のような微小信号に対しては導通状態となる前記
保護ダイオード５１を通過し、当該超音波信号はアンプ
５５にて加算合成される。合成された信号はアンプ５５
にて低インピーダンス出力され、順方向の保護用ダイオ
ード５２を介して前記同軸ケーブル５に出力される。

【００４１】なお、以上の説明において、振動子７−
３、７−４に接続された信号線にも電子スイッチを設け
ているが、可変口径法の場合にはこの信号線は常に導通
状態にあるためこのスイッチを介さず直接接続しても構
わない。

【００４２】（第２実施形態）次に本発明の第２実施形
態を説明する。図１３は本発明の第２実施形態に係る簡
単な可変口径焦点法の原理を示すタイムチャートであ
る。例えば所定方向の走査において第１番目の送信パル
スが例えば振動子２、３、４、５に同時に与えられ、超
音波が媒質（生体）に向けて放射される。このとき振動
子７は２、３、４、５（Ｄ２）が用いられて受信が行わ
れる。次に第２番目の送信パルスが前記と同様に振動子
７の２、３、４、５に同時に与えられ超音波が放射され
る。受信時においては、ｔ＝ｒ２／ｃまでは振動子３、
４（Ｄ１）が用いられ、それ以降は全ての振動子１、
２、３、４、５、６（Ｄ３）がスイッチング回路にて選
択使用される。これら同一方向に向けられた２回の送受
信によって得られた信号は、本体回路内のＲＦラインメ
モリにいったん記憶された後に合成される。すなわち図
１３に示すように１番目の送受信によって得られ、ＲＦ
ラインメモリに記憶された信号を（ａ）、２番目の送受
信によって得られた信号を（ｂ）とすれば、０からｒま
では（ｂ）から振動子３、４の信号が得られ、ｒ１から
ｒ２までは（ｂ）から振動子３、４、また（ａ）−
（ｂ）から振動子２、３、４、５の信号が得られる。さ
らにｒ２以降では（ａ）から振動子２、３、４、５、ま
た（ｂ）−（ａ）から振動子１、６の受信信号が得られ
る。これらの信号に対して所定の遅延時間を与えて合成
する。

【００４３】次に図１４のブロック図を参照して本発明
の基本動作を説明する。振動子口径の選び方は左右の対
称性をもたせる必要があるため振動子３と４（ＴＲ−
１）、２と５（ＴＲ−２）、１と６（ＴＲ−３）はあら
かじめ接続しておくことが望ましい。同一方向の走査
（この走査方向は同図に示すアレイ方向ビームフォーミ
ング用遅延回路９によってコントロールされる）のうち
最初の送信によって得られる反射信号は振動子７によっ
て受信される。この時、電子スイッチ６−１と６−２が
導通状態になり、したがって振動子７−２〜７−５に受
信された各々の信号がアンプ６−１、および６−２と電
子スイッチ６’−１および６’−２を介し、さらに同軸
ケーブル５を介して本体の受信回路に送られる。この受
信回路においてはまず、本体側に入力した受信信号はＡ
／Ｄ変換器１３によってデジタル信号に変換された後、
アレイ方向ビームフォーミング用遅延回路９によってア
レイ方向の電子集束やビーム偏向に必要な遅延時間が与
えられた後、アレイ方向の他のチャンネル（Ｍチャンネ
ル）からの信号と加算合成される。加算器１０の出力は
ＲＦラインメモリ６１−１にて位相情報も含めていった
ん記憶される。次に同一方向に向けて２番目の送信が行
なわれ、このときの反射波はｔ＝０からｔ＝ｒ２／ｃの
間は電子スイッチ６’−１のみが導通状態となり振動子
７−２、７−３の信号のみがプリアンプ６を介して受信
される。一方、ｔ＝ｒ２／ｃ以降では全ての電子スイッ
チ６が導通状態となり振動子７の１、２、３、４、５、
６の信号がプリアンプ６を介して受信される。したがっ
て２番目の受信信号ではｔ＝ｒ２／ｃ近辺にスイッチ切
り替えノイズが発生している。２番目の受信信号は１番
目の受信信号同様アンプ６を出力した後、同軸ケーブル
５、Ａ／Ｄ変換器１３、受信遅延回路９、そして加算器
１０を介してＲＦラインメモリ６１−２に記憶される。
つぎにＲＦ減算器６２にて各区間（０−ｒ１、ｒ１−ｒ
２、ｒ２−）でのＲＦ信号の減算が行なわれ、０−ｒ１
区間ではＴＲ−１を、ｒ１−ｒ２ではＴＲ−１とＴＲ−
２を、またｒ２以降ではＴＲ−１＋ＴＲ−２とＴＲ−３
の信号を分離して得ることができる。これらの信号はス
ライス方向にビームを集束させるための遅延時間がスラ
イス方向受信遅延回路６３にて与えられ、加算器６４に
て合成された後、対数変換器１１、検波回路１２を介し
て画像メモリ１５の１つのアドレスに記憶される。この
画像メモリの他のアドレスにはアレイ方向の走査によっ
て得られる他の方向の受信信号が、同様のスライス方向
可変口径処理がなされて記憶されている。画像メモリ１
５に記憶された１枚の画像情報はテレビフォーマットに
よって出力されテレビモニタ１６に表示される。

【００４４】次に、図１５のブロック図を参照しながら
本発明の第２実施形態に係る超音波診断装置全体の構成
を説明する。超音波プローブにおいて走査方向に配列さ
れている振動子数をＭ、スライス方向の配列振動子数は
６本とする。超音波診断のモードには大きく分類してＢ
モード（断層像）とＤモード（ドップラ）がある。まず
Ｂモードについて述べる。超音波を媒質（生体）内に送
信する場合にはまずレートパルス発生器１によって超音
波パルスの繰り返し周波数を決定するレートパルスを出
力させる。このパルスはＭチャンネルから構成される送
信用遅延回路２に送られ、送信時の走査方向超音波ビー
ムの焦点距離ｆ₀ を決定する遅延時間τ_f とセクタ偏向
角θ_i を決定する遅延時間τ_s が与えられ、Ｍチャンネ
ルの振動子駆動回路３に供給される。この駆動回路では
前記超音波振動子を駆動し超音波を発生するための駆動
パルスが形成され、その駆動パルスのタイミングは送信
用遅延回路２の出力によって決定される。この駆動回路
３の出力はＭ本の同軸ケーブル５を介してプローブ内の
電子スイッチ機能を備えたプリアンプ６を介して振動子
７を駆動し、超音波を角度θ_i の方向に発生させる。

【００４５】ところで、送信時においてスライス方向の
振動子数は一般にあらかじめ決められており、すでに述
べたような受信信号のスライス方向可変口径処理がなさ
れる間も送信の口径は固定されることが望ましい。たと
えば送信信号が供給される振動子は前記スライス方向振
動子７の１から６のうち振動子７の２、３、４、５が選
ばれる。送信時に選ばれた２次元配列振動子から生体内
のθ_i 方向に放射された超音波は生体内にて反射され、
再び超音波振動子７によって受信される。この時、既に
述べたようにプローブ内に設けられ、スライス方向振動
子のスイッチング機能を備えたプリアンプ６によってス
ライス方向の振動子７の２、３、４、５が選択される。
この受信信号は前記同軸ケーブル５を介して本体受信回
路に送られる。この受信回路ではまずアンプ（増幅器）
８を介しＡ／Ｄ変換器１３にてデジタル化された後、受
信遅延回路９によってアレイ方向の電子集束やビーム偏
向に必要な遅延時間が与えられる。この本体装置の入力
端の増幅器８において、その利得調整がダイナミックに
行なわれ隣接振動子間での振動重み付けによってアレイ
方向での可変口径が行なわれる。つぎに受信信号はＡ／
Ｄ変換器１３によってデジタル信号に変換された後、前
記アレイ方向ビームフォーミング用遅延回路９において
受信時の集束点と受信方向θ_i （受信指向性）が決定さ
れる。ただし、前記受信集束点を決定する遅延時間は受
信時刻とともに変化し、これにともなって受信集束点も
変化する。すなわち前記増幅器８の利得と受信遅延回路
の遅延時間の可変機能によりアレイ方向においていわゆ
る可変口径焦点法が実現される。受信遅延回路９の出力
は加算器１０においてアレイ方向の他のチャンネル（Ｍ
チャンネル）からの信号と加算合成され、この加算器出
力はＲＦラインメモリ６１−１にいったん記憶される。

【００４６】次にレートパルス発生器１によってレート
パルスが出力される。このパルスは送信用遅延回路２に
送られ、再度送信時の走査において焦点距離ｆ₀ を決定
する遅延時間τ_f とセクタ偏向角θ_i を決定する遅延時
間τ_siが与えられ、振動子駆動回路３に供給される。こ
の駆動回路３の出力は同軸ケーブル５、プリアンプ６を
介して振動子７を駆動し、再度、超音波を角度θ_i の方
向に発生させる。この時も送信時に用いられるスライス
方向の振動子数はθ_i 方向の最初のビーム送信時と変わ
らない。送信時に選ばれた２次元配列振動子から生体内
のθ_i 方向に放射された超音波は生体内にて反射され、
再び超音波振動子によって受信される。この時スライス
方向振動子スイッチング機能を備えたプリアンプ６によ
って受信時刻ｔ＝０からｔ＝ｒ２／ｃまではスライス方
向の振動子７の３と４が選択され、ｔ＝ｒ２／ｃ以降は
スライス方向の全ての振動子１から６が選択され、受信
される。この受信信号は前記同軸ケーブル５、増幅器
８、Ａ／Ｄ変換器１３、受信遅延回路９によって処理さ
れ、増幅器８の利得及び受信遅延回路９の遅延時間の可
変機能によりアレイ方向においてはいわゆる可変口径焦
点法が全く同様に行なわれる。この受信遅延回路９の出
力は加算器１０においてアレイ方向の他のチャンネル
（Ｍチャンネル）からの信号と加算合成され、この加算
器出力はＲＦラインメモリ６１−２に記憶される。この
ＲＦラインメモリ６１に記憶された受信信号はＲＦ減算
器６２にて各区間（０−ｒ１，ｒ１−ｒ２、ｒ２−）で
のＲＦ信号の減算演算が行なわれ、０−ｒ１区間ではＴ
Ｒ−１を、ｒ１−ｒ２ではＴｒ−１とＴＲ−２そ、また
ｒ２以降ではＴＲ−１＋ＴＲ−２とＴＲ−３の信号を分
離して得ることができる。これらの信号はスライス方向
にビームを集束させるための遅延時間がスライス方向受
信遅延回路６３によって与えられ、加算器６４にて前記
切り替えノイズが混入しないように合成された後、対数
変換器１１、検波器１２を介して画像メモリ１５の１つ
のアドレスに記憶される。

【００４７】次にレートパルス発生器１によって第３お
よび第４のレートパルスが出力され、このパルスはＭチ
ャンネル送信用遅延回路２に送られ、送信時の走査にお
いて焦点距離ｆ₀ を決定する遅延時間τ_f とセクタ偏向
角θ_i+1 を決定する遅延時間τ_si+1が与えられ、Ｍチャ
ンネルの振動子駆動回路３に供給される。さらにその出
力は同軸ケーブル５、プリアンプ６を介して振動子７を
駆動し、今度は超音波を角度θ_i+1 の方向に発生させ
る。この時も送信時に用いられるスライス方向の振動子
数はθ_i 方向のビーム送信時と変わらない。一方、受信
信号はプリアンプ６、同軸ケーブル５、アンプ８、Ａ／
Ｄ変換器１３、受信遅延回路９、加算器１０、を介して
ＲＦラインメモリ６１−１、６１−２に記憶される。こ
のＲＦラインメモリ６１に記憶された受信信号は超音波
ビーム偏向角θ_i の場合と同様な演算がなされて画像メ
モリ１５の隣接したアドレスに記憶される。

【００４８】このように画像メモリ１５の他のアドレス
にはアレイ方向のθ_i ，θ_i+1 ，θ_i+2 ．．．の走査に
よって得られた受信信号が、同様のスライス方向可変口
径処理がなされて記憶されている。画像メモリ１５に記
憶された１枚の画像情報はテレビフォーマットによって
出力されテレビモニタ１６によって表示される。

【００４９】一方、Ｄモードについては図７の場合と全
く同様である。すなわちプリアンプ内の電子スイッチは
すべて導通状態となり、可変口径焦点は行なわずに従来
と全く同様の動作を行なう。なお可変口径焦点の場合の
プローブ内電子回路は可変口径法の場合と同じであり、
図８、図９、図１０、図１１の回路構成がそのまま適用
可能である。

【００５０】なお、本発明は可変口径法、可変口径焦点
法のいずれにおいても従来の１次元アレイの場合よりも
フレーム数が半分以下に低下する（基本系では半分にな
る）が、近年では並列同時受信技術が実用化され、短時
間あたりの送受信回路を等価的に２倍から４倍にするこ
とが可能となってきた。本発明はこのような並列同時受
信技術と組み合わせることによって従来と同様に毎秒３
０フレームの動画像を観測することが可能となる。なお
本発明の説明に於いてセクタ走査装置を例に挙げて説明
したが、走査方式としてはこれに限定されるものではな
く、リニア走査、コンベックス走査、ラジアル走査等に
おいても本発明は有効である。

【００５１】

【発明の効果】従来の超音波プローブと比較してＮ倍の
振動子数を有する２次元アレイプローブにおいても、本
発明を採用することによってプローブから装置本体に接
続されるケーブルの本数は従来程度でよいため操作性に
優れ、しかも可変口径法では回路構成が比較的簡単な２
次元アレイシステムを実現することができる。さらに本
発明と並列同時受信技術とを組み合わせることによっ
て、フレーム数が低下することなく動画像を観測するこ
とも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変口径法の受信系の構成を示すブロ
ック図。

【図２】従来のセクタ走査型超音波診断装置の構成を示
すブロック図。

【図３】可変口径焦点法（ＤＶＡＦ）の一般的な原理を
示す図。

【図４】従来の超音波プローブの構成を示す斜視断面
図。

【図５】可変口径法（ＤＶＡ）の一般的な原理を示す
図。

【図６】本発明の可変口径法の原理を示す図。

【図７】本発明の第１実施形態に係るセクタ走査型超音
波診断装置の構成を示すブロック図。

【図８】本発明のプローブ内回路の構成を示す図。

【図９】本発明のプローブ内のブリアンプ回路の構成を
示す図。

【図１０】本発明のプローブ内回路の他の構成を示す
図。

【図１１】本発明のプローブ内回路のさらに他の構成を
示す図。

【図１２】本発明のプローブ内回路のさらに他の構成を
示す図。

【図１３】本発明の可変口径焦点法の原理を示す図。

【図１４】本発明の可変口径焦点法の受信系の構成を示
すブロック図。

【図１５】本発明の第２実施形態に係るセクタ走査型超
音波診断装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…レートパルス発生器 ２…送信用遅延回路 ３…振動子駆動回路 ４…受信回路 ５…同軸ケーブル ６…プリアンプ ７…振動子 ８…アンプ ９…受信用遅延回路 １０…加算器 １１…対数変換器 １２…検波回路 １３…Ａ／Ｄ変換器 １４…ラインメモリ １５…画像メモリ １６…ＴＶモニタ １７…基準信号発生器 １８…π／２移相器 １９…ミキサ ２０…ＬＰＦ ２２…演算器 ５１，５２，５３…ダイオード ５４，５５…電子スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の方向及びこれと直交する第二の方
   向に二次元的に配列された複数個の超音波振動子から構
   成され、超音波ビームの送受信を行なうための超音波プ
   ローブと、この超音波プローブを駆動することにより所
   定方向に送信ビームを放射させるための駆動手段と、前
   記駆動手段による送信ビームの放射方向を変化させるこ
   とによって前記第一の方向の走査を行なう第一走査手段
   と、前記送信ビームを前記第一の方向及びこれと直交す
   る第二の方向において集束させるための第一集束手段
   と、前記放射方向から反射される受信ビームを前記超音
   波振動子によって受信し、且つ前記第一の方向の走査を
   行なう第二走査手段と、前記受信ビームを前記第一の方
   向及びこれと直交する第二の方向において集束させるた
   めの受信集束手段と、この受信集束手段によって集束さ
   れた受信ビームを信号処理し、これを画像として表示す
   る表示手段とを具備する超音波診断装置において、 前記第二の方向のビームフォーミングにおいて前記超音
   波振動子の駆動を制御することにより、前記第一の方向
   における送受信方向を同じにして少なくとも二回以上の
   送受信を行ない、このとき得られる受信信号を組み合わ
   せることによって一走査方向の受信信号を再構成する再
   構成手段を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 前記第一の方向において同一方向の走査
   を複数回行ないながら超音波の受信を行なう場合に、受
   信動作中における前記第二の方向の実効振動子数を増加
   させる実効振動子数増加手段をさらに具備することを特
   徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記実効振動子数増加手段は、前記超音
   波プローブ内に内蔵される振動子切り替え手段から成る
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 【請求項４】 前記第二の方向における超音波ビームの
   集束を前記超音波プローブに設けられる音響レンズによ
   って行なうことを特徴とする請求項１に記載の超音波診
   断装置。