JPH11226010A - Ultrasonic wave transducer driving method and device, and ultrasonic image pickup device - Google Patents

Ultrasonic wave transducer driving method and device, and ultrasonic image pickup device

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JPH11226010A
JPH11226010A JP2989398A JP2989398A JPH11226010A JP H11226010 A JPH11226010 A JP H11226010A JP 2989398 A JP2989398 A JP 2989398A JP 2989398 A JP2989398 A JP 2989398A JP H11226010 A JPH11226010 A JP H11226010A
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JP
Japan
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level
driving
ultrasonic
ultrasonic transducer
signal
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Application number
JP2989398A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuto Takeuchi
康人 竹内
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11226010A publication Critical patent/JPH11226010A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrasonic wave transducer driving method and device for transmitting bipolar ultrasonic waves by unipolar drive and an ultrasonic image pickup device provided with such an ultrasonic wave transducer driving device. SOLUTION: The waveform of driving signals is provided with a level elevation part 500 where a signal level is gently elevated from a 0 level to a first level, a level change part 502 where it is changed between a second level and a third level which are respectively the levels above and below the first level with the first level at a center at a high speed and a level lowering part 504 where it is gently lowered from the first level to the 0 level. By AC signals 502 superimposed on DC bias 500 and 504, an ultrasonic wave transducer is driven and the ultrasonic wave transducer is made to perform bipolar vibration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波トランスデ
ューサ駆動方法および装置並びに超音波撮像装置に関
し、特に、単極性の駆動信号により超音波トランスデュ
ーサ(transducer)を駆動する超音波トランスデューサ駆
動方法および装置、並びに、そのような超音波トランス
デューサ駆動装置を備えた超音波撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic transducer driving method and apparatus and an ultrasonic imaging apparatus, and more particularly to an ultrasonic transducer driving method and apparatus for driving an ultrasonic transducer by a unipolar driving signal. Also, the present invention relates to an ultrasonic imaging apparatus provided with such an ultrasonic transducer driving device.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波撮像装置は、被検体に超音波を送
波しそのエコー(echo)に基づいて被検体の内部を画像化
するようになっている。超音波の送波には超音波トラン
スデューサが用いられる。超音波トランスデューサはパ
ルス電圧によって駆動されて振動し超音波を放射する。
2. Description of the Related Art An ultrasonic imaging apparatus transmits an ultrasonic wave to a subject, and forms an image of the inside of the subject based on an echo thereof. An ultrasonic transducer is used for transmitting ultrasonic waves. The ultrasonic transducer is driven by a pulse voltage to vibrate and emit ultrasonic waves.

【0003】パルス電圧による超音波トランスデューサ
の駆動には単極性の駆動と双極性の駆動がある。単極性
の駆動はパルス電圧が正または負のいずれか一方の極性
となるものによって行なわれる。双極性の駆動はパルス
電圧の極性が交互に正および負に変化するものすなわち
交流のパルスによって行なわれる。
[0003] There are two types of driving of the ultrasonic transducer by the pulse voltage: unipolar driving and bipolar driving. Unipolar driving is performed by a pulse voltage having a positive or negative polarity. Bipolar driving is performed by an alternating pulse in which the polarity of the pulse voltage alternates between positive and negative, that is, an AC pulse.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】単極性の駆動はパルス
電圧の極性が正または負のいずれか一方でよいので、駆
動装置が簡素化される長所があるが、その反面、放射さ
れる超音波の周波数スペクトラムは直流成分およびその
近傍の低周波成分を含むものとなり、これら直流および
低周波の超音波に対するエコーが画像の品質を低下させ
るという問題があった。
The unipolar driving has the advantage that the driving device can be simplified because the polarity of the pulse voltage can be either positive or negative. Has a direct-current component and low-frequency components in the vicinity of the direct-current component, and there is a problem that echoes to these direct-current and low-frequency ultrasonic waves degrade image quality.

【0005】これに対して、双極性の駆動によればパル
ス電圧の極性が交互に正および負に変化することによ
り、送波される超音波の周波数スペクトラムには直流成
分およびその近傍の低周波成分が含まれず、上記のよう
な問題は生じないものの、双極性のパルス電圧を発生さ
せるために駆動装置の構成が複雑化するという問題があ
った。
On the other hand, according to the bipolar driving, the polarity of the pulse voltage alternately changes to positive and negative, so that the frequency spectrum of the transmitted ultrasonic wave has a DC component and a low frequency component near the DC component. Although no component is contained and the above-described problem does not occur, there is a problem that the configuration of the driving device is complicated because a bipolar pulse voltage is generated.

【0006】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、単極性の駆動によって双極
性の超音波を送波する超音波トランスデューサ駆動方法
および装置、並びに、そのような超音波トランスデュー
サ駆動装置を備えた超音波撮像装置を実現することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer driving method and apparatus for transmitting bipolar ultrasonic waves by unipolar driving, and to provide such a method. It is an object of the present invention to realize an ultrasonic imaging apparatus provided with a simple ultrasonic transducer driving device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(1)課題を解決するた
めの第1の発明は、単極性の駆動信号により超音波トラ
ンスデューサを駆動する超音波トランスデューサ駆動方
法であって、前記単極性の駆動信号のレベルを、第1の
レベルを基準とし相対的に高レベルの第2のレベルと相
対的に低レベルの第3のレベルとの間で交代させる、こ
とを特徴とする超音波トランスデューサ駆動方法であ
る。
(1) A first invention for solving the problem is an ultrasonic transducer driving method for driving an ultrasonic transducer by a unipolar driving signal, wherein the unipolar driving method is used. A method of driving an ultrasonic transducer, comprising: changing a level of a signal between a second level which is relatively high and a third level which is relatively low with reference to the first level. It is.

【0008】(2)課題を解決するための第2の発明
は、単極性の駆動信号により超音波トランスデューサを
駆動する超音波トランスデューサ駆動装置であって、第
1のレベルを基準とし相対的に高レベルの第2のレベル
と相対的に低レベルの第3のレベルとの間でレベルが交
代する単極性の駆動信号により前記超音波トランスデュ
ーサを駆動する駆動手段、を具備することを特徴とする
超音波トランスデューサ駆動装置である。
(2) A second invention for solving the problem is an ultrasonic transducer driving device for driving an ultrasonic transducer by a unipolar driving signal, wherein the ultrasonic transducer driving device is relatively high with respect to a first level. A driving means for driving the ultrasonic transducer by a unipolar driving signal whose level alternates between a second level of the level and a third level of a relatively low level. It is an ultrasonic transducer driving device.

【0009】(3)課題を解決するための第3の発明
は、超音波トランスデューサを単極性の駆動信号で駆動
して超音波を送波し、エコー受信信号に基づいて画像を
生成する超音波撮像装置であって、第1のレベルを基準
とし相対的に高レベルの第2のレベルと相対的に低レベ
ルの第3のレベルとの間でレベルが交代する単極性の駆
動信号により前記超音波トランスデューサを駆動する駆
動手段、を具備することを特徴とする超音波撮像装置で
ある。
(3) According to a third aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic transducer for transmitting an ultrasonic wave by driving an ultrasonic transducer with a unipolar drive signal and generating an image based on an echo reception signal. An imaging apparatus, comprising: a driving signal having a unipolar driving level whose level alternates between a second level relatively high and a third level relatively low with respect to the first level. An ultrasonic imaging apparatus comprising: driving means for driving an acoustic transducer.

【0010】第1の発明乃至第3の発明のいずれか1つ
において、前記単極性の駆動信号のレベルを0レベルか
ら第1のレベルまで相対的に遅い変化速度で変化させ、
次に、駆動信号のレベルを前記第2のレベルおよび前記
第3のレベルの間で相対的に速い変化速度で交代させ、
次に、駆動信号のレベルを前記第1のレベルから0レベ
ルまで相対的に遅い変化速度で変化させることが、駆動
信号のレベルが0の状態で超音波トランスデューサによ
りエコー受波を行なう点で好ましい。
In any one of the first to third inventions, the level of the unipolar drive signal is changed from 0 level to the first level at a relatively slow change speed,
Next, the level of the drive signal is alternated between the second level and the third level at a relatively fast changing speed,
Next, it is preferable to change the level of the drive signal from the first level to the 0 level at a relatively slow rate of change from the viewpoint of performing echo reception by the ultrasonic transducer when the level of the drive signal is 0. .

【0011】その場合において、前記駆動信号を波形メ
モリに記憶したディジタルデータの基づいて生成するこ
とが効果的な駆動信号を得る点で好ましい。 (作用)本発明では、直流バイアスに重畳した交流信号
で超音波トランスデューサを駆動し、超音波トランスデ
ューサに双極性の振動を行なわせる。
In this case, it is preferable to generate the drive signal based on the digital data stored in the waveform memory in order to obtain an effective drive signal. (Operation) In the present invention, the ultrasonic transducer is driven by the AC signal superimposed on the DC bias to cause the ultrasonic transducer to perform bipolar vibration.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に超音波送受信装置の
ブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例
である。本装置の構成によって本発明の装置に関する実
施の形態の一例が示される。本装置の動作によって本発
明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of the ultrasonic transmitting / receiving apparatus. This device is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the device of the present invention is shown by the configuration of the present device. An example of an embodiment relating to the method of the present invention is shown by the operation of the present apparatus.

【0013】図1に示すように、本装置は波形メモリ(m
emory)300を有する。波形メモリ300は、超音波ト
ランスデューサを駆動する駆動信号の波形を、ディジタ
ルデータ(digital data)として記憶している。駆動信号
の詳細については後にあらためて説明する。
As shown in FIG. 1, the apparatus has a waveform memory (m
emory) 300. The waveform memory 300 stores a waveform of a drive signal for driving the ultrasonic transducer as digital data. The details of the drive signal will be described later.

【0014】波形メモリ300の読み出しがコントロー
ラ(controller)302によって制御され、読出データが
D/A(digital-to-analog)変換器304でアナログ信
号に変換されて、リニアパワーアンプ(linear power am
plifier)306に入力されるようになっている。コント
ローラ302は、リニアパワーアンプ306のストロー
ブ(strobe)の制御も行なうようになっている。ストロー
ブの制御については後にあらためて説明する。
The reading of the waveform memory 300 is controlled by a controller 302, and the read data is converted into an analog signal by a digital-to-analog (D / A) converter 304, and the read data is converted to a linear power amplifier.
plifier) 306. The controller 302 also controls a strobe of the linear power amplifier 306. The control of the strobe will be described later.

【0015】リニアパワーアンプ306には、コモン(c
ommon)に対して単極性の直流電源電圧+HV(例えば+
60V)が供給されている。直流電源電圧+HVの供給
ライン(line)とコモンの間には、キャパシタ308が接
続されている。
The linear power amplifier 306 has a common (c
ommon) to a unipolar DC power supply voltage + HV (for example, +
60V). A capacitor 308 is connected between the supply line (line) of the DC power supply voltage + HV and the common.

【0016】リニアパワーアンプ306の出力端には、
ダイオード(diode) 310,312,314の直列回路
が順方向に接続されている。ダイオード310,31
2,314の直列回路には、ダイオード316が逆極性
に並列接続されている。増幅出力の供給方向に沿いこれ
らダイオード回路の下流において、増幅出力ラインとコ
モンの間にキャパシタ318,320の直列回路が接続
されている。キャパシタ318,320の直列接続点か
らリニアパワーアンプ306の入力端に、増幅出力信号
のフィードバック経路が形成されている。
The output terminal of the linear power amplifier 306
A series circuit of diodes 310, 312 and 314 is connected in the forward direction. Diode 310, 31
A diode 316 is connected in parallel with the opposite polarity to the series circuit 2,314. Downstream of these diode circuits along the supply direction of the amplified output, a series circuit of capacitors 318 and 320 is connected between the amplified output line and the common. A feedback path for an amplified output signal is formed from the series connection point of the capacitors 318 and 320 to the input terminal of the linear power amplifier 306.

【0017】以上の、波形メモリ300乃至キャパシタ
318,320からなる部分が、本発明における駆動手
段の実施の形態の一例である。増幅出力ラインとコモン
に、超音波トランスデューサ322の一対の電極がそれ
ぞれ接続されている。増幅出力ラインに接続される電極
がアクティブ(active)電極、コモンに接続される電極が
コモン電極である。
The above-described portion including the waveform memory 300 to the capacitors 318 and 320 is an example of the embodiment of the driving means in the present invention. A pair of electrodes of the ultrasonic transducer 322 are connected to the amplified output line and the common, respectively. An electrode connected to the amplification output line is an active electrode, and an electrode connected to the common is a common electrode.

【0018】超音波トランスデューサ322のアクティ
ブ電極は、抵抗324を通じて負の直流電圧−VEE
(例えば−3.3V)の供給源に接続されている。超音
波トランスデューサ322のアクティブ電極は、また、
ダイオード326を通じてトランジスタ(transistor)3
48のエミッタ(emitter) に接続されている。トランジ
スタ348のベース(base)はコモンに接続されている。
ダイオード326の極性はエミッタに対して順方向とな
っている。
The active electrode of the ultrasonic transducer 322 is connected through a resistor 324 to a negative DC voltage -VEE.
(For example, -3.3 V). The active electrodes of the ultrasonic transducer 322 also
Transistor 3 through diode 326
It is connected to 48 emitters. The base of transistor 348 is connected to common.
The polarity of the diode 326 is forward with respect to the emitter.

【0019】トランジスタ348のコレクタ(collecto
r) は、抵抗350を通じて正の直流電圧+VCC(例
えは+3.3V)の供給源に接続されている。コレクタ
と抵抗350の直列接続点にキャパシタ352の一端が
接続され、その他端が図示しない受信信号処理回路に接
続されている。
The collector of transistor 348
r) is connected through a resistor 350 to a source of a positive DC voltage + VCC (eg + 3.3V). One end of the capacitor 352 is connected to a series connection point of the collector and the resistor 350, and the other end is connected to a reception signal processing circuit (not shown).

【0020】本装置の動作を説明する。コントローラ3
02による制御の下で、波形メモリ300から駆動信号
の波形データが読み出され、D/A変換器304でアナ
ログ信号に変換されてリニアパワーアンプ306に入力
される。
The operation of the apparatus will be described. Controller 3
Under the control of 02, the waveform data of the drive signal is read from the waveform memory 300, converted into an analog signal by the D / A converter 304, and input to the linear power amplifier 306.

【0021】駆動信号の波形の一例を図2に示す。同図
に示すように、駆動信号の波形は、信号レベルが0レベ
ルから第1のレベルまで緩やかに上昇するレベル上昇部
500と、第1のレベルを中心とし、それぞれその上下
のレベルである第2のレベルおよび第3のレベルの間を
高速に交代するレベル交代部502と、第1のレベルか
ら0レベルまで緩やかに下降するレベル下降部504と
を有する。
FIG. 2 shows an example of the waveform of the drive signal. As shown in the drawing, the waveform of the drive signal includes a level increasing section 500 in which the signal level gradually increases from 0 level to the first level, and a level increasing section 500 with the first level as the center and the upper and lower levels respectively. It has a level switching unit 502 that switches between the second level and the third level at high speed, and a level lowering unit 504 that gradually drops from the first level to the 0 level.

【0022】第2のレベルは例えば第1のレベルの2倍
に選ばれ、第3のレベルは例えば0レベルに選ばれる。
また、これら信号レベルの交代の周波数は、超音波トラ
ンスデューサ322の振動の中心周波数(例えば5MH
z)に合わせる。レベル上昇部500およびレベル下降
部504におけるレベル変化は、例えば、レベル交代部
502の持続時間の10倍程度の時間をかけて行なう。
第1乃至第3のレベルはいずれも0レベルに関して一方
の側(この場合+)にある。すなわち、駆動信号は単極
性の信号である。
The second level is selected to be, for example, twice the first level, and the third level is selected to be, for example, the zero level.
The frequency of the alternation of these signal levels is the center frequency of the vibration of the ultrasonic transducer 322 (for example, 5 MHz).
z). The level change in the level raising section 500 and the level lowering section 504 is performed, for example, over about ten times the duration of the level changing section 502.
The first to third levels are all on one side (+ in this case) with respect to the 0 level. That is, the drive signal is a unipolar signal.

【0023】駆動信号の極性は、リニアパワーアンプ3
06が採用する電源電圧の極性に対応し、負極性の電源
電圧を用いたときは駆動信号の極性も負とする。また、
レベル交代部502における信号波形をここでは矩形波
の例で示すが、それに限るものではなく、正弦波や三角
波、その他適宜の波形であって良い。
The polarity of the drive signal is determined by the linear power amplifier 3
06 corresponds to the polarity of the power supply voltage adopted, and when a negative power supply voltage is used, the polarity of the drive signal is also negative. Also,
Here, the signal waveform in the level alternation section 502 is shown as an example of a rectangular wave, but is not limited thereto, and may be a sine wave, a triangular wave, or any other appropriate waveform.

【0024】コントローラ302は、駆動信号のレベル
上昇部500がリニアパワーアンプ306に入力されて
いる期間は、リニアパワーアンプ306をスリューレー
ト(slew rate) が低いストローブ1の状態で動作するよ
うに制御する。また、駆動信号のレベル下降部504が
リニアパワーアンプ306に入力されている期間も、ス
リューレートが低いストローブ1の状態で動作するよう
に制御する。
The controller 302 operates the linear power amplifier 306 in the strobe 1 having a low slew rate while the drive signal level raising section 500 is being input to the linear power amplifier 306. Control. Also, during the period when the level lowering section 504 of the drive signal is being input to the linear power amplifier 306, control is performed so as to operate in the state of the strobe 1 having a low slew rate.

【0025】これに対して、レベル交代部502が入力
される期間は、リニアパワーアンプ306がスリューレ
ートの高いストローブ2の状態で動作するように制御す
る。これによって、入力信号が波形に忠実にパワー増幅
され、超音波トランスデューサ322に駆動信号として
印加される。なお、ストローブ機能を持たないもしくは
不要なリニアパワーアンプに対しては、ストローブの制
御は行なわない。
On the other hand, during the period when the level switching section 502 is input, the linear power amplifier 306 is controlled so as to operate in the state of the strobe 2 having a high slew rate. Thus, the input signal is power-amplified faithfully in the waveform, and is applied to the ultrasonic transducer 322 as a drive signal. Note that the strobe control is not performed for a linear power amplifier having no or unnecessary strobe function.

【0026】超音波トランスデューサ322は、駆動信
号のレベル上昇部500の印加期間中に、そのレベル変
化に対応して寸法が変化してゆくが、信号レベルの変化
速度が遅いので寸法の変化速度もゆっくりであり、その
周囲にほとんど音圧変動を発生しない。すなわち、この
期間は超音波が発生しない。
The size of the ultrasonic transducer 322 changes in response to a change in the level of the drive signal during the application of the level raising section 500. It is slow and generates little sound pressure fluctuation around it. That is, no ultrasonic waves are generated during this period.

【0027】駆動信号のレベル交代部502では、駆動
信号の高速なレベルの交代に応じて、駆動信号の第1の
レベルに対応する寸法から第2のレベルに対応する寸法
に高速に変化し、また、第1のレベルに対応する寸法か
ら第3のレベルに対応する寸法に高速に変化する。第1
のレベルに対応する寸法からの、第2のレベルに対応す
る寸法変化と第3のレベルに対応する寸法変化は方向が
互いに逆であって、一方で寸法が拡大するとき他方で縮
小する関係になる。
The drive signal level changing section 502 changes the size of the drive signal from the size corresponding to the first level to the size corresponding to the second level at a high speed in accordance with the change of the high-speed level of the drive signal. In addition, the dimension corresponding to the first level changes rapidly to the dimension corresponding to the third level. First
The dimensional change corresponding to the second level and the dimensional change corresponding to the third level from the dimension corresponding to the level are opposite in direction to each other, such that when the dimension is enlarged, the dimension is reduced on the other side. Become.

【0028】超音波トランスデューサ322の寸法拡大
は正の音圧変化を生じ、寸法縮小は負の音圧変化を生じ
る。したがって、音圧が正負に変化する超音波すなわち
双極性の超音波が発生しそれが音場に送波される。
An increase in size of the ultrasonic transducer 322 causes a positive change in sound pressure, and a decrease in size causes a change in negative sound pressure. Therefore, an ultrasonic wave whose sound pressure changes positively or negatively, that is, a bipolar ultrasonic wave is generated and transmitted to the sound field.

【0029】適宜の波数の振動を行なわせた後に、駆動
信号のレベル下降部504により超音波トランスデュー
サ322の寸法をゆっくり元に戻す。レベル下降部50
4の信号変化が遅いことにより、超音波トランスデュー
サ322の寸法変化による音圧変動は生じない。
After oscillating at an appropriate wave number, the size of the ultrasonic transducer 322 is slowly returned to the original size by the level lowering section 504 of the drive signal. Level descending part 50
Since the change of the signal of No. 4 is slow, the sound pressure does not change due to the dimensional change of the ultrasonic transducer 322.

【0030】超音波トランスデューサ322の寸法を元
に戻した後に、エコーの受信を行なう。このとき、超音
波トランスデューサ322は受波エコーの強度に応じた
電気信号を発生する。電気信号は双極性のエコーに対応
して双極性の信号となる。トランジスタ348は、双極
性の電源電圧すなわち+VCCおよび−VEEが与えら
れていることにより双極性の入力信号に応答でき、入力
の電気信号に応じてコレクタ電圧を変化させる。この電
圧変化がキャパシタ342を通じて受信処理回路に入力
される。
After the size of the ultrasonic transducer 322 is returned to the original size, the echo is received. At this time, the ultrasonic transducer 322 generates an electric signal according to the intensity of the received echo. The electrical signal becomes a bipolar signal corresponding to the bipolar echo. Transistor 348 can respond to a bipolar input signal by being supplied with a bipolar power supply voltage, that is, + VCC and -VEE, and changes a collector voltage according to an input electric signal. This voltage change is input to the reception processing circuit through the capacitor 342.

【0031】以上は、超音波トランスデューサが1個の
場合、すなわちシングルチャンネル(single channel)の
超音波送受信装置の例であるが、複数の超音波トランス
デューサによりマルチチャンネル(multi-channel) のア
レイ(array) を構成したときは、各超音波トランスデュ
ーサごとに上記と同様な駆動手段および受信手段を設け
るようにすれば良い。その際、波形メモリは必ずしもチ
ャンネルごとに設ける必要はなく、全チャンネルまたは
適宜の複数のチャンネルに対して共通化するのが構成を
簡素化する点で好ましい。
The above is an example of a single ultrasonic transducer, that is, an example of a single-channel ultrasonic transmitting / receiving apparatus. However, a plurality of ultrasonic transducers are used to form a multi-channel array. ), The same driving means and receiving means as described above may be provided for each ultrasonic transducer. In this case, it is not always necessary to provide a waveform memory for each channel, and it is preferable to use a common waveform memory for all channels or a plurality of appropriate channels in terms of simplifying the configuration.

【0032】図3に、上記のような超音波送受信装置を
用いる超音波撮像装置のブロック図を示す。本装置は本
発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって
本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
FIG. 3 shows a block diagram of an ultrasonic imaging apparatus using the above-described ultrasonic transmitting / receiving apparatus. This device is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the device of the present invention is shown by the configuration of the present device.

【0033】図3に示すように、本装置は、超音波プロ
ーブ2(probe) を有する。超音波プローブ2は、図1に
示した超音波トランスデューサ322を複数個用いて構
成したマルチチャンネルのアレイを有する。アレイをな
す複数の超音波トランスデューサ322は、例えば前方
に張り出した円弧に沿って1次元的に配列される。すな
わち、超音波プローブ2はコンベックスプローブ(conve
x probe)となる。超音波プローブ2は、操作者により被
検体4に当接されて使用される。
As shown in FIG. 3, the present apparatus has an ultrasonic probe 2 (probe). The ultrasonic probe 2 has a multi-channel array configured by using a plurality of the ultrasonic transducers 322 shown in FIG. The plurality of ultrasonic transducers 322 forming an array are one-dimensionally arranged, for example, along an arc that protrudes forward. That is, the ultrasonic probe 2 is a convex probe.
x probe). The ultrasonic probe 2 is used in contact with the subject 4 by an operator.

【0034】超音波プローブ2は送受信部6に接続され
ている。送受信部6は、超音波プローブ2に駆動信号を
与えて被検体4内に超音波を送波させるようになってい
る。送受信部6は、また、超音波プローブ2が受波した
被検体4からのエコー信号を受信するようになってい
る。超音波プローブ2と送受信部6からなる部分は、図
1に示した構成を例えばチャンネルごとに有する。
The ultrasonic probe 2 is connected to the transmission / reception unit 6. The transmission / reception unit 6 transmits a driving signal to the ultrasonic probe 2 to transmit ultrasonic waves into the subject 4. The transmitting and receiving unit 6 also receives an echo signal from the subject 4 that the ultrasonic probe 2 has received. The portion including the ultrasonic probe 2 and the transmission / reception unit 6 has the configuration shown in FIG. 1 for each channel, for example.

【0035】超音波プローブ2および送受信部6によっ
て、例えば図4に示すような走査が行なわれる。同図に
示すように、放射点200から発する音線202が円弧
204上を移動することにより、扇面状の2次元領域2
06が走査され、いわゆるコンベックススキャンが行な
われる。音線202を超音波の送波方向(z方向)とは
反対方向に延長したとき、全ての音線が一点208で交
わるようになっている。点208は全ての音線の発散点
となる。
The ultrasonic probe 2 and the transmission / reception unit 6 perform scanning, for example, as shown in FIG. As shown in the figure, a sound ray 202 emitted from a radiation point 200 moves on a circular arc 204, thereby forming a fan-shaped two-dimensional area 2.
06 is scanned, so-called convex scan is performed. When the sound ray 202 is extended in the direction opposite to the ultrasonic wave transmission direction (z direction), all the sound rays intersect at one point 208. Point 208 is a divergence point of all sound rays.

【0036】送受信部6はBモード(mode)処理部10お
よびドップラ(Doppler) 処理部12に接続されている。
送受信部6から出力される音線毎のエコー受信信号は、
Bモード処理部10およびドップラ処理部12に入力さ
れる。
The transmitting / receiving section 6 is connected to a B-mode (mode) processing section 10 and a Doppler processing section 12.
The echo reception signal for each sound ray output from the transmission / reception unit 6 is:
It is input to the B-mode processing unit 10 and the Doppler processing unit 12.

【0037】Bモード処理部10はBモード画像データ
を形成するものである。Bモード処理部10は、図5に
示すように対数増幅回路102と包絡線検波回路104
を備えている。Bモード処理部10は、対数増幅回路1
02でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波回路1
04で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコー
の強度を表す信号、すなわちAスコープ(scope) 信号を
得て、このAスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝
度値として、Bモード画像データを形成するようになっ
ている。
The B-mode processing section 10 forms B-mode image data. The B-mode processing unit 10 includes a logarithmic amplifier circuit 102 and an envelope detection circuit 104 as shown in FIG.
It has. The B-mode processing unit 10 includes a logarithmic amplifier 1
02, the echo reception signal is logarithmically amplified, and the envelope detection circuit 1
At 04, a signal representing the intensity of the echo at each reflection point on the sound ray by performing envelope detection, that is, an A-scope signal is obtained. Mode image data is formed.

【0038】ドップラ処理部12はドップラ画像データ
を形成するものである。ドップラ処理部12は、図6に
示すように直交検波回路120、MTIフィルタ(movin
g target indication filter) 122、自己相関回路1
24、平均流速演算回路126、分散演算回路128お
よびパワー演算回路130を備えている。
The Doppler processing section 12 forms Doppler image data. The Doppler processing unit 12 includes a quadrature detection circuit 120 and an MTI filter (movin filter) as shown in FIG.
g target indication filter) 122, autocorrelation circuit 1
24, an average flow velocity operation circuit 126, a dispersion operation circuit 128, and a power operation circuit 130.

【0039】ドップラ処理部12は、直交検波回路12
0でエコー受信信号を直交検波し、MTIフィルタ12
2でMTI処理し、自己相関回路124で自己相関演算
を行い、平均流速演算回路126で自己相関演算結果か
ら平均流速を求め、分散演算回路128で自己相関演算
結果から流速の分散を求め、パワー演算回路130で自
己相関演算結果からドプラ信号のパワーを求めるように
なっている。
The Doppler processing unit 12 includes a quadrature detection circuit 12
0, the echo reception signal is subjected to quadrature detection, and the MTI filter 12
2, an autocorrelation circuit 124 performs an autocorrelation operation, an average flow velocity operation circuit 126 obtains an average flow velocity from the autocorrelation operation result, and a dispersion operation circuit 128 obtains a variance of the flow velocity from the autocorrelation operation result. The arithmetic circuit 130 obtains the power of the Doppler signal from the autocorrelation operation result.

【0040】これによって、被検体4内の血流等の平均
流速とその分散およびドプラ信号のパワーを表すそれぞ
れのデータ、すなわち、ドップラ画像データが音線毎に
得られる。なお、流速は音線方向の成分として得られ
る。流れの方向は、近づく方向と遠ざかる方向とが区別
される。
As a result, respective data representing the average flow velocity of the blood flow and the like in the subject 4 and the variance thereof and the power of the Doppler signal, that is, Doppler image data, are obtained for each sound ray. The flow velocity is obtained as a component in the sound ray direction. The direction of the flow is distinguished between a direction approaching and a direction away from it.

【0041】Bモード処理部10およびドップラ処理部
12は画像処理部14に接続されている。画像処理部1
4は、Bモード処理部10およびドップラ処理部12か
らそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれBモ
ード画像およびドップラ画像を生成するものである。
The B-mode processing unit 10 and the Doppler processing unit 12 are connected to an image processing unit 14. Image processing unit 1
Reference numeral 4 is for generating a B-mode image and a Doppler image based on data input from the B-mode processing unit 10 and the Doppler processing unit 12, respectively.

【0042】画像処理部14は、図7に示すように、バ
ス(bus) 140によって接続された音線データメモリ(d
ata memory) 142、ディジタル・スキャンコンバータ
(digital scan converter)144、画像メモリ146お
よび画像処理プロセッサ(prosessor) 148を備えてい
る。
As shown in FIG. 7, the image processing unit 14 includes a sound ray data memory (d) connected by a bus 140.
ata memory) 142, digital scan converter
(digital scan converter) 144, an image memory 146, and an image processor 148.

【0043】Bモード処理部10およびドップラ処理部
12から音線毎に入力されたBモード画像データおよび
ドップラ画像データは、音線データメモリ142にそれ
ぞれ記憶される。音線データメモリ142内には音線デ
ータ空間が形成される。
The B-mode image data and the Doppler image data input from the B-mode processing unit 10 and the Doppler processing unit 12 for each sound ray are stored in the sound ray data memory 142, respectively. A sound ray data space is formed in the sound ray data memory 142.

【0044】ディジタル・スキャンコンバータ144
は、走査変換により音線データ空間のデータを物理空間
のデータに変換するものである。ディジタル・スキャン
コンバータ144によって変換された画像データは、画
像メモリ146に記憶される。すなわち、画像メモリ1
46は物理空間の画像データを記憶する。画像処理プロ
セッサ148は、音線データメモリ142および画像メ
モリ146のデータについてそれぞれ適宜のデータ処理
を施す。
Digital Scan Converter 144
Is for converting data in a sound ray data space into data in a physical space by scan conversion. The image data converted by the digital scan converter 144 is stored in the image memory 146. That is, the image memory 1
Reference numeral 46 stores image data of the physical space. The image processor 148 performs appropriate data processing on the data in the sound ray data memory 142 and the image memory 146, respectively.

【0045】画像処理部14には表示部16が接続され
ている。表示部16は、画像処理部14から画像信号が
与えられ、それに基づいて画像を表示するようになって
いる。なお、表示部16は、カラー(color)画像が表示
可能なものとなっている。
The display unit 16 is connected to the image processing unit 14. The display unit 16 is provided with an image signal from the image processing unit 14 and displays an image based on the image signal. The display section 16 is capable of displaying a color image.

【0046】以上の送受信部6、Bモード処理部10、
ドップラ処理部12、画像処理部14および表示部16
は制御部18に接続されている。制御部18は、それら
各部に制御信号を与えてその動作を制御するようになっ
ている。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力
されるようになっている。
The transmitting / receiving unit 6, the B-mode processing unit 10,
Doppler processing unit 12, image processing unit 14, and display unit 16
Is connected to the control unit 18. The control unit 18 supplies a control signal to each unit to control its operation. Also, various notification signals are input from each of the controlled units.

【0047】制御部18の制御の下で、Bモード動作お
よびドップラモード動作が実行される。制御部18には
操作部20が接続されている。操作部20は操作者によ
って操作され、制御部18に所望の指令や情報を入力す
るようになっている。操作部20は、例えばキーボード
(keyboard)やその他の操作具を備えた操作パネル(pane
l) で構成される。
Under the control of the controller 18, the B mode operation and the Doppler mode operation are executed. An operation unit 20 is connected to the control unit 18. The operation unit 20 is operated by an operator, and inputs desired commands and information to the control unit 18. The operation unit 20 is, for example, a keyboard
(panel) with (keyboard) and other operating tools
l)

【0048】このように構成された本装置において、送
受信部6により前述のように単極性の駆動信号により双
極性の超音波が送波される。したがって、そのエコーに
基づいて画像を生成することにより、超音波の周波数ス
ペクトラムの直流成分およびその近傍の低周波成分に影
響されない画質の良好な画像を得ることができる。
In the thus constructed apparatus, the transmitting / receiving unit 6 transmits the bipolar ultrasonic wave by the unipolar driving signal as described above. Therefore, by generating an image based on the echo, it is possible to obtain an image with good image quality that is not affected by the DC component of the ultrasonic frequency spectrum and low-frequency components in the vicinity thereof.

【0049】なお、超音波ビームの送波と受波は、それ
ぞれ専用の超音波トランスデューサアレイで行なうよう
にしても良い。その場合、送波用の超音波トランスデュ
ーサの駆動は、上げ下することなしに一定に保ったレベ
ルを中心とし、その上下に高周波でレベルが交代する駆
動信号により行なうようにしても良い。これは、駆動制
御部を簡素化する点で好ましい。
The transmission and reception of the ultrasonic beam may be performed by dedicated ultrasonic transducer arrays. In this case, the ultrasonic transducer for transmitting waves may be driven by a drive signal whose level is centered at a constant level without raising and lowering, and whose level alternates at a high frequency above and below the level. This is preferable in that the drive control unit is simplified.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、単極性の駆動によって双極性の超音波を送波する
超音波トランスデューサ駆動方法および装置、並びに、
そのような超音波トランスデューサ駆動装置を備えた超
音波撮像装置を実現することができる。
As described above in detail, according to the present invention, a method and an apparatus for driving an ultrasonic transducer for transmitting a bipolar ultrasonic wave by a unipolar drive, and
An ultrasonic imaging device including such an ultrasonic transducer driving device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の一例の装置における駆動
信号の一例の波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating an example of a driving signal in the device according to an embodiment of the present invention;

【図3】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の一例の装置による音線走
査の概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram of sound ray scanning performed by the apparatus according to an embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態の一例の装置におけるBモ
ード処理部のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a B-mode processing unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図6】本発明の実施の形態の一例の装置におけるドッ
プラ処理部のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a Doppler processing unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図7】本発明の実施の形態の一例の装置における画像
処理部のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of an image processing unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

300 波形メモリ 302 コントローラ 304 D/A変換器 306 リニアパワーアンプ 322 超音波トランスデューサ 500 レベル上昇部 502 レベル交代部 504 レベル下降部 2 超音波プローブ 4被検体 6 送受信部 10 Bモード処理部 12 ドップラ処理部 14 画像処理部 16 表示部 18 制御部 20 操作部 Reference Signs List 300 Waveform memory 302 Controller 304 D / A converter 306 Linear power amplifier 322 Ultrasonic transducer 500 Level rising section 502 Level changing section 504 Level falling section 2 Ultrasonic probe 4 Subject 6 Transmitting / receiving section 10 B mode processing section 12 Doppler processing section 14 image processing unit 16 display unit 18 control unit 20 operation unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単極性の駆動信号により超音波トランス
デューサを駆動する超音波トランスデューサ駆動方法で
あって、 前記単極性の駆動信号のレベルを、第1のレベルを基準
とし相対的に高レベルの第2のレベルと相対的に低レベ
ルの第3のレベルとの間で交代させる、ことを特徴とす
る超音波トランスデューサ駆動方法。
1. An ultrasonic transducer driving method for driving an ultrasonic transducer by a unipolar driving signal, wherein the level of the unipolar driving signal is relatively high with respect to a first level. 2. A method for driving an ultrasonic transducer, comprising: alternating between a second level and a third level which is relatively low.
【請求項2】 単極性の駆動信号により超音波トランス
デューサを駆動する超音波トランスデューサ駆動装置で
あって、 第1のレベルを基準とし相対的に高レベルの第2のレベ
ルと相対的に低レベルの第3のレベルとの間でレベルが
交代する単極性の駆動信号により前記超音波トランスデ
ューサを駆動する駆動手段、を具備することを特徴とす
る超音波トランスデューサ駆動装置。
2. An ultrasonic transducer driving device for driving an ultrasonic transducer by a unipolar driving signal, comprising: a second level having a relatively high level and a relatively low level having a first level as a reference. An ultrasonic transducer driving device, comprising: driving means for driving the ultrasonic transducer by a unipolar driving signal whose level alternates with a third level.
【請求項3】 超音波トランスデューサを単極性の駆動
信号で駆動して超音波を送波し、エコー受信信号に基づ
いて画像を生成する超音波撮像装置であって、 第1のレベルを基準とし相対的に高レベルの第2のレベ
ルと相対的に低レベルの第3のレベルとの間でレベルが
交代する単極性の駆動信号により前記超音波トランスデ
ューサを駆動する駆動手段、を具備することを特徴とす
る超音波撮像装置。
3. An ultrasonic imaging apparatus which drives an ultrasonic transducer with a unipolar drive signal to transmit ultrasonic waves and generates an image based on an echo reception signal, wherein the first level is used as a reference. Driving means for driving the ultrasonic transducer by a unipolar driving signal whose level alternates between a relatively high level second level and a relatively low level third level. An ultrasonic imaging apparatus characterized by the following.
JP2989398A 1998-02-12 1998-02-12 Ultrasonic wave transducer driving method and device, and ultrasonic image pickup device Pending JPH11226010A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005120359A1 (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Olympus Corporation Ultrasonic probe and ultrasonographic device
JP2008043721A (en) * 2006-07-18 2008-02-28 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic system
WO2009153844A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-23 パナソニック株式会社 Ultrasonographic device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005120359A1 (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Olympus Corporation Ultrasonic probe and ultrasonographic device
US7883466B2 (en) 2004-06-11 2011-02-08 Olympus Corporation Ultrasonic probe apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2008043721A (en) * 2006-07-18 2008-02-28 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic system
WO2009153844A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-23 パナソニック株式会社 Ultrasonographic device

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