JPS58157454A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPS58157454A JPS58157454A JP57041523A JP4152382A JPS58157454A JP S58157454 A JPS58157454 A JP S58157454A JP 57041523 A JP57041523 A JP 57041523A JP 4152382 A JP4152382 A JP 4152382A JP S58157454 A JPS58157454 A JP S58157454A
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- ultrasonic transducer
- transducers
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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
- G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
- G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
- G01S15/8922—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being concentric or annular
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
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- G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、診断のための医療機器の技術分野に属し、
詳しくは、被検体に発射した超音波のエコーを受信して
被検体の断層像を構成し、これを表示する超音波診断装
置の技術分野に属する０〔発明の技術的背景およびその
問題点〕従来の超音波診断装置では、館１図（６）Ｋ示
すように、同心円状に配列したＮ個の円環状の各振動子
に所定の遅延時間を与えてこれを位相制御することによ
り超音波ビームを集束する０たとえば、第１図（Ａ）に
示すように、超音波ビームを所望の焦点Ｆｏに集束させ
る場合、円環の中心Ｏかも距離Ｘの点にある振動子に与
えるべき遅延時間ｔｘ （以下、これを理想的遅延時間
という。）は、第１式で与えられる。
詳しくは、被検体に発射した超音波のエコーを受信して
被検体の断層像を構成し、これを表示する超音波診断装
置の技術分野に属する０〔発明の技術的背景およびその
問題点〕従来の超音波診断装置では、館１図（６）Ｋ示
すように、同心円状に配列したＮ個の円環状の各振動子
に所定の遅延時間を与えてこれを位相制御することによ
り超音波ビームを集束する０たとえば、第１図（Ａ）に
示すように、超音波ビームを所望の焦点Ｆｏに集束させ
る場合、円環の中心Ｏかも距離Ｘの点にある振動子に与
えるべき遅延時間ｔｘ （以下、これを理想的遅延時間
という。）は、第１式で与えられる。
（友だし、Ｃは超音波伝播媒質中における音速であ夛、
６は最外側に位置する円環状振動子の外周半径で参る。
６は最外側に位置する円環状振動子の外周半径で参る。
）
すなわち、第１式によると、思想的遅延時間１．は、距
離Ｘの連続関数となって−る。ところが、実際上は、振
動子である各円環は一定の＠を有して−るので、第１図
（ｋ）に示すような階段上Ｏ遅延時間を与えざるｔ得ず
、サイドロープの発生が問題となる０そこで、振動子で
ある各円環の輻をできるだけ小さくするととくよ）、近
似的ＫＭｉｌＢ的遅嬌時間ｔｘｔ実現することとなるｏ
しかしながら、最外側の円環状振動子の外周牛径ｇｔ一
定にした場合、振動子＠を小さくすればする程、振動子
数Ｎが増加し、これによって装置全体が大規模となる不
都合を生ずる。
離Ｘの連続関数となって−る。ところが、実際上は、振
動子である各円環は一定の＠を有して−るので、第１図
（ｋ）に示すような階段上Ｏ遅延時間を与えざるｔ得ず
、サイドロープの発生が問題となる０そこで、振動子で
ある各円環の輻をできるだけ小さくするととくよ）、近
似的ＫＭｉｌＢ的遅嬌時間ｔｘｔ実現することとなるｏ
しかしながら、最外側の円環状振動子の外周牛径ｇｔ一
定にした場合、振動子＠を小さくすればする程、振動子
数Ｎが増加し、これによって装置全体が大規模となる不
都合を生ずる。
この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、サイ
ドロープを実用上無視し得る程度に抑制した超音波診断
装置を提供することを目的とするものである。
ドロープを実用上無視し得る程度に抑制した超音波診断
装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するためのこの発ｔＩＡの概要は、複数
個の超音波振動子と所定の遅延時間をもって各超音波振
動子を励振するパルサとを具備する超音波診断装置にお
いて、全体として平面円盤状をなすように環状の複数個
の超音波振動子を同心円状に配列すると共に、少なくと
も２個の超音波振動子の超音波発射面の面積を互いに同
一にし、所定の遅延時間ｔもって励振場れる超音波振動
子群を具備することｔｌＩ＃黴とするものである・〔発
明の実施例〕 第２図に示すように１この発明の第１の実施例に係る超
音波診断装置は、全体として平面円盤状をなすようＫＮ
＠０環状の超音波振動千鳥＃ Ｂｍ・・・ＢＬｌ 、
Ｂ番・・・ＢＮを同心円状に配列し、環状の各超音波振
動子Ｂ１． Ｂ、・・・Ｂ、−１，Ｂｔ・・・ｈは第（
２）式を満足すると共に１所定の遅延時間【もって励振
される超音波振動子群１【少なくとも具備する◎匂−（
、Ｖン１ｇＮ ・・・・・・（２）ただしα龜＜ Ｆａ
かつＦｏ／＠番〉６（なお、匂は中心に位置する超音波
振動千鳥から数えて１番目に位置する超音波線動子１ｈ
の外周半径であり、Ａ’は整数である０） また、各超音波振動千鳥・・・Ｂｗ を励振する際の遅
延時間ｔ１は、たとえば第（３）式および第（４）式を
満足することｔ−要する。
個の超音波振動子と所定の遅延時間をもって各超音波振
動子を励振するパルサとを具備する超音波診断装置にお
いて、全体として平面円盤状をなすように環状の複数個
の超音波振動子を同心円状に配列すると共に、少なくと
も２個の超音波振動子の超音波発射面の面積を互いに同
一にし、所定の遅延時間ｔもって励振場れる超音波振動
子群を具備することｔｌＩ＃黴とするものである・〔発
明の実施例〕 第２図に示すように１この発明の第１の実施例に係る超
音波診断装置は、全体として平面円盤状をなすようＫＮ
＠０環状の超音波振動千鳥＃ Ｂｍ・・・ＢＬｌ 、
Ｂ番・・・ＢＮを同心円状に配列し、環状の各超音波振
動子Ｂ１． Ｂ、・・・Ｂ、−１，Ｂｔ・・・ｈは第（
２）式を満足すると共に１所定の遅延時間【もって励振
される超音波振動子群１【少なくとも具備する◎匂−（
、Ｖン１ｇＮ ・・・・・・（２）ただしα龜＜ Ｆａ
かつＦｏ／＠番〉６（なお、匂は中心に位置する超音波
振動千鳥から数えて１番目に位置する超音波線動子１ｈ
の外周半径であり、Ａ’は整数である０） また、各超音波振動千鳥・・・Ｂｗ を励振する際の遅
延時間ｔ１は、たとえば第（３）式および第（４）式を
満足することｔ−要する。
ｔ、−ぐ（Ｊτ云玉ｉＥ−霞）９丁） 叩−（３）（た
だし、Ｊｃｌは、超音波振動子群１の中心Ｏかもの距離
であり、ａト１≦Ｊｌ≦＠１の条件を満するものである
。） 超音波振動子群１【以上のように構成すると、各超音波
振動子病・・・ＢＮ上での各遅延時間誤差を最小にする
ことができ、さらに各連通時間誤差管間−にすることが
できるので、これに起因するナイドロープを低減するこ
とができる。
だし、Ｊｃｌは、超音波振動子群１の中心Ｏかもの距離
であり、ａト１≦Ｊｌ≦＠１の条件を満するものである
。） 超音波振動子群１【以上のように構成すると、各超音波
振動子病・・・ＢＮ上での各遅延時間誤差を最小にする
ことができ、さらに各連通時間誤差管間−にすることが
できるので、これに起因するナイドロープを低減するこ
とができる。
前記第（２）式から第（４）式までを満足するように超
音波振動子群１を構成するとナイドロープを低減し得る
ことは、以下のように理論的に裏付けることができる。
音波振動子群１を構成するとナイドロープを低減し得る
ことは、以下のように理論的に裏付けることができる。
第２図において、焦点ＦｏＫ超音波ビームが集束するよ
うに超音波振動子１番を励振する際の遅延時間ｔｉは、
第（５）式で示される。
うに超音波振動子１番を励振する際の遅延時間ｔｉは、
第（５）式で示される。
そして、超音波振動子１ｈの円環上での遅延時間誤差ε
ｉ／ｄ、第（６）式て示される。
ｉ／ｄ、第（６）式て示される。
ａ＆のＪｌｉに関する最小値を求めると、ｄａＬ／ｄｘ
＊−Ｑよシ、 のとき、Ｃ１の最小値＠ｉ、１ｌｌｌ＆は鮪（８）式で
与えられる。
＊−Ｑよシ、 のとき、Ｃ１の最小値＠ｉ、１ｌｌｌ＆は鮪（８）式で
与えられる。
すなわち、第（８）式によると％’ｊ−１１＠ｊが決定
できれば、中心Ｏからｓｉｌ目の超音波振動子Ｂｉの円
環上での遅延時間誤差・ｉは、菖（７）式で与えられる
Ｘ−」１を用いて菖（５）式で与えられる連通時間１１
１もって超音波振動子１ｈ ｆ励振すると、最小となる
。
できれば、中心Ｏからｓｉｌ目の超音波振動子Ｂｉの円
環上での遅延時間誤差・ｉは、菖（７）式で与えられる
Ｘ−」１を用いて菖（５）式で与えられる連通時間１１
１もって超音波振動子１ｈ ｆ励振すると、最小となる
。
そこで、次にａＬｔ決定する０ことで、円環状の各超音
波振動子Ｅ、・・・Ｂｙの幅がそれぞれ等しいと、遅延
時間誤差ａｉは、中心Ｏよりも遠くに位置する円環状の
超音波振動子はど大きくなる。全ての超音波振動子から
発する超音波の位相を制御して、焦点Ｆｏにおいて全超
音波振動子から発された超音波の位相を一致させること
によシ超音波を集束させることから、各超音波振動子に
おける遅延時間誤差りが異なることは不都合である。そ
こで、匂の決定に際し、最小遅延時間誤差り１１Ｉｉ％
は全て等しいとの第（９）式で示す条件【設ける。
波振動子Ｅ、・・・Ｂｙの幅がそれぞれ等しいと、遅延
時間誤差ａｉは、中心Ｏよりも遠くに位置する円環状の
超音波振動子はど大きくなる。全ての超音波振動子から
発する超音波の位相を制御して、焦点Ｆｏにおいて全超
音波振動子から発された超音波の位相を一致させること
によシ超音波を集束させることから、各超音波振動子に
おける遅延時間誤差りが異なることは不都合である。そ
こで、匂の決定に際し、最小遅延時間誤差り１１Ｉｉ％
は全て等しいとの第（９）式で示す条件【設ける。
ＫＬ−１，ＭｇＥｌｌｓ″ｍｉ、＊ｉ＊ −” （９
）そして、＠（９）式を満たす匂を決定することＫｎる
のであるが、この演算は％ ’ｌ１ｅｌｌＢ−，、！−
が与えられたときに、・１についての６次方程式を解く
困難な問題となる０そこで、通常、焦点Ｆｅは匂に比し
て十分に大きいＣＰｏ ＞ ａｉ）ので１、／””ｔ＊
ｉ−−一４９へ１＋±（εミル）１ なる近似を行なう
と、前記第（６）式は、次の館員式で与えられることＫ
なる。
）そして、＠（９）式を満たす匂を決定することＫｎる
のであるが、この演算は％ ’ｌ１ｅｌｌＢ−，、！−
が与えられたときに、・１についての６次方程式を解く
困難な問題となる０そこで、通常、焦点Ｆｅは匂に比し
て十分に大きいＣＰｏ ＞ ａｉ）ので１、／””ｔ＊
ｉ−−一４９へ１＋±（εミル）１ なる近似を行なう
と、前記第（６）式は、次の館員式で与えられることＫ
なる。
” ”” ｄｌ ２ｚ、’−２（ｇ＝−、”＋ｇｉＪ）
ｘｉ”＋ｍｉ−、’十ｇｊ’ ）・・・・・・ａ・ また、最小遅延時間誤差＠ｉ、＊＠ｓも、次の第もり式
で与えられる。
ｘｉ”＋ｍｉ−、’十ｇｊ’ ）・・・・・・ａ・ また、最小遅延時間誤差＠ｉ、＊＠ｓも、次の第もり式
で与えられる。
さらに１第（９）式で示される条件によると、菖６劾式
から第０４式が得られる。
から第０４式が得られる。
Ｈ（ａｉ−ｉ” −町り” ＝ ６，７１．ｓ （６ｉ
”−６ｇ−１−ｔ”）”第αり式の意味するところは、
各円環状の超音波振動子それぞれは、互いにその面積が
等しいことである。したがって、最外側に位置する超音
波振動子ＢＮの円環外周１１Ｍ１ｔ用いて、１ｔは第Ｉ
式のように示すことができる０ 第（【４式を用いると、各超音波振動子の各円環上での
遅延時間誤差りが等しく、ｇｉ＜ＦＯが成立するとき、
最小遅延時間誤差＠ｉ、組ルは近似的に第０４式で示さ
れ、このときのｘｔ０組ルは第（Ａｓ式で示されるＯ”
”’＝ｄ”’ ””” ” したがって、第１式を満足するように、つま〕、円環状
の各超音波振動子Ｂ１・・・ＢＮの円ｍ面積を互いに同
一となるようにし％ ｊｌ（３）式中の町のかわ）に第
ＯＳ式のｘｈｌｌｌｊ＊ を代入して得られる遅延時間
ｇｉ金もりて各超音波振動子を励振すると、各超音波振
動子の各円環上での遅延時間−差ａｔ を最小にするこ
とができ、また、各超音波振動子の連通時間誤差れそれ
ぞれを同一にすることができるので、サイドロープ會実
用上差しつかえない程度Ｋｍで低減することができる０ 以上のような近似計算により、＠ｉｔ求めても実用上差
しつかえないことは、嬉３図に示すように、Ｆｔｐ／ａ
ｉ ＞ ３のときに６次方程式の解ｇｉと近似解−一と
の差が１−以下となることからも明らかであるＯに勢し
い円盤状の超音波振動子群ＹＫ比してサイドロープを抑
制することができることは、第４ｊｌｌに示すグラフか
らも明らかであるｏｔお、超音波振動子群ＸＫおける各
超音波振動子の外周生得は、ＩＩｇ＝ ４． Ｏ■、ｇ
、ｇ ５．７ ａｍ、町＝ １Ｑ−ａ＝、匂−＆１■、
ｇ’ｓ ＝９−であｐ、超音波振動子群ＹＫおける各超
音波振動子の外周半径は、ａｌ−１８−１Ｓｌ＝５６簡
、す＝５．４■、＠ａ＝ ７２ｍ、匂＝９−である〇 以上、この発明の一実施例について詳述したが、この発
明は前記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で適宜に変更して実施することができる。
”−６ｇ−１−ｔ”）”第αり式の意味するところは、
各円環状の超音波振動子それぞれは、互いにその面積が
等しいことである。したがって、最外側に位置する超音
波振動子ＢＮの円環外周１１Ｍ１ｔ用いて、１ｔは第Ｉ
式のように示すことができる０ 第（【４式を用いると、各超音波振動子の各円環上での
遅延時間誤差りが等しく、ｇｉ＜ＦＯが成立するとき、
最小遅延時間誤差＠ｉ、組ルは近似的に第０４式で示さ
れ、このときのｘｔ０組ルは第（Ａｓ式で示されるＯ”
”’＝ｄ”’ ””” ” したがって、第１式を満足するように、つま〕、円環状
の各超音波振動子Ｂ１・・・ＢＮの円ｍ面積を互いに同
一となるようにし％ ｊｌ（３）式中の町のかわ）に第
ＯＳ式のｘｈｌｌｌｊ＊ を代入して得られる遅延時間
ｇｉ金もりて各超音波振動子を励振すると、各超音波振
動子の各円環上での遅延時間−差ａｔ を最小にするこ
とができ、また、各超音波振動子の連通時間誤差れそれ
ぞれを同一にすることができるので、サイドロープ會実
用上差しつかえない程度Ｋｍで低減することができる０ 以上のような近似計算により、＠ｉｔ求めても実用上差
しつかえないことは、嬉３図に示すように、Ｆｔｐ／ａ
ｉ ＞ ３のときに６次方程式の解ｇｉと近似解−一と
の差が１−以下となることからも明らかであるＯに勢し
い円盤状の超音波振動子群ＹＫ比してサイドロープを抑
制することができることは、第４ｊｌｌに示すグラフか
らも明らかであるｏｔお、超音波振動子群ＸＫおける各
超音波振動子の外周生得は、ＩＩｇ＝ ４． Ｏ■、ｇ
、ｇ ５．７ ａｍ、町＝ １Ｑ−ａ＝、匂−＆１■、
ｇ’ｓ ＝９−であｐ、超音波振動子群ＹＫおける各超
音波振動子の外周半径は、ａｌ−１８−１Ｓｌ＝５６簡
、す＝５．４■、＠ａ＝ ７２ｍ、匂＝９−である〇 以上、この発明の一実施例について詳述したが、この発
明は前記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で適宜に変更して実施することができる。
前記第１の実施例においては、平面円盤状の超音波振動
子群を＃１成する円環状の各超音波振動子の面積は、互
いに同一であったが、第２の実施例として、第５図（ａ
）Ｋ示すように、円環状の超音波振動子ＣＩ、・・・Ｃ
ａｔ同心円状に配列すると共に、各超音波振動子Ｃ１・
・・ＣＩの超音波発射面積を互いに同一にし友第１の超
音波振動子ブロック２と、１ｓ１の超音波振動子ブロッ
ク２の外側に円環状の超音波振動子Ｃ６・・・Ｃｓｔ同
心８状に配列すると共に、各超音波振動子Ｃ・・・・Ｃ
−の超音波発射面積を互いに同一にし、しかも、その面
積を第１の超音波振動子ブロック２における各超音波振
動子の面積よ１も木キくシた第２の超音波振動子ブロッ
ク３とｔ具備し、第１の超音波振動子ブロック２または
第１および第２の超音波振動子ブロック２．３ｔ−所定
の遅蝙時間をもって励振するように構成し九平面円盤状
の超音波振動子群１を有する超音波診断装置が挙げられ
る。
子群を＃１成する円環状の各超音波振動子の面積は、互
いに同一であったが、第２の実施例として、第５図（ａ
）Ｋ示すように、円環状の超音波振動子ＣＩ、・・・Ｃ
ａｔ同心円状に配列すると共に、各超音波振動子Ｃ１・
・・ＣＩの超音波発射面積を互いに同一にし友第１の超
音波振動子ブロック２と、１ｓ１の超音波振動子ブロッ
ク２の外側に円環状の超音波振動子Ｃ６・・・Ｃｓｔ同
心８状に配列すると共に、各超音波振動子Ｃ・・・・Ｃ
−の超音波発射面積を互いに同一にし、しかも、その面
積を第１の超音波振動子ブロック２における各超音波振
動子の面積よ１も木キくシた第２の超音波振動子ブロッ
ク３とｔ具備し、第１の超音波振動子ブロック２または
第１および第２の超音波振動子ブロック２．３ｔ−所定
の遅蝙時間をもって励振するように構成し九平面円盤状
の超音波振動子群１を有する超音波診断装置が挙げられ
る。
ｊＩ２の実施例のように超音波振動子群１を構成すると
、超音波発射面の口径を可変することによる焦点Ｆａの
可変においても、超音波のサイドロープを抑制すること
ができる。
、超音波発射面の口径を可変することによる焦点Ｆａの
可変においても、超音波のサイドロープを抑制すること
ができる。
このことは、以下のようにして理解することがで龜る〇
第０４弐によると、匂＜ Ｐａ Ｏ範囲内でＦｏ を小
さくしていくと、ａｂ＊ｉ＊はＦｅの３乗に比例して増
大するため近距離に超音波ビームを集束させると、サイ
ドロープが急激に増加する◎し九がって、このサイドは
−ブ【抑制するためには、最外側の円環状超音波振動子
の外周半径・ｗｔ小さくするか、超音波振動子の総数Ｎ
ｔ−大きくしなければなら４い。また、超音波発射面の
口径を同一にしたま鷹ＦＯｔ小８くしていくと、超音波
ビームのビーム幅が狭くなるが、ビーム幅の狭ｉ領域が
短かくなってしまうので、一般に超音波発射面の口径を
可変にしている０つまり、近距離に超音波ビームを集束
させる場合、超音波発射面の口径を小さく切シ換えてい
る。その場合、サイドロープを低減するためには、口径
金小さくしても駆動する超音波振動子数を減らさないの
が望ましい。しかしながら、第α謙式によると、口径會
小さくした場合、超音波振動子数Ｎを減らさないと、円
環状の超音波振動子幅（ａｉ−αｔ−１）がきわめて小
さくなって、製造技術上の難点を生ずる。そこで、製造
技術上、可変する各口径における最小の超音波振動子幅
１一定にするという条件管設けておく。
さくしていくと、ａｂ＊ｉ＊はＦｅの３乗に比例して増
大するため近距離に超音波ビームを集束させると、サイ
ドロープが急激に増加する◎し九がって、このサイドは
−ブ【抑制するためには、最外側の円環状超音波振動子
の外周半径・ｗｔ小さくするか、超音波振動子の総数Ｎ
ｔ−大きくしなければなら４い。また、超音波発射面の
口径を同一にしたま鷹ＦＯｔ小８くしていくと、超音波
ビームのビーム幅が狭くなるが、ビーム幅の狭ｉ領域が
短かくなってしまうので、一般に超音波発射面の口径を
可変にしている０つまり、近距離に超音波ビームを集束
させる場合、超音波発射面の口径を小さく切シ換えてい
る。その場合、サイドロープを低減するためには、口径
金小さくしても駆動する超音波振動子数を減らさないの
が望ましい。しかしながら、第α謙式によると、口径會
小さくした場合、超音波振動子数Ｎを減らさないと、円
環状の超音波振動子幅（ａｉ−αｔ−１）がきわめて小
さくなって、製造技術上の難点を生ずる。そこで、製造
技術上、可変する各口径における最小の超音波振動子幅
１一定にするという条件管設けておく。
次いで、可変口径、可変焦点ｆＭ段行ない、ノ゛段目の
口径、 ａ（７）とし、その口径にて焦点り°０【Ｆ）
、ｍｉｎからＦ）’、ｚｎａｘまで時間的に移動させる
場合について述べる。
口径、 ａ（７）とし、その口径にて焦点り°０【Ｆ）
、ｍｉｎからＦ）’、ｚｎａｘまで時間的に移動させる
場合について述べる。
最大口径の場合、最外側に位置する超音波振動子の円環
の外周半径ｔ、 ｊｔ）とすると、最小の超音波振動子
幅Ｗｗｎｉルは、第（１０式で与えられる。
の外周半径ｔ、 ｊｔ）とすると、最小の超音波振動子
幅Ｗｗｎｉルは、第（１０式で与えられる。
ａ（ｓ） −ａ”） ＝ Ｆｍ１ｓ ””
ａ（ＧｌＮ１−１ 薬（一式より、値数Ｎ１は第αη式で与えられる。
ａ（ＧｌＮ１−１ 薬（一式より、値数Ｎ１は第αη式で与えられる。
（ただし、Ｎ１は〔〕内のａｔ−四捨五入した整数であ
る。） したがって、第（１３式によ〕各超音波振動子の円環の
外周半径らは、第α樽式で与えられる。
る。） したがって、第（１３式によ〕各超音波振動子の円環の
外周半径らは、第α樽式で与えられる。
これによシ各円環上の遅延時間誤差らは全て勢しく、第
α４式よｐ となる◎ 友だし、！１ｘｉ＊ ＠ Ｆ１≦Ｆ１．ｗｉａａｅであ
）、Ｆｌ−Ｆｉｓ ＩＩＩ ｍのとき、匂、層積は最大
となる。これ以上Ｆｘ’を小さくすゐと、ナイドロープ
が大きくなるので、口ｉ 、（１）ｃ ＜−（”））と
し、焦点’ｔＦｍ（＜Ｆｘ）とする。すなわち、最大口
径から一段小さな口＠ ＷＳ＞とするのであり、その場
合の超音波振動子の外周半径ａｉは、第（２）式で与え
られる。
α４式よｐ となる◎ 友だし、！１ｘｉ＊ ＠ Ｆ１≦Ｆ１．ｗｉａａｅであ
）、Ｆｌ−Ｆｉｓ ＩＩＩ ｍのとき、匂、層積は最大
となる。これ以上Ｆｘ’を小さくすゐと、ナイドロープ
が大きくなるので、口ｉ 、（１）ｃ ＜−（”））と
し、焦点’ｔＦｍ（＜Ｆｘ）とする。すなわち、最大口
径から一段小さな口＠ ＷＳ＞とするのであり、その場
合の超音波振動子の外周半径ａｉは、第（２）式で与え
られる。
ｇＬ−（七）＊ 、（ｓ） ・・・・・・働ただしノ
＄）＜６＜ 、（ｓ） Ｎ２も同様に第０１式で与えられる０ このとき、Ｎ１個の超音波振動子のうち外周半径が、（
ｍ）より小さいものの個数ｔＮ１ｒとすると、外側から
数えてＮｌ −Ｎ１ｒ ＋ Ｎ２個の超音波振動子の半
径を求めることができる。以下、同様にして、第（至）
式で与えられる合計Ｎ個の超音波振動子の半径【求める
ことがで龜る〇 次に、遅延時間の与え方について述べる０先ず、口径が
ｊｔ）の場合には、Ｎ＠の超音波振動子全部に、異なる
遅延時間が与えられて駆動あゐいは受信される。すなわ
ち、半径＠ｉが１（３）≦６ｉ≦ノ１）である円環の超
音波振動子については、遅延時間ｔｉは第（２）式で与
えられる。
＄）＜６＜ 、（ｓ） Ｎ２も同様に第０１式で与えられる０ このとき、Ｎ１個の超音波振動子のうち外周半径が、（
ｍ）より小さいものの個数ｔＮ１ｒとすると、外側から
数えてＮｌ −Ｎ１ｒ ＋ Ｎ２個の超音波振動子の半
径を求めることができる。以下、同様にして、第（至）
式で与えられる合計Ｎ個の超音波振動子の半径【求める
ことがで龜る〇 次に、遅延時間の与え方について述べる０先ず、口径が
ｊｔ）の場合には、Ｎ＠の超音波振動子全部に、異なる
遅延時間が与えられて駆動あゐいは受信される。すなわ
ち、半径＠ｉが１（３）≦６ｉ≦ノ１）である円環の超
音波振動子については、遅延時間ｔｉは第（２）式で与
えられる。
ただし、ＪＦｉは第α５式よ）５
、、 ： （（６−１）、、ｉ−）” 、（ｔ） 、
、、、、、 ＠２ Ｎ。
、、、、、 ＠２ Ｎ。
となる０同様に、半径匂が、０−ｈ）≦ｍｌ≦＠０）で
ある円環の超音波振動子にりｉては、遅延時間ｔｉは第
（財）式で与えられる口 友だし、 である。
ある円環の超音波振動子にりｉては、遅延時間ｔｉは第
（財）式で与えられる口 友だし、 である。
次に、口径が、（１）の場合には、Ｃ（３）≦６１≦ノ
１）なる半径を有する円環の超音波振動子は送信も受信
もせず、それら超音波振動子を除い友残シのＮ −（＃
１−ｊＶ１ｒ）個の超音波振動子だけが送受信管行なう
０このとき、ａＯ＋ｘ）≦１１≦Ｊ）なる半径を有する
円環の超音波振動子についての遅延時間ｔ、は第（至）
式で与えられる。
１）なる半径を有する円環の超音波振動子は送信も受信
もせず、それら超音波振動子を除い友残シのＮ −（＃
１−ｊＶ１ｒ）個の超音波振動子だけが送受信管行なう
０このとき、ａＯ＋ｘ）≦１１≦Ｊ）なる半径を有する
円環の超音波振動子についての遅延時間ｔ、は第（至）
式で与えられる。
ただし、”ｌは第（ハ）式で与えられる。
以下同様にして、一般に、ノ段目の可変口径、可変集束
を行なうには、半径１１がεｉ≦、（７）なる円環の超
音波振動子が励振され、遅延時間は５、（１＋ １ ）
≦αｉ≦α（イ）（≦α（７）） である半径の円環
の超音波振動子に対し、第（５）式で与えられる。
を行なうには、半径１１がεｉ≦、（７）なる円環の超
音波振動子が励振され、遅延時間は５、（１＋ １ ）
≦αｉ≦α（イ）（≦α（７）） である半径の円環
の超音波振動子に対し、第（５）式で与えられる。
ただし、
である。
以上のようにして、Ｍ段の可変口径、可変集束を行なう
際の超音波振動子の選択、各超音波振動子の遅延時間が
求められる。
際の超音波振動子の選択、各超音波振動子の遅延時間が
求められる。
さらに、２段の可変口径、可変集束を行なった場合と口
１ｉｉｔ可変せずに可変集束を行なつ友場合との比較を
第６図に示す０２段の可変口径、可変集束を行なう場合
、第５図（番）Ｋ示すように、良とえば、第２の超音波
振動子ブロック３を形成する各超音波振動子の外周半径
は、その外側から、、（１）＝１２−５α（１）＝ Ｉ
Ｑ、９５−１−４ω−９，８−１町（１）−＆４９
ｍｌ、、（ｘ）−６，９３＝であり、ｊｌｌの超音波振
動子ブーツク２ｔ−形成する各超音波振動子の外周半径
は、その外側から１．（ｍ） −１，９■、ａノ諺）＝
５．９８＝１．、ｈ） ＝ ４゜８８ ａｍ −ａｔ”
）−五４５ ｍである・そして、口径が１２■のとき、
８０〜１８０−の範囲で焦点を可変し、８０■よりも近
距艙で焦点を可変するときは、口径ｔ６−に可変する・
可変口径を行なわずに可変集束を行なう場合、第５図（
ｈ）に示すように１各超音波振動子の外周半径は、その
外側から、１．（凰）＝１２■、ｇ、（”）＝１０．９
５＝。
１ｉｉｔ可変せずに可変集束を行なつ友場合との比較を
第６図に示す０２段の可変口径、可変集束を行なう場合
、第５図（番）Ｋ示すように、良とえば、第２の超音波
振動子ブロック３を形成する各超音波振動子の外周半径
は、その外側から、、（１）＝１２−５α（１）＝ Ｉ
Ｑ、９５−１−４ω−９，８−１町（１）−＆４９
ｍｌ、、（ｘ）−６，９３＝であり、ｊｌｌの超音波振
動子ブーツク２ｔ−形成する各超音波振動子の外周半径
は、その外側から１．（ｍ） −１，９■、ａノ諺）＝
５．９８＝１．、ｈ） ＝ ４゜８８ ａｍ −ａｔ”
）−五４５ ｍである・そして、口径が１２■のとき、
８０〜１８０−の範囲で焦点を可変し、８０■よりも近
距艙で焦点を可変するときは、口径ｔ６−に可変する・
可変口径を行なわずに可変集束を行なう場合、第５図（
ｈ）に示すように１各超音波振動子の外周半径は、その
外側から、１．（凰）＝１２■、ｇ、（”）＝１０．９
５＝。
１に、（ｔ） ＝ ９Ｂ−１ｃＬ哩＝ ８．４９＝、ｇ
、（”）−６，９３ｍ、Ｃ１（ｓ） −４，９雪である
。第６図に示すように、第２の超音波振動子ブロック６
と館１の超音波振動子ブロック２とで２段の可変口径、
可変集束を行なった場合（第６図中のＥ）は、口径を可
変せずに可変集束を行なった場合（第６図中のＪＰ）
Ｋ対して、常にサイドロープが抑制されている。
、（”）−６，９３ｍ、Ｃ１（ｓ） −４，９雪である
。第６図に示すように、第２の超音波振動子ブロック６
と館１の超音波振動子ブロック２とで２段の可変口径、
可変集束を行なった場合（第６図中のＥ）は、口径を可
変せずに可変集束を行なった場合（第６図中のＪＰ）
Ｋ対して、常にサイドロープが抑制されている。
この発明によると、平面円盤状の超音波振動子ｉｔ−形
成する円環、状の各超音波振動子の超音波発射面積全互
いに同一にしており、各超音波振動子に所定の遅延時間
で励振するので、サイドロープの抑制を図ることができ
る。また、平面円盤状の超音波振動子群を複数のブロッ
クに分割し、各ブロックを形成する円環状の各超音波振
動子の超音波発射面を互いに同一にしているので、可変
口狐可変焦点を行なった場合でもサイドロープを抑制す
ることができる。
成する円環、状の各超音波振動子の超音波発射面積全互
いに同一にしており、各超音波振動子に所定の遅延時間
で励振するので、サイドロープの抑制を図ることができ
る。また、平面円盤状の超音波振動子群を複数のブロッ
クに分割し、各ブロックを形成する円環状の各超音波振
動子の超音波発射面を互いに同一にしているので、可変
口狐可変焦点を行なった場合でもサイドロープを抑制す
ることができる。
ｊｌｌ［←）は従来の超音波診断装置における環状の超
音波振動子を示す平面図、１Ｅ１１１（Ａ）は前記超音
波振動子に与える遅延時間を示すためのｗｉ明図、１８
２図はこの発明の実施１１に、おける超音波振動子を示
す平面図、＃Ｉ３図はＦ＃／＠ｌと６−の近似誤差との
関係を示す説明図、菖４図は方位方向距離と音圧との関
係を示す説明図、菖５図（１）はこの発明の他の実施例
における超音波振動子を示す平面図、ｊ１５図（ｈ）は
、ｌＩ５図←）に示す超音波振動子の最外側外周と同一
の最外側外周を有すると共に各超音波振動子の超音波発
射面Ｏ面積が互いに同一である超音波振動子を示す平面
図、８６図は焦点と遍延時間誤差とＯ関係を示す説ｉｔ
ｑ図であるＯＥ、 、 Ｂ、・・・Ｂ計重、 Ｉｈ・・
・ｈ・・・超音波ｌ１ｔＩｋ子、’１ ｐ ”ｌ・・・
・・・Ｃ９・・・超音＃ＩＬｆｉＩ動子、 １・・・
超音＃ＩＬ振―子群、 ２・・・菖１の超音波振動子プ
ロッタ、 ６・・・菖２の超音波振動子ブロック０ （０） Ｍ”２ Ｎ＝６．Ｎｔｒ＝２ 図 （ｂ） ”’ ””＊Ｎｔｒ＝Ｑ
音波振動子を示す平面図、１Ｅ１１１（Ａ）は前記超音
波振動子に与える遅延時間を示すためのｗｉ明図、１８
２図はこの発明の実施１１に、おける超音波振動子を示
す平面図、＃Ｉ３図はＦ＃／＠ｌと６−の近似誤差との
関係を示す説明図、菖４図は方位方向距離と音圧との関
係を示す説明図、菖５図（１）はこの発明の他の実施例
における超音波振動子を示す平面図、ｊ１５図（ｈ）は
、ｌＩ５図←）に示す超音波振動子の最外側外周と同一
の最外側外周を有すると共に各超音波振動子の超音波発
射面Ｏ面積が互いに同一である超音波振動子を示す平面
図、８６図は焦点と遍延時間誤差とＯ関係を示す説ｉｔ
ｑ図であるＯＥ、 、 Ｂ、・・・Ｂ計重、 Ｉｈ・・
・ｈ・・・超音波ｌ１ｔＩｋ子、’１ ｐ ”ｌ・・・
・・・Ｃ９・・・超音＃ＩＬｆｉＩ動子、 １・・・
超音＃ＩＬ振―子群、 ２・・・菖１の超音波振動子プ
ロッタ、 ６・・・菖２の超音波振動子ブロック０ （０） Ｍ”２ Ｎ＝６．Ｎｔｒ＝２ 図 （ｂ） ”’ ””＊Ｎｔｒ＝Ｑ
Claims (3)
- （１） 複数個の超音波振動子と所定の遅延時間をも
って各超音波振動子を励振するバルブと【具備する超音
波診断装置において、全体として平面円盤状管なすよう
ＫＱ状の複数個の超音波振動子を同心円状に配列すると
共に、少なくとも２個の超音波振動子の超音波発射面の
面積を亙いに同一にし、所定の遅延時間ｔもって励振さ
れる超音波振動子＊１具備することｔ％黴とする超音波
診断装置〇 - （２） 前記複数個の超音波振動子全ての超音波発射
面の面積が互ｖｈｋ同一であること１＊徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の超音波診断装置。 - （３）前記複数個の超音＃ＩＬ振動子が値数の超音波振
動子毎にプａツク分けされ、各プロッタを構成する複数
の超音波振動子の超音波発射面ｏｒａ積が互いに同一で
Ｔｏシ、内側のブロックを構成する超音波振動子の超音
波発射面の面積が、外側のブロックを構成する超音波振
動子の超音波発射面の面積よシ小さいことｔ特徴とする
特許請求の範囲第１項にＷｉ２賊の超音波診断装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041523A JPS58157454A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 超音波診断装置 |
| US06/460,941 US4487073A (en) | 1982-03-15 | 1983-01-25 | Ultrasonic system |
| AU12159/83A AU552513B2 (en) | 1982-03-15 | 1983-03-08 | Ultrasonic imaging |
| DE3308637A DE3308637C2 (de) | 1982-03-15 | 1983-03-11 | Ultraschallgeberanordnung mit ringförmigen Schallgebern |
| NLAANVRAGE8300909,A NL184182C (nl) | 1982-03-15 | 1983-03-14 | Ultrasone generatorinrichting. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041523A JPS58157454A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157454A true JPS58157454A (ja) | 1983-09-19 |
| JPH0121982B2 JPH0121982B2 (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=12610741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041523A Granted JPS58157454A (ja) | 1982-03-15 | 1982-03-15 | 超音波診断装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4487073A (ja) |
| JP (1) | JPS58157454A (ja) |
| AU (1) | AU552513B2 (ja) |
| DE (1) | DE3308637C2 (ja) |
| NL (1) | NL184182C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135032A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-18 | 株式会社東芝 | 超音波プロ−ブ |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3302886C2 (de) * | 1983-01-28 | 1985-06-20 | Dieter Dipl.-Ing. 6652 Bexbach Kiefer | Entfernungsmeßgerät |
| US4537074A (en) * | 1983-09-12 | 1985-08-27 | Technicare Corporation | Annular array ultrasonic transducers |
| FR2578998A1 (fr) * | 1985-03-18 | 1986-09-19 | Ngeh Toong See | Dispositif pour obtenir les effets du doppler pulse en n'utilisant que le doppler continu |
| US4662223A (en) * | 1985-10-31 | 1987-05-05 | General Electric Company | Method and means for steering phased array scanner in ultrasound imaging system |
| US4815047A (en) * | 1986-06-20 | 1989-03-21 | Hewlett-Packard Company | Synthetic focus annular array transducer |
| DE3732131A1 (de) * | 1987-09-24 | 1989-04-06 | Wolf Gmbh Richard | Fokussierender ultraschallwandler |
| US4949259A (en) * | 1987-10-29 | 1990-08-14 | Hewlett-Packard Company | Delay coefficient generator for accumulators |
| JP2777197B2 (ja) * | 1989-06-13 | 1998-07-16 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| DE4032357C1 (ja) * | 1990-10-12 | 1992-02-20 | Dornier Medizintechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De | |
| US5301674A (en) * | 1992-03-27 | 1994-04-12 | Diasonics, Inc. | Method and apparatus for focusing transmission and reception of ultrasonic beams |
| FR2773459B1 (fr) * | 1998-01-12 | 2000-04-14 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'exploration et de visualisation de tissus d'origine humaine ou animale a partir d'une sonde ultrasonore a haute frequence |
| DE102011053942A1 (de) | 2011-09-26 | 2013-03-28 | Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh | Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings hoher Materialstärke mittels Ultraschall, die Verwendung eines Prüfkopfs zur Ausführung des Verfahrens, ein Ultraschallprüfkopf, eine Ansteuereinheit für einen Ultraschallprüfkopf und eine Vorrichtung für die zerstörungsfreie Prüfung eines Prüflings hoher Materialstärke mittels Ultraschall |
| DE102012220811A1 (de) * | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Intelligendt Systems & Services Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Ultraschallprüfung eines Bauteils mit einer Einschlüsse oder Hohlräume aufweisenden Zwischenlage |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555688A (en) * | 1978-05-24 | 1980-01-16 | Gen Electric | Ultrasoniccwave image formation device that use circular transducer |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4011750A (en) * | 1973-06-06 | 1977-03-15 | The Commonwealth Of Australia Care Of The Secretary Department Of Health | Method and apparatus for ultrasonic examination of objects |
| FR2252580B1 (ja) * | 1973-11-22 | 1980-02-22 | Realisations Ultrasoniques Sa | |
| US4242913A (en) * | 1977-12-12 | 1981-01-06 | Rca Corporation | Acoustic variable focal length lens assembly |
| US4169385A (en) * | 1978-02-21 | 1979-10-02 | Picker Corporation | Frequency synthesizer apparatus and method in ultrasonic imaging |
| US4307613A (en) * | 1979-06-14 | 1981-12-29 | University Of Connecticut | Electronically focused ultrasonic transmitter |
-
1982
- 1982-03-15 JP JP57041523A patent/JPS58157454A/ja active Granted
-
1983
- 1983-01-25 US US06/460,941 patent/US4487073A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-03-08 AU AU12159/83A patent/AU552513B2/en not_active Ceased
- 1983-03-11 DE DE3308637A patent/DE3308637C2/de not_active Expired
- 1983-03-14 NL NLAANVRAGE8300909,A patent/NL184182C/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555688A (en) * | 1978-05-24 | 1980-01-16 | Gen Electric | Ultrasoniccwave image formation device that use circular transducer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135032A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-18 | 株式会社東芝 | 超音波プロ−ブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3308637A1 (de) | 1983-09-22 |
| NL184182B (nl) | 1988-12-01 |
| NL184182C (nl) | 1989-05-01 |
| DE3308637C2 (de) | 1985-11-07 |
| NL8300909A (nl) | 1983-10-03 |
| AU552513B2 (en) | 1986-06-05 |
| JPH0121982B2 (ja) | 1989-04-24 |
| AU1215983A (en) | 1983-09-22 |
| US4487073A (en) | 1984-12-11 |
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