JPS58195551A - 超音波診断装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波探触子を使用した超音波診断装置に関す
るものである。

一般に、電子走査型超音波探触子としては、リア走査型
とセクタ走査型が知られているが、最近では、第１図に
示すように、複数個の圧電振動子群１ｏをその音波放射
面１６が走査方向の両端部から中央部に向って漸次外方
に突出するように配列され、かつその前面に、音速が被
検体１３より遅く、かつ音響インピーダンスが被検体１
３の音響インピーダンスと略等しい音響レンズ１２を形
成した探触子が提案され、これを従来のリニア走査型診
断装置の場合と同様に電子走査し、台形状の超音波断層
像を得る超音波診断装置が提案されている（日超医第３
９回］１１４演論文集３９−Ｃ−６６）。

この構成の探触子では、電子走査によって順次切替えら
れる一群の圧電振動子１１から出た音波は音響レンズ１
２から被検体１３に入射するときに外側に屈折する念め
、結果として、被検頭載を拡大することができ、また音
響レンズ１２により被検体１３との接触面をほぼ平面に
できるため被検体１３との密着性が曳くなり邸好な画像
が得られる。

しかしながら、このような構造の探触子においては、第
１図に示すように、例えば中心部を通過する音波１４と
端部を通過する音波１５では音響レンズ１２内での伝播
距離が異なることにより、音波減衰に差違を生じ、中心
部にくらべて端部に向かう方向で送受信感度が低下して
しまい、画面全体に亘る均一な画像が得七九ない。これ
を補正する手段として各走査線表１、兜ごとに送受信感
度を制御する方法を本出願人は、提案している。これは
、探触子の走査位置の中央、塵から両端に向って、レ４ ７ズ減衰の変化を補正するために、電子走査で選択され
た圧電振動子群１１よりなる音響アパーチャ内の圧電振
動子に印加する電ｒｉ：、ａび被検体１３からの反射信
号の受信感度を第２図ａに示すように漸次増加させるこ
とによって、走査方向に関係なくほぼ同一レベルの総合
感度を実現できるものである。この場合の各走査線に対
応する各音響アパーチャ内の複数個の圧電振動子に印加
する電子及び受信感度は、アパーチャの中心における「
ピ電振動子から出た音波のレンズ減衰を補正するように
決定されるため、アパーチャ内の各圧電振動子には第２
図すに示すように同一レベルの重下及び受信感度が設定
されている。しかしながらここのような方法では端部に
近づくに従って音響アパーチャ内での各圧電振動子から
出た音波のレズ内伝播距離の差が拡大するため、端部か
ら放射される超音波ビームは中心部に比べて拡大され、
走査方向に対する分解能、の低下をきたし、画像の劣化
を＋１１１ 生じせしめる原因、４なる。例えば、第３図にこの場合
の放射超音波ビ、−ム分布の例を示す。これによると、
実線ムで示ｊ中心部の一１０ｄＢ及び　　　　　　　覧
−２０ｄＢのビーム指向性は約２．ｅＰ、７．２°であ
るに対し、点線Ｂで示す両端部でのビーム指向性ばそれ
ぞれ４．６°、９．２°となり、約８０％、３０％広が
り、両端部に近づくにつれ分解能が低下することが明ら
かである。

本発明はこのような間頭点に鑑みてなされたもので、各
アパーチャ内の各圧電振動子に印加する電子又は受信感
度を、各々の圧電振動子から放射された音波のレンズ減
衰を考虞して逐一補正することにより、各走査位置に無
関係に同一の総合受信感度及び超音波ビーム形状を実現
して、全画面において均質な画像を得ることのできる超
音波診断装置を提供することを目的とするものである。

以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第４図は本発明の一実施例を示す診断装置全体の構成図
である。制＠部４０１は送受信系の電子走査制御と装置
全体の制御を行うものである。送信器４０３と受信増幅
部４０７は音響ア・ζ−チャ（Ｅ電振動子群）内の独立
した圧電振動子の数だけ、またはそれ以下の個数用意さ
れる。送信器４０３は電子走在煩に、探触子４０４のそ
れぞれの音響アパーチャ内の各圧電振動子の送信器１−
Ｅを制御する送信補正回路４０２によって制御されてい
る。一方、受信増幅器４０７も、送信の場合と同様に、
各電子走査順にそれぞれの音響アパーチャ内の各圧電振
動子からの受信信号の増幅率を受信補正回路４０６から
の制御信号によって変化させることができる。このよう
にして得た信号を加算器４０８で加算混合した後信号処
理器４０９で処理１２、表示モニタ４１０に表示する。

第５図ａは、本実施例における探触子の各アパーチャ内
の各圧電振動子への印加電子分布を示すものである。す
なわち、アパーチャ内の各圧電振動子への印加屯田は、
それら１圧電振動子から放射される音波の減衰を各々補
ＩＥするために音響レンズのｌｒ７さに芯じて図に示す
ように変化させる。従って、本実施例では探触子４０４
内に配列されている各１Ｆ電振動子に対応して、それぞ
れへの印加屯田が第５図すに示すように定められること
になる。

このように送信重下を補正した場合の効果を、第６図を
用いて説明する、実線人で示す中心部からの放射超音波
ビーム分布は一１０ｄＢ、−２０ｄＢのレベルにおいて
それぞれ約２．６°、７．２°と、第３図に示した場合
と同じであるが、点線Ｂで示す両画部では約２．８°、
７．２°と従来例に土べ極めて狭くなり、はぼ中心部と
変らない超音波ビーム指向性が得られる。このことは、
水平分解能がほぼ同一円周上においては等しくなること
を示し、従来に比べて断層像の周辺部の分解能向上を図
れることを示している。なお、第６図は送信、又は受信
だけの分解能に関するものである。一方、受信増幅器に
おける動作は第５図＆、ｂに示した曲線と同様に、探触
子内に配列された各圧電振動子に対応して受信感度を定
めるよう、、！する。即ち、周辺部は超音波の音響レン
ズ内のｉ播距離が長いため１、′： 音響レンズ内の超音波ビームを補正する高い受信、：１
・・、１ 感度に設定し、中央部は受信感度を低くしている。

従って、送信及び受信の両方に音響レンズの超音波減衰
相当分の補正をかけた場合には、得られる総合の超音波
ビームの指向性は第６図に示した指向性の２乗の効果が
生じ、−２０ｄＢでほぼ２．６°、−４０（ＩＢで７．
２°となり、極めて分解能の良い均一な超音波ビームが
得られる。

以上の実施例では、送信及び受信の両方に補正回路を設
けた例を示したが、送信だけまたは受信だけに補正回路
を設けても従来より分解能が向上するこ七は言うまでも
ない。

また、以上の実施例では、探触子内の各圧電振動子にそ
れぞれ対応した補正を加えた例を示したが、Ｑ路を簡単
にするために、数個の圧電振動子を−ＲＹとして、それ
ぞれのＩｔ′￥に対応した補正を加えることも効果があ
ることは容易に類推できる。

第７図は本発明の他の実施例を示すブロック図であって
、この場合の補正は、第２図ａ、ｂに示したような走査
線方局の全体的な補正と、音響ア・： パーチャ内の各圧電振動子の補正を組合せたもの□、ｌ
。

である。従って、図に示すように各圧電振動子の補正を
行う送信補正回路７０２と受信補正回路ア０６の他に、
送信走査方向補正回路７１１と受命士査方向補正回路７
１２を組み合せている。この場合に得られる効果ば第１
の実施例で示した効果の池に送信補正回路７０２と受信
補正回路７０６の補正変化幅が小さくなるため回路系が
簡単になる長所がある。

以上に示した実施例においては、凸形に配列された圧電
振動子列と凹型音響レンズよりなる探触子について説明
したが、本発明はこの例に限ることなく、平面状に配列
された子宝振動子列と凹型音響レンズ、或いは音速が被
検体より早い音響伝播媒質でつくられる凸型音響レンズ
からなる探触子においても有効であり、走査方向に厚み
の異なる音響伝播媒質を用いた音響レンズを有する電子
走査型超音波探触子によって断層像を得る超音波診断装
置に対し七適用できる。　　　′以上説明してきたよう
に、本発明によれば、順次選択走査される各ＩＦ電電動
動子群内おいて、これを構成する圧電振動子に対して、
音波伝搬媒質の厚みの相違による音波減衰を補正する手
段を有しているため、超音波探触子の走査方向の全体に
わたって均一な超音波ビーム指向性が得られて水平分解
能が均一になり、断層像の周辺部の分解能の向−トを図
って画像の品質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波探触子の構造を示す概略図、第２図ａ、
ｂは本出願人が提案している超音波診断装置を説明する
印加重下分布図、第３図は同装置の音波ビーム分布図、
第４図は本発明の一実施例における超音波診断装置を示
すブロック図、第５図ａ、ｂは同実施例の印加電子分布
図、第６図は同実鴇６例の音波ビーム分布図、第７図は
本発明の他の実施例を示すブロック図である。 １ｏ・・・・・圧電振動子列、１１・・・・・・電子走
査で選択された圧電振動子列、１２・・・・・・音響レ
ンズ、１３・・・・・被検体、１４．１５・・・・・・
超音波ビーム、１６・・・・・・音波放射面、４０１・
・・・・・制御部、４０２゜７０２・・・・・送信補正
回路、４０３・・・・・・送信器、４０７・・・・・・
受信増幅器、４０４・・・・・・探触子、４０５・・・
・・・超音波ビーム、４０６．７０６・・・・・・受信
補正回路、４０Ｂ・・・・・・加算器、４ｏ９・・・・
・・信号処理部、４１０・・・・・表示モニタ、７１１
・・・・・送信走査方向補正回路、７１２・・・・・受
信走査方向補正回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名、、
、゛ 第１図 ／／　　　ｌθ 第２図 （ｂ） 第３図 才旨　　旬　　角　Ａ乏 第４図 第５図 （の 捏触ｊシ圧電娠動ｊ番号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の圧電振動子が配列されてなる音波放射面
   上に、音速が被検体内の音速とは異なり、音響インピー
   ダンスが前記被検体の音響インピーダンスと略同−であ
   る音波伝搬媒質を、音波の伝播方向の厚さが前記田型振
   動子の走査方向において異なるように形成された超音波
   探触子と、所定個の前記圧電振動子からなる複数個の圧
   電振動子群を順次選択走査して、前記被検体内に超音波
   を送信すると共に前記被検体内からの反射エコー信号を
   受信する手段と、前記各圧電振動子群において、前記圧
   電振動子から放射される音波が通過する前記音波伝搬媒
   質の厚みの相違による音波減衰を、前記圧電振動子に対
   して補正する手段とを備えたことを特徴とする超音波診
   断装置。
2. （２）補正する手段が、各圧電振動子に加える送信型（
   １）を変化させる手段からなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の超音波診断装置。
3. （３）補正する手段が、各圧電振動子に対応する受信感
   度を高める手段からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の超音波診断装置。