JPS5886145A - 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】 この発−は電子リニアスキャン式の超音波診断装置に係
夛、轡に、その電子フォーカスのための遅延回路に関す
る。

一般に、電子すニアスキャン式の超音波診断装置におい
ては、超音波プローブは１００個前後の超音波振動子を
有し、指向性を強くするために、複数個（たとえば８個
）の超音波振動子が同時に選択されゐ。トリｆパルスが
複数の遅延回路を介してそれぞれ所定時間連通された後
、複数の送信回路にそれぞれ供給される。送信回路の出
力駆動・臂ルスがマルチプレクサを介して複数の超音波
振動子にそれぞれ供給され、超音波ノｌルスが送信され
る。ここで、通常は同時に連続した複数個の超音波振動
子が選択され、選択される振動子は順次１つ変化する。

そして遅延回路は遅延時間に差をもりていて、選択され
る振動子のうち中央のものほど遅延時間が長く、両端の
ものほど短くなるようにマルチプレクサが振動子と送信
回路を接続する。これによシ、送信／４ルスの指向性は
選択された振動子の中央を通るｆＯ−ブの法線方向に電
子的にフォーカスされる。そして、生体からの反射波が
超音波振動子で受信されると、振動子が受信信号を出力
し、この信号が受信部のマルチプレクサ、複数の遅延回
路を介して加算回路に供給される。

受信部の遅延回路は送信部の遅延回路と対応していて、
複数の反射波の電子フォーカスが行なわれる。そして、
加算回路で一本の送信ノタルスに沿った画像信号が得ら
れ、送信パルスのリニアスキャンに応じて画像信号が表
示回路で表示され断層像が得られる。

ここで、断層像の画質は、分解能と、プローブの指向性
によシ決まる。画質を向上させるには分解能を嵐くすれ
ばよいが゛、このためには送信・臂ルスの高周波化と広
帯域化が必要である。

これは送信回路から出力される駆動・９ルスのノ譬ルス
幅を短くすることＫなるので、遅延回路の精度（コイル
とコンデンサの精度）を極めて高くする必要があシ、コ
ストが高くなる。また、サイドロープ會抑えるには振動
子の配列のピッチを小さくする必要があるが、これは振
動子の数の増加につながる。このとき、同じ指向性（開
口面積）を得るには、同時に選択される振動子を増やす
必要がある。このため、使用する遅延回路の数も増え、
コストがさらに高くなる。

さらに、送信ノ臂ルスの高周波化によっても、配列ピッ
チは小さくする必要があり、遅延回路の増加、コスト高
につながる。

この発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
改良され九低コストの遅延回路を有する超音波診断装置
を提供することをその目的とする。

以下、図面を参照して、この発明による超音波診断装置
の一実施例を説明する。第１図はそのプロ、り回路図で
ある。トリガパルス発生回路１０の出力信号がバッファ
１２、マツチング抵抗１４を介して遅延回路１６の一端
に供給される。遅延回路の他端はマ、チ／グ抵抗１１を
介して接地される。バッファ１２は高インピーダンスの
信号を低インピーダンスの信号に変換すゐインピーダン
ス変換器であり、エミッタフォロワ等でもよい。遅延回
路１６は両端間に直列に接続されたコイルＬ−１，Ｌ−
２，・・・。

Ｌ−ｊＮと、２個のコイルに並列に接続される＊ヤノ譬
シＩＣ−１ｔｃ−！　、−、Ｃ−Ｎ１−１２個のコイル
の中点と接地間に接続されるキヤ・ｆシタとコイルの直
列回路８−ｘ、８−２．・・・。

８−Ｎｔ−有する８段構成である。遅延回路１６は各キ
ャノｆシタの接続点１．から夕、デが堆出され、り、デ
がそれぞれスイッチ１ｇ−１，１８−２゜・・・、１ｓ
−Ｎの可動接点に接続される。スイ。

チ１ｇ−１，ｌ１ｔ−１，・・・、１Ｂ−Ｎは連動して
切換えられる。スイッチ１１１−１．１８−１゜、・・
、１ａ−Ｈの第１固定接点がそれぞれバッファ等のイン
ピーダンス変換＠２０−１．２０−１゜・・・、１Ｏ−
Ｎｔ介して送信回路１１−１　。

２２−２．・・・、！！−ＮＫＩＩ続される。送信回路
２２−１．２２−２．・・・、２１−Ｎの出力端がマル
チプレクサ２４の−Ｉ１１＠に接続される。

マルチプレクサ２４の他端側はリニアアレイ状の超音波
振動子からなる超音波グローブＪｇＫ接続される。マル
チプレクサ２４の一端側は電流源回路１１１−１．１１
１−１．・・・、２ｇ−Ｎに接続される。マルチプレク
サ２４の一端がコンデンサ３０、抵抗３２を介してＮＰ
Ｎ型トランジスタ３４のエミ、りに接続される。トラン
ジスタ３４のエミ、りは抵抗３６を介して負電源端−ｖ
ｅｅに接続され、コレクタはスイッチ１８の第２固定接
点Ｋｉｌ続される。トランジスタ３４０ペースはコンデ
ンサ３８を介して接地されるとともに、抵抗、４０を介
して負電源端−ＶｅｃＫ接続され、抵抗４２を介して正
電源端ｖｃｅに接続される。遅延回路１６の一端は、ま
た、受信回路４４に接続される。

この実施例の動作を説明する。トリガパルス発生器１０
の出力トリガ１４ルスがバッファ１２で低インピーダン
スにされ、マツチング抵抗１４を介して遅延回路１６に
供給される。遅延回路１６の各夕、デの出力は入力端か
らの位置に応じて順次遅延時間が大きくなりている。送
信時はスイッチ１Ｂ−１，１８−２，・・・。

１８−Ｎは第１．固定接点１ｌｌＩＫ切換えられる。す
なわち、遅延回路１６の各タップの出力は、高インピー
ダンス（８ハ比が３９ｄＢの場合、特性インピーダンス
の３０ｄ１以上のインピーダンス）であるので、その出
力はパ、ファ１１０−１　。

２０−２．・・・、１０−Ｎをそれぞれ介して低インピ
ーダンスとされ、送信回路２２−１　。

ＸＺ−Ｘ、・・・、Ｒ２−ＮＫ供給される。送信回路２
２−１．１２−２．・・・、！！−Ｎはこの遅延トリガ
ノ譬ルスを増幅してマルチプレクサ２′４に供給すゐ。

通常、トリガノ譬ルスは一５Ｖ、送信回路の出力は一２
００Ｖ位である。マルチプレクサ２４は超音波プローブ
２６の超音波振動子の中の連続する所定側の振動子を同
時に選択し、仁の際、両端の振動子には最屯遅延時間の
小さい送信回路の出力を、中央の振動子には最も連通時
間の大きい送信回路の出力を供給する。

その結果、超音波プローブ２６から送信される超音波の
指向性が電子的にフォーカスされる。

これらの選択される振動子は各送信タイミング毎に１つ
変化し、リニアスキャンが行なわれる。

スイッチ１１１−１．１１−２．・・・、ＩＩＩ−Ｎは
送信が完了すると、第２固定接点側に切換えられる。そ
のため、送信超音波の生体からの反射波が！ローブ２ｅ
で受信され、各振動子からの受信信号が！ルチデレクサ
２４を介して送消時と対応する遅嬌線１６のタップに接
続された電流源回路２＃に供給される。電流源回路２８
において、）ランゾスタ３４はペース接地の増幅器を構
成するので、その出力インピーダンスド＜、タンス）と
なシ、通常、数ＭΩの高インピーダンスとなる。すなわ
ち、電流源回路２８もインピーダンス変換器として働く
。そのため、遅延回路１ｇの性能を損うことなく、受信
信号を遅延回路１６のタップに入力することができる。

とこで、電流源回路２８の電圧利得入、はＲ１（抵抗３
２の値）＞Ｒ言（抵抗３６の値）とす遅延回路１＃の特
性インピーダンス、ｈＩｂはペース接地の入力インピー
ダンス、ｈｔｂｌ’；１ペース−地の電流増幅率でＴｏ
ゐ。このとき、Ｒ１〉る。

遅延回路１６の各夕、ゾに入力された受信電流は遅延−
路ＩＣの出力端へ伝送される間に所定の遅延を受けると
ともに、加算される。そのため、遍Ｉ！回路１６の出力
信号は一方向の送信超音１ｍ１Ｋａりた画像情報を表わ
すことになシ、これを直１１に受信回路４４へ供給し、
断層偉として表示で寝る。このように、この実施例によ
れば、夕、デにインピーダンス変換器を接続して、信号
を高インピーダンスで入出力しているので遅延回路の性
能を損うことなく、１個の遅延回路から複数個の異なる
遅弧／臂ルス１＊シ出せ、かつ、１個の遅延回路に複数
の電流信号を供給し電流加算することができる。

この発明は上述し′＃−集施例に＠定されず、発明の要
旨を変えない範−で種々変更可能である。

たとえば、電流源回路Ｊ１としては、第２１１１１に示
すようにコンプリメンタリ型のペース接地トランジスタ
５０．５２を用いて屯よい。トランジスタ５０．５２の
エズ、りがそれぞれ抵抗１４、Ｉｇを介して電源端Ｖｌ
−ＶｅｃＫ１ｊｊ！続さＣ れる。マルチプレクサ２４の出力端がコンデンサ５８、
抵抗６ｏを介してトランジスタ５ｏの工５ツタに、また
、コンデンサ６２、抵抗６４を介してトランジスタ５２
の工ｉ、夕に接続される。電源端ｖＩ１．と−７１１１
間に抵抗６６、ＩＩＩ。

ｔｏ、ｒｚが直列Ｋｉｌ絖される。抵抗６６と６８の接
続点、抵抗７０と７２の接続点がトランジスタｉｏ、ｓ
ｘのペースにそれぞれ接続される。また、トランジスタ
５０．５２のペース間にコンデンサ’１４．７６が直列
に接続される。

抵抗６８，７０の接続点およびコンデンサ７４゜７６の
接続点がＩｇ地される。トランジスタ５ｏ。

５２の接続点がスイッチ１８の第２可動接点に接続され
る。ここで、抵抗５４，６０，６１７゜６８の抵抗値は
それぞれ抵抗５６，６４，７２゜７０の抵抗値と勢しい
。

この変形例においては、出力インピーダンス６０、ｆ；
４の抵抗値）となシ、出力インピーダンスは第１１１に
示す回路の半分に低下するが、電圧利得は３倍になる。

ｔた、バイアス電流がトランジスタ５０を通って５１に
流れるので、連通線１＃の方からバイアス電流を供給す
る必要がない。し九がって、バイアス電流による！、チ
ンダ抵抗１４．Ｉ’ｌの電圧降下がなく、出力電圧の―
作範ＩＩ（ダイナミ、クレンゾ）が狭くなる處れがない
。そのため、複数個の受信信号を逼砥加算するとき、出
力のダイナミックレンジが第１図に示す回路に比べると
バイアス電流に関係なく大きくとれる。また、トランジ
スタのコレクタ・エミッタ間電圧の変化がないため、動
作点が温度変化に対して比較的安定している。

以上説明したように、この発明によれば、インピーダン
ス変換器を介して受信電流を夕、ゾから供給することに
し１個の遅延回路で送受信のための電子フォーカスが行
なえる超音波診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１！ＩＩはこの発−κよる超音波診断装置の一実施例
のａｍ園、第２図はその中の電流源回路の変形例の回路
図である。 １０・・・送信トリガ発生器、１１・・・ノ奇，ファ、
１４、ＪＦ・・・▼，チンダ抵杭、１６・・・遅延回路
、２ｏ−ｘ，ｇｏ−ｚ，・・・、２０−Ｎ・・・パ，フ
ァ、１１−１，Ｉｌｌ−２，・・・、２２−Ｎ・・・送
信回路、２４・・・▼ルテデレクサ、２６・・・超音波
デローブ、ｊ　ＩＩ　−　１　、　Ｊ　＃　−　Ｊ　、
−、　Ｊ　＃　−　Ｎ　・・・電ａｍ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 遅延時間に対応した複数の高インピーダンスｍの夕、デ
   を有し供給されたトリガノ々ルスを各夕、デから各遍延
   時間後に出力する単一の遅延手段と、前記遅延手段の夕
   、デに接続され送信時に複９０１１１！）リガノ臂ルス
   を高インピーダンスで読取ｎ＊＊の超音波振動子にそれ
   ぞれ供給するインピーダンス変換手段と、前記遅延手段
   の夕、ｆに接続され受信時に複数の超音波振動子からの
   受信信号を高インピーダンスで夕。 ！へ供給する電流源手段とを真備し、遅延手段に供給さ
   れる受信信号が電流加算され画偉信号に変換される超音
   波診断装置。