JPS59108542A

JPS59108542A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPS59108542A
Application number: JP57218569A
Authority: JP
Inventors: 安東　欧太郎
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1984-06-23

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】ャンを行なう超音波診断装置に関する。

一般にアレー型探触子を用いる電子スキャン方式による
超音波診断装置では、探触子を複数の振動子エレメント
に分割し、各振動子を励振させるだめの送信・ぞルスに
各々異なる遅延を施すことによって放射された超音波ビ
ームの集束またはセクタ走査における偏向角の制御等を
行なっている。

このような電子スキャン方式では複数の振動子を用いて
超音波ビームを発生させている関係上、主ビームの他に
各振動子そレメントに与える送信パルスの遅延時間の量
子化による量子化サイドローブやグレーティングローブ
等のサイドローブが発生する。従って、被検査体内部、
またはその周辺部に強力なエコー反射部位が存在すると
、断層像中にサイドローブにより捕えた上記部位による
偽像が生じて、画質に悪影響を与えるという問題があっ
た。

本発明はかかる問題に対処すべく々されたものであシ、
その目的は振動子に印加する送信電圧に特定な分布関数
に基づいた重み付けを行なうことによりサイドローブを
抑制し、断層像の画質を向上させ得る超音波診断装置を
提供することにある。

て送信電圧が重み付けされるための制御プログラム等の
重み付は情報を記憶する記憶手段と、上記重み付は情報
に従って充電時間制御信号を出力する制御装置と、上記
充電時間制御信号に基づいて電源電圧の供給及び遮断を
行うスイッチ回路と、このスイッチ回路から供給される
電源電圧によって充電を行うとともにこの充電電圧を波
高値に持つ上記送信電圧を各振動子エレメントに印加す
る送信回路とを具備し、上記分布関数による１（み付け
が行われた送信電圧を各振動子エレメントに印加するこ
とにょシ、発生するサイドローブを抑制することを特徴
としている。

以下、第１図〜第５図に基づいて本実施例で為るリニア
電子スキャン型超音波診断装置について説明を行なう。

一般に、複数の振動子エレメントの配列から放射される
ビームの指向特性は各エレメントに印加する送信エネル
ギー又は得られた受信波にチェビシェフ関数形分布又は
ガウス関数形分布等の特定の分布関数に基づいた重み付
けを行なうことによってサイドローブが減少することが
知られている。

本実施例ではこのような特定の分布関数データやこのデ
ータに基づく重み付は手順等の重み付は情報を、予めＲ
ＯＭ等の記憶手段にプログラミングしておき、この情報
に基づいて送信電圧の重み付けを行なっている。

第１図は本装置の電気的構成を示すプロ、り図である。

第１図におい“て、探触子Ｊはアレー状に配列された複
数の振動子ニレメン）Ｚａ、Ｊｂ、・・・。

ＩＮから構成゛されておシ、各エレメントはマルチプレ
クサ２に接続されている。このマルチプレクサ２は送受
信に使用する一部の振動子エレメント群を順次選択する
ために設けられており、これら振動子エレメント群に送
信パルスを与える送信回路３８〜３Ｍおよ、び前置増幅
器４８〜４Ｍは遅延＃ｉ！５ａ〜５Ｍを介して受信加算
・送信分配回路６に接続されている。上記遅延線５ａ〜
５Ｍは、本例の如くリニア電子スキャン型では各送受信
信号にそれぞれ適切な遅延を与えてビームの集束および
微小角セクタを行なうだめのものである。

また、各送信回路３ａ〜３Ｍにはスイッチ回路７を介し
て高圧電源電圧ＶＨ（通常は数十〜数百■）が供給され
ている。さらにこのスイッチ回路は％ポート８に接続さ
れておシ、この％ポート８を介してＣＰＵ　９およびＲ
ＯＭ　１０がらの情報を受は取る。この北ポート８およ
びＣＰＵ　９にて制御装置を構成している。１１はデー
タバスである。

上記構成の装置において、いま送信トリガフ９ルスｓＴ
が受信加算・送信分配回路６に与えられると、この送信
トリガパルスＳＴは遅延線５１１〜５Ｍに分配され、各
遅延線に応じた遅延がなされた後、送信回路３ａ〜３Ｍ
へ入力される。送信回路３ａ〜３Ｍはこの遅延が施され
た送信トリガパルスＢｒ４　＝　Ｓ！ｒｇ　Ｉｃよって
、マルチプレクサ２に送信パルスを出力するが、この時
の送信電圧は各送信回路３８〜３Ｍに充電されている充
電電圧によって決定されている。

さらに上記送信パルスはマルチプレクサ２によって選択
された振動子ニレメン）７ａ〜ＩＮの一部に印加され、
超音波ビームの放射が行なわれる。この超音波ビームは
被検査体よシ反射した超音波エコーとして再び上記振動
子ニレメン）Ｊａ〜ＩＮの一部にて捕えられ、マルチプ
レクサ２を介して前置増幅器４８〜４Ｍに入力され増幅
される。この前置増幅器４３〜４Ｍからの受波信号は遅
延線５ａ〜５Ｍによって前述と同等の遅延が施され、受
信加算・送信分配回路６にて加算されることにより受信
出力信号Ｓとなる。

以下、第２図〜第４図に基づいて送信回路３ａ〜３Ｍか
らの送信電圧の生成方法について説明を行なう。

第２図は第１図における主要部分をさらに詳細に示した
ブロック図である。なお、同図において第１図と同一部
分には同一符号を付し、詳しい説明は省くことにする。

また同図において第１図におけるマルチプレクサ２は省
略したが、実際には振動子エレメント１ａ〜ＩＮと送信
回路３ａ〜３７の間にはこのマルチプレクサ２が介在す
るものとみなす。

第２図において、今ＲＯＭ　１０には特定の分布関数デ
ータ（例えばチェビシェフ分布関数等）およびこのデー
タに基づいて行われる送信電圧の重みイ」けを行なうた
めの制御プログラムなど重み付は情報が記憶されている
。ＣＰＵ　９は上記制御プログラムに従って％７１？−
）　８の各出力端子に上記分布関数データに基づいた各
充電時間制御信号を出力させる。即ち、この信号は上記
分布関数データに基づいて、スイッチ回路Ｚを構成、る
フォトカプラ７８〜７Ｍに各０レベル期間を与えるもの
であり、この０レベル期間が上記７オトカプラ７８〜７
Ｍの導通期間となる。

なお、このフォトカシラフ８〜７Ｍは高耐圧ＭＯ８−Ｆ
ＥＴ等を使用した高速かつ高耐圧のものが望ましい。

今、フォトカシラフａが導通した場合、送信回路３ａに
おける抵抗Ｒ１には電源電圧■Ｈが加わシ、コンデンサ
Ｃ１にはこの抵抗Ｒ１を介して徐々に電荷が蓄積されて
いく。従ってＰ点の電位は徐々に上昇する。次に上記フ
ォトカプラ７ａはＣＰＵ　９の指令によって遮断状態と
なり、Ｐ点の電圧は電源電圧Ｖ■よりも若干低い電圧Ｖ
）Ｉ　Ｋて保持される。ここで、トランジスタＱ１のペ
ース端子に結合コンデンサＣ２を介して送信トリガｉｅ
ルスＳへが加わると、トランジスタＱ１は導通状態とな
シ、Ｐ点の電位は急激に接地レベルに落とされる。この
結果、コンデンサＣＩのマイナス側の電位は他端を接地
された抵抗Ｒ２の電圧降下によって瞬間的に−Ｖ晶とな
υ、ダイオードＤノが導通する。かくして、振動子エレ
メント１ａには−Ｖ’なる送信電圧が印加される。

以上の様子を第３図に示した。即ち第３図は第２図の送
信回路３ａの充電電圧（Ｐ点の電位）を示す波形図であ
る。

第３図において、Ｐ点の電位が送信直後であるとすれば
、ｔｏにおいてフォトカプラ７ａは導通し徐々に電位が
上昇する。この電位がＶＨに達する前のｔｌにおいてフ
ォトカシラフａは遮断状態となり、その時の充電電圧ｖ
４を保持する。さらにｔ２にてトランジスタＱ１のペー
スに送信トリガパルスが加わると同時に送信が行なわれ
、Ｐ点の電位は急激に接地レベルに落とされる。これと
同時に、あるいはその後、再びフォトカシラフａが導通
する。以上を繰り返すわけである。このように送信電圧
はコンデンサＣ１の充電電圧によって決定されるので、
コンデンサＣＩへの充電時間ｔＯＮを前記充電時間制御
信号によって制御することによって上記送壷電圧を設定
することができる。そこでこのよりなｔＯＮの制御を第
４図に示す如く、各振動子エレメントに印加される送信
電圧が特定の分布関数形となるように行えば良い。

第５図（、）　（ｂ）は、第４図のような送信電圧の重
み付けを行なった場合の指向特性を従来のものと比較す
る特性図であり、同図（ａ）は従来の指向特性を示し、
同図（ｂ）は送信電圧にチェビシェフ分布関数による重
み付けを行なった場合の指向特性を示したものである。

この図から明らかなようにサイドロープは３　ｄＢ程度
低下させることができる。

以上の本実施例によれば、送信回路３ａ〜３Ｍの充電時
間を各々制御することによシ、特定の分布関数に基づい
た送信電圧の重み付けが行なえるため、超音波ビームに
おける指向特性のサイドローブを抑制することが可能で
ある。

なお、上記ＲＯＭ　１０に複数の分布関数データを記憶
させておくことにより、診断対象に最も適した指向性関
数を任意に選択することも可能である。その際には第１
図および第２図における％ポート８に関数選択信竹与え
れば良い。

また、本実施例では制御装置としてＣＰＵ　９および％
ｙ４？　−ト８を用いたが、例えばＤ／Ａコンバータ、
積分回路等により、ノ・−ドウエアのみの制御を行なっ
ても良い。

また、本実施例では特にリニア電子スキャン型超音波診
断装置を例にとシ説明を行なったが、セクタ走査型でも
同様の考えにて本発明の適用は可能である。この場合に
は第１図のマルチプレクサ２を用いる必要はない。

以％述べたように本発明によれば、極めて簡単１回路を
付加するのみで各振動子エレメントに印加する送信電圧
の重み付けを任意の分布関数に基づいて行なうことが可
能である。従って従来問題とした超音波ビームのサイド
ローブによるアーティファクトを解消し、画質良好な超
音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示す図であシ、第
１図は本実施例であるリニア電子スキャン型超音波診断
装置の電気的構成を示すブロック図、第２図は第１図の
主要部をさらに詳細に示したブロック図、第３図は送信
回路における送信電圧生成のタイミングを示す波形図、
第４図は本装置によって特定の分布関数に基づいた重み
付けを行な、った場合の各振動子エレメントに印加され
る送信電圧を示す図、第５図（、）（ｂ）は本実施例に
より送信電圧の重み付けを行な同図（ｂ）は送信電圧に
チェビシェフ分布関数による重み付けを行なった場合の
指向特性図である。Ｊ・・・探触子、１ａ〜ＩＮ・・・振動子エレメント、
３ａ〜３Ｍ・・・送信回路１．４ａ〜４Ｍ・・前置増幅
器、５８〜５Ｍ・・・遅延線、７ａ〜７Ｍ・・・フォト
カプラ、１ノ・・・データバス、１２・・・アドレスバ
スＱ出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図！Ｉ３図第４　図ニーし−メント＠号

Claims

【特許請求の範囲】

アレー型探触子を用いた超音波診断装置において、少な
くとも一つの分布関数データおよびこのデータに基づい
て送信電圧の重み付けを行なう際の制御プログラム等か
らなる重み付は情報を記憶する記憶手段と、この記憶手
段にて記憶された上記重み付は情報に従って充電時間制
御信号を出力する制御装置と、この制御装置から出力さ
れる各充電時間制御信号に従って←電源電圧の供給及び
遮断を行なうスイッチ回路と、このスイッチ回路から供
給される電源電圧によって充電を行ない上記送信電圧を
得るとともに各振動子エレメントにこの送信電圧を送信
する送信回路とを具備したととを特徴とする超音波診断
装置。