JPS5926303B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS5926303B2 JPS5926303B2 JP50124439A JP12443975A JPS5926303B2 JP S5926303 B2 JPS5926303 B2 JP S5926303B2 JP 50124439 A JP50124439 A JP 50124439A JP 12443975 A JP12443975 A JP 12443975A JP S5926303 B2 JPS5926303 B2 JP S5926303B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- width
- pulser
- thickness
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、超音波により被検体内の断層像を得る超音波
診断装置に係わり、特に電子走査方式の装置に関する。
診断装置に係わり、特に電子走査方式の装置に関する。
電子走査形の超音波診断装置は、走査方法によつてセク
タ（扇）方式とリニア方式との２つに大別される。
タ（扇）方式とリニア方式との２つに大別される。
本発明は、特に後者の方式に好適な装置に関するもので
ある。一般にリニア式の装置では、第１図に示すように
超音波吸収体１１の上に一列に配列された多数の超音波
振動子Ｔ１１〜Ｔｌｎのうち、隣接する例えば５個の振
動子を、駆動し、その駆動する５個の振動子を１個ずつ
ずらしていくことによつて走査が行われる。
ある。一般にリニア式の装置では、第１図に示すように
超音波吸収体１１の上に一列に配列された多数の超音波
振動子Ｔ１１〜Ｔｌｎのうち、隣接する例えば５個の振
動子を、駆動し、その駆動する５個の振動子を１個ずつ
ずらしていくことによつて走査が行われる。
すなわち、超音波吸収体１１と超音波振動子Ｔ１１〜Ｔ
ｌｎを含むプローブ１２の各振動子の電極には駆動線１
３が接続され、この駆動線はケーブル１４によつて束ね
られる。、駆動線１３は駆動する振動子を切換えるため
の切換回路を介して、振動子に電圧を印加するためのパ
ルスを発生するパルサー及び反射波を処理する受波回路
と接続される。パルサーから振動子に供給されるパルス
は、隣接する５個の振動子に機械的に振動を励起させ、
５個の振動子の中心から最も強い超音波ビームが発生す
る。
ｌｎを含むプローブ１２の各振動子の電極には駆動線１
３が接続され、この駆動線はケーブル１４によつて束ね
られる。、駆動線１３は駆動する振動子を切換えるため
の切換回路を介して、振動子に電圧を印加するためのパ
ルスを発生するパルサー及び反射波を処理する受波回路
と接続される。パルサーから振動子に供給されるパルス
は、隣接する５個の振動子に機械的に振動を励起させ、
５個の振動子の中心から最も強い超音波ビームが発生す
る。
このビームによる反射波は同じ振動子で受波され、電気
信号に変換されて受波回路に供給される。受波回路はこ
の電気信号に変換された反射波を処理し、例えば振幅値
を輝度変調する。同様に、駆動する振動子を切換回路に
よつて１個ずつずらすことにより超音波ビームもずらし
、２次元の走査を行う。このようにして、被検体の断層
像を得る。ところで、この種の装置は、例えば胎児の心
臓の動きを見るために、リアルタイムで断層像を観察で
きることと、断層像の幅（視野幅）が広いことと、断層
像が正確であることなどが要求される。
信号に変換されて受波回路に供給される。受波回路はこ
の電気信号に変換された反射波を処理し、例えば振幅値
を輝度変調する。同様に、駆動する振動子を切換回路に
よつて１個ずつずらすことにより超音波ビームもずらし
、２次元の走査を行う。このようにして、被検体の断層
像を得る。ところで、この種の装置は、例えば胎児の心
臓の動きを見るために、リアルタイムで断層像を観察で
きることと、断層像の幅（視野幅）が広いことと、断層
像が正確であることなどが要求される。
第１図からもわかるように、視野幅はプローブ、１２の
幅、すなわち振動子の配列方向の長さ（以下、単に幅と
称す。）と個数の積に比例する。同じ振動子数では、振
動子の幅が大きい方が視野幅は広くなる。リアルタイム
性をよくするためには、超音波ビームの本数が少ないこ
とすなわち振動子の数が少ないことが要求される。
幅、すなわち振動子の配列方向の長さ（以下、単に幅と
称す。）と個数の積に比例する。同じ振動子数では、振
動子の幅が大きい方が視野幅は広くなる。リアルタイム
性をよくするためには、超音波ビームの本数が少ないこ
とすなわち振動子の数が少ないことが要求される。
正確な断層像を得るためには、グレーテングロープを小
さくすることが要求される。
さくすることが要求される。
このグレーテングローブというのは、超音波の送波方向
（振動子配列面に垂直な方向）以外の方向に発生する超
音波ビームを言い、この方向の反射信号も受波されるの
でアーチフアクトの原因になる。このグレーテングロー
ブは各振動子の幅が振動子の超音波送波方向の長さ（以
下、厚みと称す。）より大きくなると、超音波の送波方
向の中心に近い方向に発生することが知られている。ま
た振動子の幅が厚みより大きくなつてくると、厚み振動
の共振周波数よりも低い周波数において幅寸法で決まる
共振を起こし、これが振動子から発射されるパルスを長
く複雑化し、距離分解能及び方位分解能を劣化させ音場
に悪影響を及ぼす。
（振動子配列面に垂直な方向）以外の方向に発生する超
音波ビームを言い、この方向の反射信号も受波されるの
でアーチフアクトの原因になる。このグレーテングロー
ブは各振動子の幅が振動子の超音波送波方向の長さ（以
下、厚みと称す。）より大きくなると、超音波の送波方
向の中心に近い方向に発生することが知られている。ま
た振動子の幅が厚みより大きくなつてくると、厚み振動
の共振周波数よりも低い周波数において幅寸法で決まる
共振を起こし、これが振動子から発射されるパルスを長
く複雑化し、距離分解能及び方位分解能を劣化させ音場
に悪影響を及ぼす。
従つて、振動子の中心間隔ｄはその厚みより小さいこと
が要求される。〔背景技術の問題点〕 近年、特に高分解能の断層像を得るために高周波の超音
波を利用する傾向にある。
が要求される。〔背景技術の問題点〕 近年、特に高分解能の断層像を得るために高周波の超音
波を利用する傾向にある。
高周波の超音波を発生させるためには、振動子の厚みを
薄くする必要がある。このため各振動子の幅も小さくな
る。この種の装置では深部まで超音波が届くために超音
波の送波出力が減少しないよう隣接する振動子の間隔を
狭くする。
薄くする必要がある。このため各振動子の幅も小さくな
る。この種の装置では深部まで超音波が届くために超音
波の送波出力が減少しないよう隣接する振動子の間隔を
狭くする。
従つて、視野幅を減少させずに、超音波周波数を高周波
化するためには振動子の増加を招き、リアルタイム性が
悪くなるなどの問題が生じる。〔発明の目的〕 本発明は上記した点についてなされたもので、振動子の
数が増加してもリアルタイム性を損わずしかも、正確な
断層像を得ることができる超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。
化するためには振動子の増加を招き、リアルタイム性が
悪くなるなどの問題が生じる。〔発明の目的〕 本発明は上記した点についてなされたもので、振動子の
数が増加してもリアルタイム性を損わずしかも、正確な
断層像を得ることができる超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明はこの目的を達成するために超音波吸収体から成
る支持基板と、この支持基板の一面に一列に多数個配列
され、各々、配列方向の幅Ａが超音波送波方向の厚みＢ
と同程度以下に形成される超音波振動素子と、中心間隔
ｄが前記振動素子の厚みＢより大きくなるように相隣接
する前記振動素子を複数個ずつ共通接続したチヤンネル
素子と、前記各チヤンネル素子にそれぞれ接続された複
数の駆動線と、前記チヤンネル素子に前記駆動線を介し
て駆動するパルスを供給するパルサーと、前記チヤンネ
ル素子で受波された反射波を処理する受波回路と、前記
受波回路及び前記パルサーに接続される前記，駆動線を
順次切換える切換え回路とを備えたことを特徴とする。
る支持基板と、この支持基板の一面に一列に多数個配列
され、各々、配列方向の幅Ａが超音波送波方向の厚みＢ
と同程度以下に形成される超音波振動素子と、中心間隔
ｄが前記振動素子の厚みＢより大きくなるように相隣接
する前記振動素子を複数個ずつ共通接続したチヤンネル
素子と、前記各チヤンネル素子にそれぞれ接続された複
数の駆動線と、前記チヤンネル素子に前記駆動線を介し
て駆動するパルスを供給するパルサーと、前記チヤンネ
ル素子で受波された反射波を処理する受波回路と、前記
受波回路及び前記パルサーに接続される前記，駆動線を
順次切換える切換え回路とを備えたことを特徴とする。
印下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第２図は一実施例の構成図であり、２１〜２４は第１図
における１１〜１４に対応する。図示するように、支持
台２１の一面に、振動素子Ｔ２ｌａ，Ｔ２ｌｂ，・・・
Ｔ２ｎａ，Ｔ２ｎｂが配列されている。振動素子Ｔ２ｌ
ａ，Ｔ２ｌｂは共通接続されてチヤンネル素子Ｔ２ｌを
形成し、駆動線２３１に接続される。以下同様に、対の
振動素子Ｔ２２ａとＴ２２ｂ，・・・Ｔ２ｎａとＴ２ｎ
ｂは共通接続され、チヤンネル素子Ｔ２２〜Ｔ２ｎを形
成し、駆動線２３２〜２３ｎに接続される。これらの駆
動線２３１〜２３ｎはケーブル２４によつてまとめられ
ており、切換回路２５に接続される。この回路は、パル
サー２６と受波回路２７から成る送受波回路２８に接続
される。パルサー２６は、チヤンネル素子Ｔ２ｌ〜Ｔ２
ｎを，駆動する１駆動パルスを発生する回路であり、出
力の５駆動パルスは切換回路２５を通つて同時，駆動さ
れる１グループのチヤンネル素子、例えばＴ２ｌ〜Ｔ２
５に送られる。
における１１〜１４に対応する。図示するように、支持
台２１の一面に、振動素子Ｔ２ｌａ，Ｔ２ｌｂ，・・・
Ｔ２ｎａ，Ｔ２ｎｂが配列されている。振動素子Ｔ２ｌ
ａ，Ｔ２ｌｂは共通接続されてチヤンネル素子Ｔ２ｌを
形成し、駆動線２３１に接続される。以下同様に、対の
振動素子Ｔ２２ａとＴ２２ｂ，・・・Ｔ２ｎａとＴ２ｎ
ｂは共通接続され、チヤンネル素子Ｔ２２〜Ｔ２ｎを形
成し、駆動線２３２〜２３ｎに接続される。これらの駆
動線２３１〜２３ｎはケーブル２４によつてまとめられ
ており、切換回路２５に接続される。この回路は、パル
サー２６と受波回路２７から成る送受波回路２８に接続
される。パルサー２６は、チヤンネル素子Ｔ２ｌ〜Ｔ２
ｎを，駆動する１駆動パルスを発生する回路であり、出
力の５駆動パルスは切換回路２５を通つて同時，駆動さ
れる１グループのチヤンネル素子、例えばＴ２ｌ〜Ｔ２
５に送られる。
目的物からの反射波は同じグループのチヤンネル素子で
受け、駆動線、ケーブル、切換回路２５を通つて受波回
路２７において処理される。切換回路２５内のスイツチ
を作動させることにより、１駆動するチヤンネル素子を
順次１個ずつずらせて駆動し、リニア走査を行なう。第
２図から明らかなようにこの実施例では、各チヤンネル
素子は共通接続された一対の振動素子から成つており、
各振動素子の配列方向の幅Ａは厚みＢと同程度以下の大
きさになつている。
受け、駆動線、ケーブル、切換回路２５を通つて受波回
路２７において処理される。切換回路２５内のスイツチ
を作動させることにより、１駆動するチヤンネル素子を
順次１個ずつずらせて駆動し、リニア走査を行なう。第
２図から明らかなようにこの実施例では、各チヤンネル
素子は共通接続された一対の振動素子から成つており、
各振動素子の配列方向の幅Ａは厚みＢと同程度以下の大
きさになつている。
したがつて、各チヤンネル素子の間隔ｄが厚みＢよりも
大きい場合も幅寸法による共振が少なくなり、超音波放
射方向の分解能の劣化を防止できる。勿論、各チヤンネ
ル素子は、幅が大きい超音波振動子を配列方向の幅が厚
み程度以下になるように２以上に分割した振動素子を共
通接続して形成してもよい。次に、このように各超音波
振動子を３分割した場合の具体的実施例について述べる
。
大きい場合も幅寸法による共振が少なくなり、超音波放
射方向の分解能の劣化を防止できる。勿論、各チヤンネ
ル素子は、幅が大きい超音波振動子を配列方向の幅が厚
み程度以下になるように２以上に分割した振動素子を共
通接続して形成してもよい。次に、このように各超音波
振動子を３分割した場合の具体的実施例について述べる
。
厚さＢが約１ミリで中心周波数が２ＭＨｚ０）ＰＺＴ（
クレバイト社の商品名）圧電振動子を用いた。各振動素
子の幅Ａ＝１ミリ（隣接する振動素子間隔を無視）とし
、走査線間隔３ミリとした。したがつて、リニア走査は
振動素子３個毎ずらせてなされることになる。この実施
例による反射波を、従来の装置による場合とを比較して
、第３図に示す。
クレバイト社の商品名）圧電振動子を用いた。各振動素
子の幅Ａ＝１ミリ（隣接する振動素子間隔を無視）とし
、走査線間隔３ミリとした。したがつて、リニア走査は
振動素子３個毎ずらせてなされることになる。この実施
例による反射波を、従来の装置による場合とを比較して
、第３図に示す。
同図ａは幅Ａ＝１ミリの振動素子３個を共通接続して１
個のチヤンネル素子とした場合（この実施例）の超音波
反射パルス波形である。また第３図ｂは幅−３ミリの超
音波振動子を用いた装置の同条件下における反射パルス
波形である。どちらも横軸は時間（２μＳｅｃ／Ｄｉ）
、縦軸は振幅の大きさを示す。同図Ｃ，ｄは各々上記Ａ
，ｂに対応する振動子の電気的入力コンダクタンスの特
性図である。
個のチヤンネル素子とした場合（この実施例）の超音波
反射パルス波形である。また第３図ｂは幅−３ミリの超
音波振動子を用いた装置の同条件下における反射パルス
波形である。どちらも横軸は時間（２μＳｅｃ／Ｄｉ）
、縦軸は振幅の大きさを示す。同図Ｃ，ｄは各々上記Ａ
，ｂに対応する振動子の電気的入力コンダクタンスの特
性図である。
これらの図から明らかなように、共通接続（分割）しな
い装置では厚み共振よりも低周波数において、幅寸法に
よる共振が生じ反射パルス幅が複雑となり長くなる。こ
れに対し、本発明の実施例の装置では幅寸法による共振
がほとんどなく、反射パルスの幅も比較的小さい。した
がつて本発明の装置では距離分解能は従来のものと比較
して高い。まプこ、第４図は幅方向の共振が超音波の指
向持性に及ぼす影響を示すもので、ａは４個の超音波振
動子を各々３分割し、各振動素子の幅Ａ＝１ミリのとき
の測定結果であり、また同図ｂは４個の超音波振動子を
分割しないで並べたとき、（各超音波振動子の幅が３ミ
リ）の測定結果である。
い装置では厚み共振よりも低周波数において、幅寸法に
よる共振が生じ反射パルス幅が複雑となり長くなる。こ
れに対し、本発明の実施例の装置では幅寸法による共振
がほとんどなく、反射パルスの幅も比較的小さい。した
がつて本発明の装置では距離分解能は従来のものと比較
して高い。まプこ、第４図は幅方向の共振が超音波の指
向持性に及ぼす影響を示すもので、ａは４個の超音波振
動子を各々３分割し、各振動素子の幅Ａ＝１ミリのとき
の測定結果であり、また同図ｂは４個の超音波振動子を
分割しないで並べたとき、（各超音波振動子の幅が３ミ
リ）の測定結果である。
横軸は超音波振動子列表面に直角な方向を基準とした角
度を示し、縦軸は超音波の相対的な強度を示す。尚、点
線は理論値である。ａ（５ｂの比較により、共通接続し
ない場合と比較して本発明の装置ではサイドローブが非
常に小さいことが理解される。特に、共通接続しない場
合はメインローブに近い３０、付近に大きなサイドロー
プを生ずる。〔発明の効果〕以上説明したように、本発
明では振動素子を共通接続したチヤンネル素子を配列し
、駆動線と接続している。
度を示し、縦軸は超音波の相対的な強度を示す。尚、点
線は理論値である。ａ（５ｂの比較により、共通接続し
ない場合と比較して本発明の装置ではサイドローブが非
常に小さいことが理解される。特に、共通接続しない場
合はメインローブに近い３０、付近に大きなサイドロー
プを生ずる。〔発明の効果〕以上説明したように、本発
明では振動素子を共通接続したチヤンネル素子を配列し
、駆動線と接続している。
従つて、チヤンネル素子間隔を振動素子の厚みより大き
くすることができるため、視野を減じることなく、リア
ルタイム性を向上できる。しかも駆動線総数及びそれに
接続される回路の数が少なくて済み、装置の操作性及び
信頼性が向上する。また、各チヤンネル素子は幅が厚み
と同程度以下の大きさの振動素子で形成されており、幅
寸法による共振が少ないためサイドローブが少なく、放
射されたパルスが尾を引くことがなく距離分解能は良好
である。また、振動素子間隔をＤとすればＤＳｌｎθ−
ｎ・λ（ｎ：整数、λ：超音波の波長）を満足する角度
θにクレーティングローブを生ずるが、この位置はＤが
大きい程中心によつてくる。
くすることができるため、視野を減じることなく、リア
ルタイム性を向上できる。しかも駆動線総数及びそれに
接続される回路の数が少なくて済み、装置の操作性及び
信頼性が向上する。また、各チヤンネル素子は幅が厚み
と同程度以下の大きさの振動素子で形成されており、幅
寸法による共振が少ないためサイドローブが少なく、放
射されたパルスが尾を引くことがなく距離分解能は良好
である。また、振動素子間隔をＤとすればＤＳｌｎθ−
ｎ・λ（ｎ：整数、λ：超音波の波長）を満足する角度
θにクレーティングローブを生ずるが、この位置はＤが
大きい程中心によつてくる。
即ち、振動素子幅が広いとＤが大きくなり中心に近いと
ころにクレーティングローブを生じる。本発明の装置に
よれば振動素子間隔Ｄが小さくなるため、クレーティン
グローブも遠方へ移り、特にλ〉Ｄならばクレーティン
グローブの影響をほとんど避けることができる。また、
幅方向の共振による指向性劣化を防止できる。尚、本発
明は電子走査式の超音波装置だけでなく、機械走査式の
装置にも適用できる。
ころにクレーティングローブを生じる。本発明の装置に
よれば振動素子間隔Ｄが小さくなるため、クレーティン
グローブも遠方へ移り、特にλ〉Ｄならばクレーティン
グローブの影響をほとんど避けることができる。また、
幅方向の共振による指向性劣化を防止できる。尚、本発
明は電子走査式の超音波装置だけでなく、機械走査式の
装置にも適用できる。
第１図は従来の超音波診断装置のプローブ部分を示す図
、第２図は本発明の一実施例装置を説明する為の図、第
３図、第４図は本発明の他の実施例の特性図である。 １１，２１・・・・・・支持台、１２，２２・・・・・
・プローブ、１３，２３・・・・・・駆動線、２５・・
・・・・切換回路、２６・・・・・・パルサー、２７・
・・・・・受波回路、Ｔｌｌ〜Ｔｌｎ・・・・・・超音
波振動子、Ｔ２ｌ〜Ｔ２ｎ・・・・・・チヤンネル素子
、Ｔ２ｌａ，Ｔ２ｌｂ−Ｔ２ｎａ〜Ｔ２ｎｂ・・・・・
・振動素子。
、第２図は本発明の一実施例装置を説明する為の図、第
３図、第４図は本発明の他の実施例の特性図である。 １１，２１・・・・・・支持台、１２，２２・・・・・
・プローブ、１３，２３・・・・・・駆動線、２５・・
・・・・切換回路、２６・・・・・・パルサー、２７・
・・・・・受波回路、Ｔｌｌ〜Ｔｌｎ・・・・・・超音
波振動子、Ｔ２ｌ〜Ｔ２ｎ・・・・・・チヤンネル素子
、Ｔ２ｌａ，Ｔ２ｌｂ−Ｔ２ｎａ〜Ｔ２ｎｂ・・・・・
・振動素子。
Claims (1)
- １ 超音波吸収体から成る支持基板と、この支持基板の
一面に一列に多数個配列され、各々、配列方向の幅Ａが
超音波送波方向の厚みＢと同程度以下に形成される超音
波振動素子と、中心間隔ｄが前記振動素子の厚みＢより
大きくなるように相隣接する前記振動素子を複数個ずつ
共通接続したチャンネル素子と、前記各チャンネル素子
にそれぞれ接続された複数の駆動線と、前記チャンネル
素子に前記駆動線を介して駆動するパルスを供給するパ
ルサーと、前記チャンネル素子で受波された反射波を処
理する受波回路と、前記受波回路及び前記パルサーに接
続される前記駆動線を順次切換える切換え回路とを備え
たことを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50124439A JPS5926303B2 (ja) | 1975-10-17 | 1975-10-17 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50124439A JPS5926303B2 (ja) | 1975-10-17 | 1975-10-17 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5249689A JPS5249689A (en) | 1977-04-20 |
| JPS5926303B2 true JPS5926303B2 (ja) | 1984-06-26 |
Family
ID=14885515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50124439A Expired JPS5926303B2 (ja) | 1975-10-17 | 1975-10-17 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926303B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555623A (en) * | 1978-06-27 | 1980-01-16 | Yokogawa Electric Works Ltd | Trembler alley |
| DE2829539C2 (de) * | 1978-07-05 | 1980-01-17 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zur Herstellung von Ultraschallköpfen |
| JPS5567370A (en) * | 1978-11-13 | 1980-05-21 | Tokyo Shibaura Electric Co | Piezooelectric converting piece |
| JPH0649287Y2 (ja) * | 1989-02-16 | 1994-12-14 | 株式会社島津製作所 | 超音波診断装置 |
-
1975
- 1975-10-17 JP JP50124439A patent/JPS5926303B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5249689A (en) | 1977-04-20 |
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