JPS60116343A - 超音波受波偏向回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子走査形超音波断層装置の受波整相器の構
成に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の受波整相器としては微小遅延時間の受波信号を整
相する第１遅延手段と比較的大きい遅延時間の受波信号
を整相する第２の遅延手段とからなる受波整相回路があ
る。

ここで遅延手段としては通常アナログＬ−Ｃ遅延線、Ｃ
ｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　、［）ｅｙｉｃｅ（ＣＣ
Ｄ　）、デジタルメモリなどが用いられていた。

〔発明の目的〕

本発明は超音波断層装置の簡略化された受波整相器を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために、本発明はサンプルホール
ド回路の制御信号の位相を制御することによシ微小遅延
時間を整相した後、アナログデジタル変換器およびメモ
リにより比較的大きい遅延時間′（ｉ：整相するのであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

第１図は超音波断層装置の台形視野を表わす。

同図において区間（１）〜（２）はリニア部、区間（３
）〜（４）〜（５）は偏向角θの傾斜部、（６）は偏向
角−θの傾斜部の一本の走査線を表わす。

かかる図のように超音波ビームを偏向させるためには各
配列素子の送波受波信号の位相制御が必要となる。通常
、受波整相器の構成が複雑となるので簡略化が要求され
ている。

第２図は第１図の傾斜部を得るための受波整相器の構成
であり、１，２．・・・、Ｎは配列素子、１Ｏ−１〜１
０−Ｍ、１１−１〜１１−Ｍは固定遅延線、１２−１〜
１２−Ｍはアナログデジタル変換器、１３−１〜１３−
ＭｒＩｉメモリ、１４は出力端子である。ここで、固定
遅延線１０−１〜１０−Ｍの遅延時間τθは ｄ　ｓｉｎθ τθ＝（１） ここで、０は偏向角、ｄは素子間隔、Ｖは音速で与えら
れる。

また、固定遅延１ｉＪｌｌ−１〜１１−Ｍの遅延時間Ｆ
ｉ２τ、である。

このような構成によれば、固定遅延線１ｏ−１〜１０−
Ｍおよび１１−１〜１１−Ｍにより偏向角θの微小遅延
時間を整相した後、Ａ−Ｄ変換器１２−１〜１２−Ｍお
よびメモリ１３−１〜１３−Ｍにより比較的大きい遅延
時間の整相がなされることがわかる。ここで比較的大き
い遅延時間Ｔ、は Ｔ、＝３τθ（Ｋ−１）十τｆ ただし、τｆは収束用遅延時間 に＝１．２．・・・１Ｍ である。

また、第１図の偏向角−θの走査線（６）を得るために
は、第３図に示すように、微小遅延整相用遅延線の入力
端を制御信号ＣＴＲにより切換えればよい。

第４図（ａ）および第４図（ｂ）は本発明の第２実施例
を示す図であり、１７−１．１８−１．１９−１はサン
プルホールド回路、１６は加算器、０１〜Ｃ４は制御信
号であシ、他は第２図と同一である制御信号ＣＩは送波
パルスのタイミングと同一であシ、制御信号Ｃａ　、Ｃ
ｓおよびＣ４は制御信号Ｃ１より、それぞれ、Ｃ６，２
τ、およびτム遅延している。但し、Ｔム〉２τ、であ
る。

このような構成によれば各素子１，２．３に入力した受
波信号はサンプルホールド回路１７−１゜１８−１．１
９−１により、それぞれ制御信号ｃ、、ｃ２．Ｃ，のタ
イミングで保持され、加算器１６により加算された後、
制御信号Ｃ４のタイミングでＡ−Ｄ変換１２−１され、
メモリ１３−１に書込まれる。

制御信号Ｃ１ｔ　Ｃｓ　を交換することによシ偏向角−
θの整相ができることは明らかでおる。

ここで、サンプリング周期Ｔ、と超音波周波数ｆｏ　と
の間ＶｃＩ／′ｉ、サンプリング定理によシＴｌ＜１　
／　２　ｆｏ　（２） の関係がある。例えば、超音波周波数３．５ＭＨｚの場
合 Ｔ１り１４３　ｎ　ｓ　（３） となる。したがって、第４図（ａＬ（ｂ）の場合、２Ｔ
、＜、Ｔ、＝１４３ｎｓ τ＋＜７２ｎｌｉ となシ、素子ピッチｄ　＝　１．　Ｏｔａｔｒの場合、
偏向角θ、は θＩ　＜６　（ｄｅｇ）　（４） となり、最大偏向角に大きな制限を受ける。

このような制限を緩和する目的で、本発明においてはパ
ルス性超音波信号の包絡線を抽出するために、クワドラ
チャ　サンプリング（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＳａｍｐｌ
　ｉｎｇ　）によシサンプリング周期Ｔｇ　ｔ”増大さ
せるものである。

すなわち、本法によればサンプリング周期ＴＩは Ｔｓ＜１／２ｆ−・　（５） ただしｆ、＃−を包絡線周波数 となり、かつ であるので Ｔ　２　＜　２　／　ｆ。

＜４Ｘ’ｌ’ｌ　（’ｙ） となり、素子ピッチｄ　＝　１．　Ｏｔｒａｍの場合、
偏向角θ、は ０ｇ　＜　２６　（ａｅｇ）　（ｓ） となシ、実用的な受波偏向が可能となる。

第５図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例であシ、５ＩＮ
Ｅ成分については一組の整相回路、すなわちサンプルホ
ールド回路１７−１．１８−１および１９−１と、加算
器１５および１６、アナログデジタル変換器１２　１、
メモリ１３−１とからなり、制御信号ＣＢ　、　Ｃｓｓ
　ｔ　ＣｓｓおよびＣ４＠により制御される。同様に他
方ＣＣ０８ＩＮ成分については他の一組の整相回路があ
り、制御信号ＣＩ　Ｃ−Ｃ４Ｃによシ制御される。

ここで、制御信号Ｃ１，とＣＩ。（ｉ＝１〜４）を第５
図（ｂ）に示す。すなわち、両信号間の時間τ０は １ τ６＝＝−×−（８） ４　ｆ。

であり、位相差は超音波周波数ｆ、の９０　（ｄｅｇ）
に相当する。

第５図（ａ）において、１７は包絡線検出のための開平
演算回路であり （９） を演算する。

また、１９は制御信号Ｃｔ、、　ｃｌ。（ｉ＝１〜４）
を発生させる制御回路であわ、Ｒｅａｄ　Ｑｎ　Ｍｅｍ
ｏｒｙ（ＲＯＭ）にあらかじめ記憶されたデータを時系
列的に読出すことにより実行される。

以上の説明では、第１図に示すような台形視野に関する
ものであるが、走査線ごとに偏向角を変えるセクタスキ
ャンに関しても本発明は有効である。

また、以上の説明では超音波ビーム偏向の場合について
説明したが、リニア走査のようにビーム偏向せずビーム
収束のみの場合についても、本発明は有効である。

また、深度方向にフォーカス点を変える、いゎゆる、ダ
イナミック　フォーカスに関しても本発明が有効である
ことも明らかである。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、クワドラチャ　サンプリン
グによシサンプリング周波数を低減させ、可変遅延範囲
を増大する利点がある。

同時に、制御回路の動作周波数が低減すると共に、制御
メモリ容量の低減も可能となる。

このサンプリング法を、サンプルホールド回路からなる
微小遅延回路および、比較的大きい遅延回路に適用する
ことにょシ、簡略な構成で受波整相が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は台形視野の説明図、第２図および第３図は本発
明の一実施例を示す図、第４図（ａλ（ｂ）は本発明の
他の実施例を示す図、第５図（ａ）、（ｂ）は本発第　
１　目 第２図 ！４３目 第　４　口 （０−） 薯４ｍ ７ｔ　−（し）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配列振動子の各素子の送波または受波信号の振幅、位相
   を制御することにより超音波ビームを偏向させ断層像を
   得る超音波断層装置において、微小遅延時間を整相する
   ２組のサンプルホールド手段と比較的大きい遅延時間を
   整相する上記２組に対応する可変遅延手段とを具備し、
   上記配列振動子の共振周技故に関して、クワドラチャ　
   サンプリング（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｓａｍｐ目ｎｇ
   ）して得た複数の遅延信号を加算する上記２組に対応す
   る加算手段と、上記各加算手段の出力を入力として開平
   演算をする演算手段と、制御手段とからなり受波信号を
   整相すること全特徴とする超音波受波偏向回路。