JPS6048735A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は主としてセクタ電子走査形の超音波診断装置に
関する。

（ロ）従来技術 従来のセクタ電子走査形の超音波診断装置は第１図に示
すようにアレイ状に配置された複数の振動子２８〜２ｍ
を備えるとともに、この各振動子２ａ〜２ｍＫ対して個
別に遅延回路４ａ〜４ｍか設けられている。各遅延回路
４ａ〜４ｍｌは同じ構成であり、たとえば一つの遅延回
路４ａについてみれば第２図のごとく、大小の遅延時間
をもつ２つのタップ付遅延線６ａ１８ａと各タップ伺遅
延線６ａ、８ａに対して設けられたアナログスイッチ１
０ａ、１２ａとを有している。今、超音波ビームを振動
子２ａ〜２ｍの中心線０から所定の角度θ。偏向させた
い場合には制御回路１４からアナログスイッチ制御信号
を各遅延回路４ａ〜４　ｍ　Ｖこ出力し、そのアナログ
スイッチ１０ａ、１２ａ〜１０ｍ、１２ｍを切換えて各
遅延線５ａ、３ａ〜６ｍ、９．ｍの所定の遅延時間を与
えるタップを選択する。次いで、トリガ信号発生器１６
からトリガ信号を出力すると、このトリガ信号は各遅延
回路４　ａ　−４ｍによって所定の遅延時間をもって振
動子２ａ〜２ｍＫ駆動用パルザ１８ａ〜１３ｍを介して
供給される。各振動子２ａ〜２ｍから放射された超音波
ビームは干渉し合い位相合成されて中心線Ｏから所定の
角度θ偏向しその方向へ直進する。一方、超音波エコー
を受波する場合は、同じ振動子２ａ〜２ｍで超音波エコ
ーを電気信号に変換し、前置増幅器２０ａ〜２０ｍを通
した後、遅延回路４ａ〜４ｍで同じ遅延時間を与えて位
相をそろえ、加算器２２で加算する。このよりに各振動
子２８〜２ｍの遅延時間は各遅延＠６ａ、８ａ〜５ｍ、
１３ｍのタップ選択により設定される。

第３図は、超音波ビームを偏向させる場合に各振動子２
ａ〜２ｍに対して与えるべき遅延時間の関係を示してい
る。第４図に示すごとく超音波ビームにその偏向角に従
ってｌ−ｎ′までの番号をつけるとすれば、上記の例で
１つの偏向角θ。を示す１番目の超音波ビームを得るに
は各振動子２ａ〜２ｍに対して第３図中の直線Ｌ１の関
係を示す遅延時間が設定される。つまり、各直線Ｌ１〜
Ｌｎの勾配が超音波ビームの偏向角と比例するので、遅
延線（ｉａ、８ａ〜６ｍ＋８ｍのタップ選択により各振
動子２ａ〜２ｍに順次直線Ｌ１〜Ｌｎ上に位置する遅延
時間を与えることにより超音波ビームがセクタ走査され
ることになる。

ところで、従来のこのような超音波診断装置１において
は、超音波ビームの走査時、その偏向角の最大が４５°
程度と大きい場合、たとえば一番端の振動子４ｍに対し
てはＯ〜数μＳの広範囲にわたり、かつ、数＋ｎ８単位
で遅延時間を制御することが必要となる（第３図参照）
。０〜数μＳという広範囲の遅延を一つのタップ付遅延
線で行なうのは難しいので、各遅延回路４ａ〜４ｍには
大小の遅延時間をもつ２つ以上のタップ付遅延線（ｉａ
、Ｑａ〜５ｍ、１３ｍを組合せて準備せねばならない。

つまり、少なくとも２つのタップ付遅延線６ａ、＄ａ〜
（３ｍ、Ｑｍが振動子２ａ〜２ｍの数だけ必要となる。

このように、従来の装置は遅延線５ａ、３ａ〜５ｍ、９
ｍを多く必要とするので非常に高価であり、また、装置
全体も大型化する。さらに、各遅延回路４ａ〜４ｍで選
定すべき遅延時間が広範囲となるので回路の負担も大さ
くなる等の問題がある。

（ハ）　目的 本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、
装置の性能を損なうことなく高価な遅延線の使用個数を
少なくし、しかも回路も単純化され、装置を安価なもの
とすることを目的とする。

に）構成 本発明はこのような目的を達成するため、遅延回路を、
超音波ビームの偏向角に偏向角に応じて区分けされた振
動子の各グループのこれらのグループ内の各振動子に対
して共通の遅延時間を与えるオフセット遅延線と、上記
グループ内の各振動子に対して個別の遅延時間を与える
量子化遅延線とを備えて構成し、超音仮ビームの偏向角
に従って駆動すべき振動子のグループの数を増減するよ
うにし、ている。

（ホ）実施例 以上、本発明を第５図ないし第９図に示す一実施例に基
づいて詳細に説明する。

２５図は本発明のセクタ電子走査形の超音波診断装置の
ブロック図、第６図は超音波エコー送波の場合に構成さ
れる遅延回路の一部を示す図、第７図は超音波エコー受
波の場合に構成される遅延回路の一部を示す図である。

これらの図において、Ａは超音波診断装置、Ｂ。

〜Ｂ３２はアレイ状に配置された複数（本例では３２個
）の振動子である。これらの振動子Ｂ１〜２３１２は超
音波ビームの偏向角に応じて本例では４つの振動子を１
グループとして計８グループ０１〜Ｇ８に区分けされて
いる。また０１〜Ｃ３６は各振動子Ｂ１−穐。に対して
個別に設けられた駆動用バルサ、Ｄ、〜Ｄ３６は、同じ
く各振動子ＢＩ−Ｂ３□に対して個別に設けら九た前置
増幅器であり、これら駆動用パルサＣ３〜Ｃ装２吉前置
増幅器Ｄ１〜Ｄ３６とは超音波ビームの送受波に応じて
切換えられる。また、Ｅはトリガ信号を発生するトリガ
信号発生器、Ｆは加算器であり、トリガ信号発生器Ｅと
加算器Ｆも超音波ビームの送受波に応じて切換えられる
。そして、上記駆動用パルサＣ１〜Ｃ３２および前置増
幅器Ｄ１〜Ｄ３２（！ｍ、トリガ信号発生器Ｅおよび加
算器Ｆとの間には各振動子Ｂ１〜］３３２の駆動に順次
遅延時間を与える遅延回路Ｈが設けられている。

上記遅延回路Ｈは振動子Ｂ１〜Ｂ３２に対応して設けら
れた第１遅延回路工、〜−と、グループ０１〜Ｇ８ごと
に設けられた第２遅延回路Ｊ１〜Ｊ８とからなる。

第２遅延回路Ｊ１〜Ｊ８はグループ０１〜Ｇ８内の各振
動子Ｂ１〜Ｂ４・・・烏。〜Ｂ３□に対して共通の遅延
時間を与えるタップ無しのオフセント遅延線ＫＩ−４で
構成される。また、第１遅延回路工、〜工３煮グループ
０１〜Ｇ８内の各振動子Ｂ１〜Ｂｓ・・・・Ｂ２ｒ−Ｂ
３２に対してそれぞれ個別の遅延時間を与えるタップ付
きの量子化遅延線Ｌ１〜Ｌ３２と、各量子化遅延線Ｌ１
〜Ｌ３２に対して設けられたアナログスイッチ開１〜稀
。とを備えて構成される。なお、ＰＨアナログスイッチ
Ｍ１〜Ｍ３２を切換えて量子化遅延線Ｌ１〜Ｌ３２のタ
ップを選択するアナログスイッチ制御信号を出力する制
御回路、Ｑは加算器である。

次に上記構成を有する超音波診断装置５０を用いたセク
タ電子走査について説明する。なお、ここでは、第４図
に示したように、超音波ビームを振動子の中心線Ｏに対
して片側方向のみ走査させる場合を例にとって説明する
。

筐ず、超音波ビームを偏向角の小さい範囲たとえば０〜
１０°の範囲で走査する場合には８つのグループ０１〜
Ｇ８のうちの中央の２つのグループＧ、。

Ｇ５内の振動子Ｂ、３〜Ｂ２ｏを駆動の対象とする。こ
のだめ、第８図に示すように、オフセット遅延線Ｊ５１
Ｊ６によりグループＧ、、Ｇ５毎にそれぞれ、グループ
Ｇ、、Ｇ、内の振動子Ｂ１３〜Ｂ２゜に対して共通のオ
フセント分の遅延時間を与えるようにし、しかも、各量
子化遅延線Ｌ１３〜Ｌ２ｏＫよりこのオフセント分の遅
延時間ｔ、、ｔ５に上積みしたかたちで各振動子Ｂ１３
〜Ｂ２゜に対して個別の遅延時間を与えるようにする。

このため、超音波ビームを上記偏向角の範囲（たとえば
Ｏ〜１０°）で走査するときには制御回路Ｐからのアナ
ログスイッチ制御信号により２つのグループＧ４．　Ｇ
５内の各振動子Ｂ１３〜Ｂ２ｏに対応したアナログスイ
ッチＭ１３〜Ｍ２ｏのみを選択切換するようにして他の
アナログスイッチＭ１〜Ｍ＋２および顆〜Ｍ３２はグラ
ンドに落す。これにより、第８図において直線Ｌ１〜Ｌ
４の範囲で遅延時間か変化されることになる。

次に、超音波ビームを上述の範囲よりも大きくたとえば
偏向角Ｏ〜２０°の範囲で走査させる場合には、８つの
グループ０１〜Ｇ８のうちの中央の４つのグループ０３
〜Ｇ６内の振動子Ｂ、〜Ｂ２４を駆動の対象とする。こ
のため、第８図においてはオフセント遅延線５３〜Ｊ６
によりグループ０３〜Ｇ６毎にそれぞれ、グループ０３
〜Ｇ６内の振動子Ｂ、〜Ｂ２４に対して共通のオフセッ
ト分の遅延時間ｔ３〜七〇を与えるようにし、しかも各
量子化遅延線−〜−によりオフセラ］・分の遅延時間ｔ
３〜ｔ６に上積みしたかたちで各振動子Ｂ、〜Ｂ２４に
対して個別の遅延時間を与えるようにする。このため、
超音波ビームをたとえばＯ〜２００の偏向角の範囲にわ
たり走査するときには、制御回路Ｐからのアナログスイ
ッチ制御信号により、偏向角が０〜１００の範囲内では
上述と同様、２つのグループＧ、、Ｇ５内の各振動子Ｂ
１３〜Ｂ２゜に対応したアナログスイッチＭ１３〜Ｍ２
゜のみを選択切換する。次に偏向角がｌＯ°〜２００の
範囲となつたときには４つのグループ０３〜Ｇ６内の各
振動子Ｂ９〜Ｂ２４に対応したアナログスイッチ鳩〜Ｍ
２４を選択切換し、他のアナログスイッチＭ１〜Ｍ８お
よびＭ、５〜Ｍ３□はグランドに落す。これにより、第
８図においては直線Ｌ１〜Ｌ８の範囲で遅延時間が変化
される。

このように、超音波ビームの走査に際し、偏向角が大き
くなるに従がい駆動すべき振動子のグループの数を段階
的に増加させ、しかもこれに応じてオフセット遅延線と
量子化遅延線とにより所定の遅延時間を与えるようにす
る。従って、たとえば１番端の振動子Ｂ３□に層目する
と、これが含まれるグループ０８にはオフセント遅延線
Ｊ８により共通に遅延時間ｔ８が与えられるので、実質
非常に小さな時間幅で遅延時間を制御すればよい。

超音波ビームを送波する場合には図示省略したスイッチ
を切換えて第５図に示す回路構成とする。

そして制御回路Ｐからアナログスイッチ制御信号を遅延
回路Ｈに出力しアナログスイッチＭ１〜Ｍ、２を適宜切
換えて所定の遅延時間を与えるタップを選択する。次い
でトリガ信号発生器Ｅからトリガ信号を出力する。この
トリガ信号は遅延回路Ｈにより所定の遅延時間でもって
選択された振動子Ｂ】〜Ｂ３２に駆動用パルサＣ１〜Ｃ
３□を介して供給される。これにより、各振動子Ｂ１〜
Ｂ３２が励振され、超音波ビームが一定の偏向角に向け
て放射される。また、超音波エコーを受波する場合には
図示省略したスイッチを切換えて第６図に示す回路構成
とする。

そして送波の場合と同じ振動子Ｂ１〜Ｂ３２でエコーを
受波し、これを電気信号に変換して前置増幅器り。

〜Ｄ３２を通す。その後遅延回路Ｈの量子化遅延線Ｌ１
〜Ｌ３２で同じ遅延時間を与えて位相をそろえ、加算器
Ｑで加算し、加算したエコー信号をオフセット遅延線に
１〜に８に通す。なお、上述の説明では超音波ビームを
振動子の中心線Ｏ対して片側方向のみ走査させたが、逆
の方向に走査させる場合には回路構成もまた逆転すれば
よいので、アナログの切換スイッチを設けることにより
実現される。さらに、この実施例ではトランジューサを
３２個の振動子で構成したが、この数Ｖｃ限定するもの
でないことは勿論である。

（へ）効果 以上のように本発明によればオフセント遅延線を設は超
音波ビームの偏向角に従って駆動すべき振動子のグルー
プの数を増減するようにしているので、従来のものに比
べ遅延線の使用個数が少なくなる。しかも、回路も単純
化されるので装置のコストダウンが図れるという優れた
効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来例を示し、第１図はセクタ電
子走査形の超音波診断装置のブロック図、第２図は遅延
回路の構成図、第３図は振動子の遅延時間設定の関係を
示す説明図、第４図はセクタ走査の説明図、第５図ない
し第８図は本発明の実施例を示すもので、第５図はセク
タ電子走査形の超音波診断装置のブロック図、第６図は
超音波エコー送波の場合の回路構成図、第７図は超音波
エコー受波の場合の回路構成図、第８図は振動子の遅延
時間設定の関係を示す説明図である。 Ａ・・超音波診断装置、Ｂ１〜Ｂ３２・・振動子、Ｈ・
・遅延回路、Ｌ１〜ｒ−３２・・量子化遅延線、Ｋ１−
へ・・オフセット遅延線。 出　願　人　株式会社島津製作所 代　理　人　弁理士岡田和秀 第３図 ４ 第４図 ■−動千蟲号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１）　アレイ状に配置された複数の振動子の駆動に遅
   延時間を与える遅延回路を有するセクタ電子走査形の超
   音波診断装置において、前記遅延回路は超音波ビームの
   偏向角に応じて区分けされた振動子の各グループの、こ
   れらのグループ内の各振動子に対して共通の遅延時間を
   与えるオフセント遅延線と、前記グループ内の各振動子
   に対して個別の遅延時間を与える量子化遅延線とを備え
   て構成され、超音波ビームの偏向角に従って駆動すべき
   前記振動子のグループの数を増減することを特徴とする
   超音波診断装置。