JPS61206434A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS61206434A JPS61206434A JP4879085A JP4879085A JPS61206434A JP S61206434 A JPS61206434 A JP S61206434A JP 4879085 A JP4879085 A JP 4879085A JP 4879085 A JP4879085 A JP 4879085A JP S61206434 A JPS61206434 A JP S61206434A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- ultrasonic
- voltage
- transmitting
- transistor
- 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.)
- Pending
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
重み付けを行なう超音波診断装置において、送受信素子
駆動電圧の変化による出力超音波の位相変化を、送信回
路の送受信素子駆動タイミングを補正する回路を設けて
補正することにより除去する。
駆動電圧の変化による出力超音波の位相変化を、送信回
路の送受信素子駆動タイミングを補正する回路を設けて
補正することにより除去する。
本発明は超音波診断装置、特にアレイ型探触子を用い送
信電圧の重み付けを行なってサイドロープの小さい超音
波を被検体へ送信する超音波診断装置の送信部に関する
。
信電圧の重み付けを行なってサイドロープの小さい超音
波を被検体へ送信する超音波診断装置の送信部に関する
。
アレイ型探触子は第５図に示すように多数の超音波送受
信素子１１，１２．・・・・・・ＩＮを配列し、各々を
それぞれのドライバＤ、レシーバＲに接続してなる。こ
の型の探触子は電子的走査が可能で、素子１１と１２と
１３．１２と１３と１４．１３と１４と１５．・・・・
・・の順で駆動すると超音波ビームはＢ Ｉｔ Ｂ ２
１ Ｂ ）ｌ ・・・・・・を発生し、被検査領域を
左から右へ走査することができる。各素子の駆動回路に
適当な遅延素子を挿入するとビーム方向を放射状にする
ことができ扇形走査を行なうことができる。またビーム
の集束が可能である。即ち遅延回路を介在させ同時駆動
する素子のうち両端のものは早目に、中央のものは遅日
に駆動すると各素子から送出される超音波ビームの波面
はＷの如くなり、合成ビームが集束される。
信素子１１，１２．・・・・・・ＩＮを配列し、各々を
それぞれのドライバＤ、レシーバＲに接続してなる。こ
の型の探触子は電子的走査が可能で、素子１１と１２と
１３．１２と１３と１４．１３と１４と１５．・・・・
・・の順で駆動すると超音波ビームはＢ Ｉｔ Ｂ ２
１ Ｂ ）ｌ ・・・・・・を発生し、被検査領域を
左から右へ走査することができる。各素子の駆動回路に
適当な遅延素子を挿入するとビーム方向を放射状にする
ことができ扇形走査を行なうことができる。またビーム
の集束が可能である。即ち遅延回路を介在させ同時駆動
する素子のうち両端のものは早目に、中央のものは遅日
に駆動すると各素子から送出される超音波ビームの波面
はＷの如くなり、合成ビームが集束される。
このような合成ビームの強度分布をとると、波面進行方
向にメインローブが現われる他に、それ−より斜め左及
び右へ延びるサイドローブが現われる。サイドローブは
、同時駆動される素子のうちの両端部のものから発生す
る超音波ビームによるものである。サイドローブの存在
は好ましくないのでこれは小さい（弱い）ことが望まれ
、これ（サイドローブの低減）は両端部の素子の駆動電
圧を下げることにより可能である。
向にメインローブが現われる他に、それ−より斜め左及
び右へ延びるサイドローブが現われる。サイドローブは
、同時駆動される素子のうちの両端部のものから発生す
る超音波ビームによるものである。サイドローブの存在
は好ましくないのでこれは小さい（弱い）ことが望まれ
、これ（サイドローブの低減）は両端部の素子の駆動電
圧を下げることにより可能である。
超音波送受信素子のドライバ（送信回路）は第１図の鎖
線内の構成を有する。即ちドライバＤはトランジスタＱ
１〜Ｑ ］ 、抵抗Ｒ１，Ｒ２、ダイオードｄ、コンデ
、ンサＣ１からなり、超音波送受信素子１１は結合コン
デンサＣＩ 、抵抗Ｒ２を介して増幅器２４の出力電圧
で駆動される。図示しないが超音波送受信素子１２，１
３．・・・・・・ＩＮについても同様であり、ドライバ
及びレシーバ等は各素子に対しそれぞれ設けられる。非
送信時は制御部２１はトランジスタＱ＋をオンにしてお
り、従ってトランジスタＱ２はオフ、Ｑ３もオフで、素
子１１はＲ２，ＣＩを通して増幅器出力電圧■１ヲ受け
°ている。制御部２１がトランジスタＱ１をオフにする
と、トランジスタＱ２はオン、Ｑ３もオンとなり、１１
．ＣＩ、Ｑ３の回路で蓄積電圧の放電が生じ、これが素
子１１に超音波振動を発生させる。サイドローブを低減
させるための素子駆動電圧の低下は前記両端素子に対す
る増幅器２４の出力電圧を下げることにより行なう。ど
の程度低下させるかのデータは記憶装置２２に格納して
あり、これを読み出し、変換器２３でＤ／Ａ変換し、増
幅器２４に入力することにより所要の駆動電圧を得る。
線内の構成を有する。即ちドライバＤはトランジスタＱ
１〜Ｑ ］ 、抵抗Ｒ１，Ｒ２、ダイオードｄ、コンデ
、ンサＣ１からなり、超音波送受信素子１１は結合コン
デンサＣＩ 、抵抗Ｒ２を介して増幅器２４の出力電圧
で駆動される。図示しないが超音波送受信素子１２，１
３．・・・・・・ＩＮについても同様であり、ドライバ
及びレシーバ等は各素子に対しそれぞれ設けられる。非
送信時は制御部２１はトランジスタＱ＋をオンにしてお
り、従ってトランジスタＱ２はオフ、Ｑ３もオフで、素
子１１はＲ２，ＣＩを通して増幅器出力電圧■１ヲ受け
°ている。制御部２１がトランジスタＱ１をオフにする
と、トランジスタＱ２はオン、Ｑ３もオンとなり、１１
．ＣＩ、Ｑ３の回路で蓄積電圧の放電が生じ、これが素
子１１に超音波振動を発生させる。サイドローブを低減
させるための素子駆動電圧の低下は前記両端素子に対す
る増幅器２４の出力電圧を下げることにより行なう。ど
の程度低下させるかのデータは記憶装置２２に格納して
あり、これを読み出し、変換器２３でＤ／Ａ変換し、増
幅器２４に入力することにより所要の駆動電圧を得る。
ビーム集束などに対する駆動タイミングの遅延は制御部
２１がトランジスタＱ１をオンにするタイミングの調整
により行なう。
２１がトランジスタＱ１をオンにするタイミングの調整
により行なう。
ところでドライバＱ３の出力トランジスタＱ３はＭＯＳ
）ランジスタで構成されるが、ＭＯＳトランジスタはゲ
ート信号を与えると直ちにオンになるのではなく、若干
の遅延がある。しがもこの遅延はドレイン電圧により変
わるので、サイドローブを低減すべく駆動電圧を低下さ
せると遅れ時間も変わり、ビーム集束のため或いは扇形
走査のために加える遅延時間が所望値からずれ集束又は
走査に支障を与える恐れがある。
）ランジスタで構成されるが、ＭＯＳトランジスタはゲ
ート信号を与えると直ちにオンになるのではなく、若干
の遅延がある。しがもこの遅延はドレイン電圧により変
わるので、サイドローブを低減すべく駆動電圧を低下さ
せると遅れ時間も変わり、ビーム集束のため或いは扇形
走査のために加える遅延時間が所望値からずれ集束又は
走査に支障を与える恐れがある。
本発明はか−る点を改善し、ドライバによる遅延は実質
的に生じないようにしてビーム集束等を所望通りに行な
おうとするものである。
的に生じないようにしてビーム集束等を所望通りに行な
おうとするものである。
本発明は、超音波送受信素子を複数個配列してなるアレ
イ型探触子と、重み付け情報を記憶する記憶装置と、こ
の記憶装置に記憶された重み付け情報に従って前記素子
の駆動電圧を得る回路と、該駆動電圧及びタイミング信
号に従って前記素子を駆動する送信回路とを備える超音
波診断装置において、該送信回路が前記素子を駆動する
タイミングを前記重み付け情報に従って補正する回路′
を設けたことを特徴とするものである。
イ型探触子と、重み付け情報を記憶する記憶装置と、こ
の記憶装置に記憶された重み付け情報に従って前記素子
の駆動電圧を得る回路と、該駆動電圧及びタイミング信
号に従って前記素子を駆動する送信回路とを備える超音
波診断装置において、該送信回路が前記素子を駆動する
タイミングを前記重み付け情報に従って補正する回路′
を設けたことを特徴とするものである。
（作用〕
ＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を駆動する
には、ゲート入力容量を充放電する必要がある。第２図
はゲート電荷Ｑ、をゲート、ソース電圧ＶＧＳの関数と
共に表わしたダイナミック特性図で、横軸がＱ、（単位
はピコクーロン）。
には、ゲート入力容量を充放電する必要がある。第２図
はゲート電荷Ｑ、をゲート、ソース電圧ＶＧＳの関数と
共に表わしたダイナミック特性図で、横軸がＱ、（単位
はピコクーロン）。
縦軸がＶｃｓ（単位はボルト）である。このＶＣＳ特性
には３つの領域ＡＩ、Ａ２．Ａ３があり、領域Ａ１はＶ
ＣＳが零と闇値電圧（Ｖｔｈ）の間にある領域でトラン
ジスタはオフである。この間はゲート容量の増加にほり
比例してゲート電圧ｖＧｓが増加しているからゲート容
量は一定であることが分る。領域Ａ２ではＶＧｓの増加
割合は急激に減少しており、従ってゲート容量が大きく
増加していることが分る。この領域Ａ２ではドレイン、
ソース間電圧ＶＤＳが急速に低下しくトランジスタはタ
ーン・オンを開始する）、ミラー容量が入力側に現われ
る。領域Ａ３ではＶＣＳの傾きは再び大になるが、領域
ＡＩとは異なって相当にリニアである。この領域ではト
ランジスタはオフ状態であり、ＶＤＳは変化せず、ミラ
ー効果は現われない。
には３つの領域ＡＩ、Ａ２．Ａ３があり、領域Ａ１はＶ
ＣＳが零と闇値電圧（Ｖｔｈ）の間にある領域でトラン
ジスタはオフである。この間はゲート容量の増加にほり
比例してゲート電圧ｖＧｓが増加しているからゲート容
量は一定であることが分る。領域Ａ２ではＶＧｓの増加
割合は急激に減少しており、従ってゲート容量が大きく
増加していることが分る。この領域Ａ２ではドレイン、
ソース間電圧ＶＤＳが急速に低下しくトランジスタはタ
ーン・オンを開始する）、ミラー容量が入力側に現われ
る。領域Ａ３ではＶＣＳの傾きは再び大になるが、領域
ＡＩとは異なって相当にリニアである。この領域ではト
ランジスタはオフ状態であり、ＶＤＳは変化せず、ミラ
ー効果は現われない。
トランジスタ電源電圧を変えてドレイン、ソース間電圧
ＶＤＳを変化させたときのＶＧＳダイナミック特性を第
３図に示す。曲線３１，３２．３３はＶＤＳ特性で電源
電圧ＶＤＤが６０Ｖ、４０Ｖ、２０Ｖのときの特性であ
る。曲線３４，３５゜３６．３７はＶＧＳ特性で、ＶＤ
ＤがＯＶ、２０Ｖ、４０Ｖ、６０Ｖのときの特性である
。ＶＤＤを高くする程領域Ａ２が拡がることが分る。即
ち駆動電圧が高くなる程、ゲートへ充電しなければなら
ない電荷量が増加し、ゲート回路がこの電荷量を充分迅
速に供給することができなければオンするタイミングが
遅れることになる。
ＶＤＳを変化させたときのＶＧＳダイナミック特性を第
３図に示す。曲線３１，３２．３３はＶＤＳ特性で電源
電圧ＶＤＤが６０Ｖ、４０Ｖ、２０Ｖのときの特性であ
る。曲線３４，３５゜３６．３７はＶＧＳ特性で、ＶＤ
ＤがＯＶ、２０Ｖ、４０Ｖ、６０Ｖのときの特性である
。ＶＤＤを高くする程領域Ａ２が拡がることが分る。即
ち駆動電圧が高くなる程、ゲートへ充電しなければなら
ない電荷量が増加し、ゲート回路がこの電荷量を充分迅
速に供給することができなければオンするタイミングが
遅れることになる。
この遅れは、送信電圧（超音波送受信素子の駆動電圧）
の重み付けを行なっている超音波診断装置では送信電圧
の低い所と高い所では出力超音波の発生タイミングに意
図しないずれをもたらす。
の重み付けを行なっている超音波診断装置では送信電圧
の低い所と高い所では出力超音波の発生タイミングに意
図しないずれをもたらす。
そこで本発明では補正回路を設けて、このずれが生じな
いようにする。
いようにする。
第１図は本発明の実施例を示し、２６が該補正回路であ
る。２５はフォーカス回路であり、発生する合成超音波
ビームの焦点位置を制御する。即ち同時駆動される超音
波送受信素子の各素子駆動タイミングの時間差を変える
ことにより合成超音波ビームの焦点位置が変るが、フォ
ーカス回路はこの時間差設定を行なって所望位置に焦点
がくるようにする。
る。２５はフォーカス回路であり、発生する合成超音波
ビームの焦点位置を制御する。即ち同時駆動される超音
波送受信素子の各素子駆動タイミングの時間差を変える
ことにより合成超音波ビームの焦点位置が変るが、フォ
ーカス回路はこの時間差設定を行なって所望位置に焦点
がくるようにする。
動作は前述の通りであり、制御部２１から走査線（超音
波ビームＢ１．Ｂ２・・・・・・等）の番号に対応する
番地が記憶装置２２に入力されると、該−記・ −憶
装置から走査線番号に対応する重み付け情報が出力され
る。この重み付け情報は分布関数に基ずき各チャネル（
送受信素子）毎に異なるデジタル値をとり、これは変換
器２３によりアナログ電圧に変換し、増幅器２４により
増幅し、超音波送受信素子１１への送信電圧となる。図
示しないが他の超音波送受信素子１２．１３．・・・・
・・の駆動回路も同様である。
波ビームＢ１．Ｂ２・・・・・・等）の番号に対応する
番地が記憶装置２２に入力されると、該−記・ −憶
装置から走査線番号に対応する重み付け情報が出力され
る。この重み付け情報は分布関数に基ずき各チャネル（
送受信素子）毎に異なるデジタル値をとり、これは変換
器２３によりアナログ電圧に変換し、増幅器２４により
増幅し、超音波送受信素子１１への送信電圧となる。図
示しないが他の超音波送受信素子１２．１３．・・・・
・・の駆動回路も同様である。
制御部２１はまた送信タイミングを制御するパルスを出
力する。この送信パルスはフォーカス回路２５でスオー
カス用の時間調整をされ、更に補正回路２６で前記遅れ
に対する時間調整をされたのち、送信回路りの入力トラ
ンジスタＱ１に負パルスとして入力する。負パルスが加
えられるとトランジスタＱ１はオフになり、Ｑ２はオン
、Ｑ３はオンとなり、素子１１は超音波を発生する。
力する。この送信パルスはフォーカス回路２５でスオー
カス用の時間調整をされ、更に補正回路２６で前記遅れ
に対する時間調整をされたのち、送信回路りの入力トラ
ンジスタＱ１に負パルスとして入力する。負パルスが加
えられるとトランジスタＱ１はオフになり、Ｑ２はオン
、Ｑ３はオンとなり、素子１１は超音波を発生する。
補正回路２６で補正する遅延量は前記遅延を相殺する量
であり、第４図に示すように同時駆動される素子群の各
駆動電圧が曲線Ｖの如くであったとすれば中央の高駆動
電圧の素子の遅れは小さく、左、右の低駆動電圧の素子
の遅れは小さいから曲線Ｔの如くｖの逆にする。即ち、
補正回路２６が左、右端素子に加える遅延Ｔは大であり
、該補正回路が中央素子に加える遅れはＯとし、Ｖ、
Ｔの和は一定、になるようにする。
であり、第４図に示すように同時駆動される素子群の各
駆動電圧が曲線Ｖの如くであったとすれば中央の高駆動
電圧の素子の遅れは小さく、左、右の低駆動電圧の素子
の遅れは小さいから曲線Ｔの如くｖの逆にする。即ち、
補正回路２６が左、右端素子に加える遅延Ｔは大であり
、該補正回路が中央素子に加える遅れはＯとし、Ｖ、
Ｔの和は一定、になるようにする。
以上説明したように本発明では補正回路を設けて駆動電
圧変化による出力超音波の位相変化を打消すようにした
ので、サイドロープ低減を行ないかつビーム集束、偏向
走査に支障がないようにすることができる。
圧変化による出力超音波の位相変化を打消すようにした
ので、サイドロープ低減を行ないかつビーム集束、偏向
走査に支障がないようにすることができる。
第１図は本発明の実施例示すブロック図、第２図〜第４
図は動作説明用の特性曲線図、第５図はアレイ型探触子
の説明図である。 図面で１０はアレイ型探触子、１１．１２．・・・・・
・は超音波送受信素子、２２は記憶装置、２３゜２４は
駆動電圧を得る回路、Ｄは送信回路、２６は補正回路で
ある。
図は動作説明用の特性曲線図、第５図はアレイ型探触子
の説明図である。 図面で１０はアレイ型探触子、１１．１２．・・・・・
・は超音波送受信素子、２２は記憶装置、２３゜２４は
駆動電圧を得る回路、Ｄは送信回路、２６は補正回路で
ある。
Claims (1)
- 超音波送受信素子を複数個配列してなるアレイ型探触子
と、重み付け情報を記憶する記憶装置と、この記憶装置
に記憶された重み付け情報に従って前記素子の駆動電圧
を得る回路と、該駆動電圧及びタイミング信号に従って
前記素子を駆動する送信回路とを備える超音波診断装置
において、該送信回路が前記素子を駆動するタイミング
を前記重み付け情報に従って補正する回路を設けたこと
を特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4879085A JPS61206434A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4879085A JPS61206434A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61206434A true JPS61206434A (ja) | 1986-09-12 |
Family
ID=12813028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4879085A Pending JPS61206434A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61206434A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015016342A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 国立大学法人九州大学 | 超音波治療装置 |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP4879085A patent/JPS61206434A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015016342A1 (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-05 | 国立大学法人九州大学 | 超音波治療装置 |
| JP2015029664A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 国立大学法人九州大学 | 超音波治療装置 |
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