JPS62139638A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波診断装置に係り、特に高分解能。

高速撮像に好適な高性能装置に関する。

〔発明の背景〕

受波焦点の距離を反射波の帰還時間に同期させて順次移
動させ、全視野にわたり焦点が合うようにするダイナミ
ックフォーカス方式と呼ばれる超音波撮像方式が知られ
ている。このような連続的な焦点の変化を行う装置の例
は、特開昭５６−１１２２３４号に示される。これを第
１図、第２図を用いて説明する。

アレイ状の探触子３０の各素子は送波用の遅延回路１５
を介して入力する送波トリガによりドライバ２０で駆動
され、所定焦点を有する音波ビームを発する。これによ
り生じる反射波は探触子３０で検出される。各素子の受
波信号はアンプ２０を介して２組の整相器５０ａ、５０
ｂに導かれる。この２組の整相器の出力には切換器５５
が設けられており、一方の出力が切換器５５にて選択さ
れている期間中に他方の整相器では５２ａ、もしくは５
２ｂに示す切換器により遅延線のタップを行う。これを
交互に行うことによりタップ切換中のノイズの混入する
のをさけ、受波焦点を連続して移動することができる。

図中６０は画像処理回路、７０は表示器を示し、第２図
は以上の動作をタイムチャートで示す。このような従来
の超音波装置では、１本の走査線に対応する受波信号を
得るためには２組の整相器が必要である。したがって、
複数の走査線を得てざらに撮像速度を上げようとすると
き、装置規模が増大する欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は高分解能画像を高速で得る超音波装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の基本的概念は、複数の受波ビーム位置にてそれ
ぞれ焦点を深度方向に移動させなから受波ビームを形成
し、各々の受波ビームの形成にて焦点の切換時に発生す
るノイズの接続時間中ば受波信号を除去し、隣接する受
波ビームの受波信号から補間により得た信号を除去され
た期間の受波信号に代えて表示に用いるものである。こ
れを実現するには、相隣接する受渡ビーム同志で、焦点
の切換位置、すなわち整相器のタップ切換のタイミング
が異なっている必要がある。

このような本発明の構成によれば、焦点の切換時のノイ
ズの混入を除去して連続した焦点の移動によるダイナミ
ックフォーカス方式の撮像が行われるので高品質、高分
解能の画像が得られる。

また、複数受波ビームの同時形成も容易に行われるので
、高分解能画像が高速で得られる６以下、図面を用いて
本発明をより具体的に説明する。

〔発明の実施例〕

第３図は、本発明の一実施例におけるビーム位置、焦点
位置、及び補間の方法を図示した概念図である。縦方向
は深度方向を示し、横方向は探触子のアレイ配列の方向
を示す。説明を簡略化するために受波口径は送波口径よ
り充分大とし、送受波合成ビームはほぼ受波ビームによ
り決定されるものとする。図中、Ｔ、、Ｔ２．Ｔ、は送
波ビーム位置（ビーム中心位置）を示し、Ｒ１〜ＲＧ　
は受波ビーム位＠（ビーム中心位置）を示す。したがっ
て本例では、Ｔ１の位置から送波後、Ｒ１゜Ｒ２の２本
の受波ビームの受波を並行して行う。

次にＴ１の送波によりＲａ　、Ｒ４の受波、Ｔ３の送波
によるＲ、、Ｒｃの受波を行う、受波ビームＲ，，Ｒ，
，Ｒ３について焦点距離をＦｌ、Ｆ、。

Ｆ、と順次移動し、受波ビームＲ２，Ｒ４，Ｒ。

については焦点距離をＦ、　、　Ｆ、　、　Ｆ、と順次
移動する。各受波ビーム位置を示す縦の線は、焦点を順
次切換える時間軸と見ることもでき５各々の受波ビーム
において焦点の切換、すなわち整相器のタップ切換の時
刻をｘ印で示す、このとき発生する切換ノイズの持続時
間は高々、数μｓであり。

距離に換算すると音速を１５００ｍ　／　ｓとして０．
７５ｎｍ／μｓＸ５μｓ＝３．７５　ｍｍ程度以下であ
る。

本特許は、この切換ノイズの持続時間の受波信号を除去
し、第３図において、左右の受波ビームの受波信号（０
印）により補間しようとするものである。補間の方法と
して、例えば受波ビームＲ５の焦点Ｆ２の位置に対応す
る信号（Ｒｓ　）　Ｆ２としては により得る。ここで（Ｒ４）　Ｆ２＋　　（Ｒｊ　Ｆ２
は受波ビームＲ５に隣接する受信ビームＲ４，及びＲＧ
における焦点位置Ｆ１で整相した時の受波信号の振幅で
ある。信号の位相を保存したままで補間演算しても、保
存されない状態（検波後）に補間演算しても良い。

第４図に本発明の実施例の構成を示す。送波ビーム位置
Ｔ３．受波ビーム位ｔｉ！Ｒ５，Ｉえ、とする。

１は探触子であり、リニア走査の場合には口径移動用切
換器を含む。２はｎ入力、１出力の整相器であり、出力
をそれぞれ、　（Ｒｓ　）　、（ＲＩ；　）とする。３
は信号処理回路であり、圧縮、検波などの処理を行うも
のである。４はＡ／Ｄ変換器、５は（−６）ｄＢ減衰器
、６は加算器、°７は第２の切換器であり、第３図の切
換ノイズの持続時間（例えば５μＳ）の前後で切換えら
れる。第５図にタイムチャートを示す。８はラインメモ
リ、９は表示器、１０は制御回路、１１はタップ付遅延
回路、１２は第１の切換回路である。

ここで整相器２−１の出力（Ｒ５）はＡ／Ｄ変換器４−
１によりデジタル化された後、切換器７−２、減衰器５
−１．５−３に入力する。整相器２−２の出力（Ｒ６）
はＡ／Ｄ変換器４−２によりデジタル化された後、切換
器７−３．減衰器５−２に入力する。ラインメモリ８−
１．８−２の出力は表示器９に入力し、２本ビームを形
成する。

ラインメモリ８−３の出力は切換器７−１．加算器６−
１．６−２に入力する。加算器６−３の他方の入力は零
である。

かかる構成によれば、整相器２−１の出力（Ｒ６）は切
換器７−２．ラインメモリ８−２をへて、表示器９に入
力する。しかし、切換ノイズの前後の区間は（１）式に
より（Ｒ４）と（Ｒ６）とにより補間される。ここで、
（Ｒ４）は１回前の送波時（Ｔ２）のラインメモリ８−
３の内容である。

また受波ビーム（Ｒ４）は切換器７−１．ラインメモリ
８−１をへて表示器９に入力する。受波ビーム（Ｒ４）
の切換ノイズの前後の区間は（１）式と同様に である。ここで、−（Ｒ３）は後述のように１回前の送
波時（Ｔ２）にラインメモリ８−３に保持されている。

さらに送波時（Ｔ、）の整相器２−２の出力（ＲＧ　）
は切換器７−３をへて、ラインメモリ８−３に保持され
る。このとき切換ノイズの前後の区間は−（Ｒ９）が保
持され、次の送波時に備えるものとする。

このようにして、整相器を２個有することにより、同一
送波に対し、２本ビーム形成が可能である。

以上の説明では整相器個数を２としたが、一般にに個の
整相器と、（Ｋ＋１）個のラインメモリとにより、同一
送波に対し、Ｋ本複数ビーム形成が可能である。

また、補間の方法として、前後の２本のビームの受波信
号の（−６ｄＢ）を用い補間したが、種種の変形が考え
られる。例えば前または後の１本のビームの受波信号を
減衰なしで置換する方法が考えられる。この場合、回路
樋成が簡略化される利点がある。

また、上記実施例によれば、となり合う受波ビームにて
順次変更する焦点の位置（深度方向）が互いに異なるた
め、同一深度について受波ビームごとに分解能のバラツ
キが生ずることがある。この場合はフレーム毎に交互に
各ビームの焦点移動パターンを置換することにより画質
を均一化する方法が考えられる。

第６．第７図は本発明の他の実施例である。第６図（ａ
）に示すように、例えば、送波ビームＴ２に対して受波
ビームＲ１，Ｒ４を形成する整相器２組と、受波ビーム
Ｒ，、Ｒ，の切換時刻（■印）における受波ビームを形
成する第３の整相器を有するものである。従って、第３
の整相器は点線で示すように、受波ビームＲ，、Ｒ，を
交互に形成する。

１回前の送波時刻ゴ１において、すでに受波ビーム（Ｒ
２）の切換ノイズ以外の時刻の受波ビームと、受波ビー
ム（Ｒ３）の切換ノイズ区間の受渡ビームが形成されて
いる。したがって、送波時刻Ｔ２において受波ビームＲ
２とＲ１とが同時に完全に形成される。このとき受波ビ
ーム（Ｒ４）は切換ノイズ以外の時刻の受渡ビームが形
成され、次回の送波Ｔ３に備える。ここで第６図（ｂ）
に示すように、切換ノイズ区間と、それ以外の区間では
送波感度が６２と０２′　　のように異なるため同一走
査線上に表示した場合、感度バラツキが生ずることがあ
る。これは探ｆ・独子が決まればあらかじめ見積ること
ができるので補市することができる。

第７図は第６図（ａ）、（ｂ）の動作を実現する実施例
であり、第４図と同一符号は同一動作を示す。ただし、
第２切換器７は第６図の説明の通りである。

第７図において（Ｒｉ）　　■は受波ビームＲｉの切換
ノイズ発生区間、（Ｒｉ）　　■はそれ以外の区間を示
す。そこで（Ｒｉ）　　のと（Ｒｉ）■とから完全な受
波ビームが形成される。また循回内に動作が行われるた
め、ラインメモリ８−３゜８−４においては送波ビーム
Ｔ１のとき、それぞれ受波ビーム（Ｒ２）区、（Ｒ３）
　　■が入力し、送波ビームＴ２のときに、それらが出
力すると同時に受波ビーム（Ｒ４）テ、（Ｒ５）　　■
が入力するものとする。

かかる構成によれば、送波ビームＴ２のとき、受波ビー
ム（Ｒ１）　、　　（Ｒ３）が同時に完全に形成される
ことは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、移動焦点された高分解能画像を、同一
送波に対し複数ビーム同時受信することにより高速撮像
が可能となり、高性能超音波装置を実現できる効果があ
る。

発明実施例であり、第６．第７図は本発明の他の実施例
である。

第４図において、 ２・・・整相器、４・・・Ａ／Ｄ変換器、５は減衰器、
（（・・・加算器（５，６により補間器を形成する）、
７・・・第２切換器、８・・・ラインメモリ、９・・・
表示器、１０・・・制御回路、１１・・・タップ付遅延
線、１２・・・第１の切換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の圧電素子の送受波信号の位相を制御すること
   により、超音波ビームを集束させ、かつ、走査する超音
   波装置において、複数の整相手段と、焦点深度切換のた
   めの第１の切換手段と、補間された受波信号を得る補間
   手段と、上記整相手段の出力と上記補間手段の出力とを
   切換える第２の切換手段と、記憶手段と、表示手段と、
   上記第１、第２切換手段を制御する制御手段とを有し、
   移動焦点された複数ビームを得ることを特徴とする超音
   波診断装置。