JPS6215214B2 - - Google Patents

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JPS6215214B2
JPS6215214B2 JP52090811A JP9081177A JPS6215214B2 JP S6215214 B2 JPS6215214 B2 JP S6215214B2 JP 52090811 A JP52090811 A JP 52090811A JP 9081177 A JP9081177 A JP 9081177A JP S6215214 B2 JPS6215214 B2 JP S6215214B2
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JP
Japan
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transducer
scanning
delay
delay time
control circuit
Prior art date
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Application number
JP52090811A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5424479A (en
Inventor
Seiji Oomori
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
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Publication of JPS5424479A publication Critical patent/JPS5424479A/en
Publication of JPS6215214B2 publication Critical patent/JPS6215214B2/ja
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子走査式超音波診断装置、特に小
形の探触子で広範囲の走査、すなわち診断視野を
大きくでき、分解能のよい良質の画像の得られる
超音波診断装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic scanning ultrasound diagnostic device, and particularly to an ultrasound diagnostic device that can scan a wide range with a small probe, that is, enlarge the diagnostic field of view, and can obtain high-quality images with good resolution. It is something.

電子走査式超音波診断装置において、超音波ビ
ームを平行に走査するリニアスキヤニング方式
(第1図)と、扇形に走査するセクタスキヤニン
グ方式(第2図)とが存在する。
In electronic scanning ultrasound diagnostic apparatuses, there are a linear scanning method (FIG. 1) in which ultrasound beams are scanned in parallel, and a sector scanning method (FIG. 2) in which ultrasound beams are scanned in a fan shape.

前者のリニアスキヤニング方式は平面状に等間
隔で複数個配設された各トランスデユーサを時間
経過とともに順次切り換えて高周波パルスを印加
するようにしたもので、高周波パルスの印加され
るトランスデユーサの切換はアナログスイツチ等
で電子的に行なわれる。なお、第1,2図におい
てRは探触子、1は探触子を構成するトランスデ
ユーサ、Pは被検体、P′は被検体Pの体表を示
す。
The former linear scanning method applies high-frequency pulses by sequentially switching over time a plurality of transducers arranged on a plane at equal intervals. The switching is performed electronically using an analog switch or the like. In FIGS. 1 and 2, R is a probe, 1 is a transducer constituting the probe, P is a subject, and P' is the body surface of the subject P.

この場合一般的にはトランスデユーサよりの超
音波ビームの指向性を改善するために複数個のト
ランスデユーサを同時に駆動、例えばトランスデ
ユーサ1〜mまでのm個に高周波パルスを印加
し、次に2〜m+1までのm個にとトランスデユ
ーサ1個づつずらせながらm個のトランスデユー
サに高周波パルスを印加し、超音波ビームをトラ
ンスデユーサの1個分づつ移動させてリニアスキ
ヤニングしている。
In this case, generally in order to improve the directivity of the ultrasonic beam from the transducers, a plurality of transducers are driven simultaneously, for example, high-frequency pulses are applied to m transducers 1 to m. Next, a high frequency pulse is applied to the m transducers while shifting them one transducer at a time from 2 to m+1, and the ultrasonic beam is moved one transducer at a time to perform linear scanning. are doing.

したがつてこの場合超音波ビームは高周波パル
スの印加されたm個のトランスデユーサの中心か
らトランスデユーサ列面に垂直な方向に向かう指
向特性を有している。
Therefore, in this case, the ultrasonic beam has a directivity characteristic that is directed from the center of the m transducers to which high-frequency pulses are applied in a direction perpendicular to the transducer array plane.

また、後者のセクタスキヤニング方式は平面状
に等間隔で複数個配設された各トランスデユーサ
に加えられる高周波パルスを遅延させ、各トラン
スデユーサに印加される高周波パルスの相対的遅
延時間を電子的に制御することによりなされる。
In addition, the latter sector scanning method delays the high-frequency pulse applied to each transducer arranged at equal intervals in a plane, and the relative delay time of the high-frequency pulse applied to each transducer is This is done by electronic control.

すなわち、第i番目のトランスデユーサに第1
番目のトランスデユーサより(i−1)d/c×
sinθ(但し、dはトランスデユーサ間隔、cは
音速)だけ遅れた高周波パルスを加えると超音波
ビームはトランスデユーサ列面に垂直な方向から
θだけ偏向し、この遅延時間を電子的に制御する
ことにより、超音波ビームの方向は変わり扇形
(セクタ)にスキヤニングされることになる。
That is, the first
From the th transducer (i-1)d/c×
When a high-frequency pulse delayed by sinθ (where d is the transducer interval and c is the sound speed) is applied, the ultrasonic beam is deflected by θ from the direction perpendicular to the transducer array plane, and this delay time is electronically controlled. By doing so, the direction of the ultrasonic beam changes and is scanned in a sector.

しかしながら、前者において走査範囲を大きく
しようとすれば、所望の視野が得られるよう多数
のトランスデユーサを配設する必要があり、探触
子が大きくなる。その結果、探触子、特にその周
辺部において患者体表とギヤツプができ体表との
密着が困難となり、探触子周辺部の体表からの超
音波エネルギー反射が大きいことから分解能のよ
い良質の画像が得られないとともに患者に圧迫感
を与えることにもなる。また、骨間より超音波ビ
ームを被検体内に発射させ心臓疾患等の診断を行
なう場合、探触子を大きくできず視野が小さくな
り、特に診断上有益な情報を与える体表から遠い
(深い)部分が死角となる。
However, in the former case, if the scanning range is to be increased, it is necessary to arrange a large number of transducers to obtain a desired field of view, and the probe becomes larger. As a result, a gap forms between the probe and the patient's body surface, especially in the surrounding area, making it difficult to make close contact with the patient's body surface. In addition to not being able to obtain images, it also gives the patient a feeling of pressure. In addition, when diagnosing heart disease, etc. by emitting an ultrasound beam into the subject's body from between the bones, the probe cannot be made large, resulting in a small field of view. ) part becomes a blind spot.

後者においては第2図で明らかなように特に体
表に近い部分の視野が狭く、診断視野を大きくす
るために超音波ビームの偏向角θを大きくすると
トランスデユーサ列面から離れるにしたがつて、
すなわち体表から深い部分になるにしたがつて超
音波ビームが粗になり分解能が著じるしく低下す
る。なお超音波ビームの偏向角θは、各トランス
デユーサの相対遅延時間を制御することによりな
されるが、それを90゜以上にすることは技術的に
困難である。また、この方式は骨間より超音波ビ
ームを被検体内に発射させるには有効であるが、
体表から近い(浅い)部分の視野が狭く、この部
分が死角となり、体表に近い部分から遠い部分に
わたり有効な診断ができないものであつた。
In the latter case, as is clear from Fig. 2, the field of view is particularly narrow near the body surface, and when the deflection angle θ of the ultrasound beam is increased in order to enlarge the diagnostic field of view, the field of view becomes narrower as it moves away from the transducer array plane. ,
That is, the ultrasonic beam becomes coarser as it goes deeper from the body surface, and the resolution is significantly lowered. The deflection angle θ of the ultrasonic beam is determined by controlling the relative delay time of each transducer, but it is technically difficult to set it to 90° or more. Additionally, although this method is effective for emitting an ultrasound beam into the subject from between the bones,
The field of view near (shallow) the body surface was narrow, and this area became a blind spot, making it impossible to make effective diagnoses from areas close to the body surface to areas far away.

したがつて、この種分野において小形の探触子
でもつて走査範囲を拡大し、診断視野が大きくで
きれば有益であり、またこのように小形の探触子
で診断視野が大きく、かつ分解能の優れた良質の
画像が得られる超音波診断装置の出現が渇望され
ている。
Therefore, in this type of field, it would be beneficial if the scanning range could be expanded with a small probe and the diagnostic field of view could be enlarged. There is a strong desire for an ultrasonic diagnostic device that can provide high-quality images.

この発明は上記に鑑み、探触子の小形化を計
り、かつ走査範囲を大きくして診断視野を大きく
できるとともに分解能のよい良質の画像が得られ
るようにした超音波診断装置を提供することを目
的とするものである。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus in which the probe is miniaturized, the scanning range is enlarged, the diagnostic field of view is enlarged, and high-quality images with good resolution can be obtained. This is the purpose.

この目的を達成するために平面状に並設された
探触子を構成するトランスデユーサ群の各トラン
スデユーサに順次高周波パルスを印加できるよう
に構成するとともにトランスデユーサ群端部の所
定個の各トランスデユーサに相対的遅延時間が電
子的に制御された高周波パルスを印加できるよう
に構成し、リニアスキヤニングとセクタスキヤニ
ングとを併用できるようにして走査範囲を大きく
して診断視野を大きくすると共に、トランスデユ
ーサ群両端部の所定個の各トランスデユーサに超
音波ビームに集束作用を与えるよう互に所定の遅
延時間が設定された遅延線等の遅延素子をそれぞ
れ接続し、相対的に遅延時間が電子的に制御され
た高周波パルスを前記遅延素子を介して各トラン
スデユーサに印加することにより、セクタスキヤ
ニング時、トランスデユーサ列面より遠ざかるに
つれて超音波ビームが太くなるのを防止するよう
にしたものである。
In order to achieve this purpose, a configuration is adopted in which high-frequency pulses can be sequentially applied to each transducer of the transducer group that constitutes the transducer group arranged in parallel in a plane, and a predetermined pulse is applied to each transducer at the end of the transducer group. The system is configured to apply high-frequency pulses with electronically controlled relative delay times to each transducer, and allows linear scanning and sector scanning to be used together to enlarge the scanning range and improve the diagnostic field of view. At the same time, a predetermined number of transducers at both ends of the transducer group are connected to delay elements, such as delay lines, each having a predetermined delay time set to give a focusing effect to the ultrasonic beam. By applying a high-frequency pulse whose delay time is electronically controlled to each transducer via the delay element, the ultrasonic beam becomes thicker as it moves away from the transducer array surface during sector scanning. It is designed to prevent this.

以下図面に示す実施例によりこの発明を説明す
る。第3図はこの発明の走査方式の原理説明用の
略図で、Rは多数のトランスデユーサ1〜1o
が同一平面上に等間隔に配置された探触子であ
る。実施例においては探触子Rの左端部の所定個
の各トランスデユーサに相対的遅延時間が電子的
制御された高周波パルスを印加することにより超
音波ビームBはより矢印a方向にθセクタスキ
ヤニングされ、ビームBがの位置に達すると探
触子Rの各トランスデユーサに順次高周波パルス
が印加することにより、超音波ビームBはトラン
スデユーサ列面にそつて矢印b方向にリニアスキ
ヤニングされ、超音波ビームBがの位置に達す
ると探触子Rの右端部の所定個の各トランスデユ
ーサに相対的遅延時間が電子的に制御された高周
波パルスが印加されて超音波ビームBは矢印c方
向にθの位置までセクタスキヤニングされるよ
うに構成されている。この状態を第3図aに示
す。
The present invention will be explained below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of the scanning method of the present invention, where R is a large number of transducers 1 1 to 1 o
are probes arranged at equal intervals on the same plane. In the embodiment, by applying a high frequency pulse whose relative delay time is electronically controlled to a predetermined number of transducers at the left end of the probe R, the ultrasonic beam B is further shifted by θ sector in the direction of arrow a. When the beam B reaches the position , high-frequency pulses are sequentially applied to each transducer of the probe R, so that the ultrasonic beam B is linearly scanned in the direction of arrow b along the transducer array surface. When the ultrasonic beam B reaches the position of It is configured such that sector scanning is performed up to the position θ in the direction of arrow c. This state is shown in FIG. 3a.

この際探触子Rの少なくとも両端部のセクタス
キヤニングに供される所定個の各トランスデユー
サには上記のように超音波ビームに集束作用を与
える遅延時間が設定された遅延線がそれぞれ接続
されており、セクタスキヤニングのための相対的
遅延時間が制御された高周波パルスがこれら遅延
線により遅延されて各トランスデユーサに印加さ
れることから第3図bに示すようにトランスデユ
ーサ列面から距離DのF点に集束される。
At this time, each of the predetermined transducers used for sector scanning at least at both ends of the probe R is connected to a delay line having a delay time set to focus the ultrasound beam as described above. The high-frequency pulses with controlled relative delay times for sector scanning are delayed by these delay lines and applied to each transducer. It is focused at point F at distance D from the surface.

すなわち、所定個の各トランスデユーサ1
nの相対的遅延時間が制御され、その列面に垂
直な方向からθの方向に超音波ビームBが指向す
るものとする、トランスデユーサ列面に対し、θ
の波面W1が形成される。
That is, each predetermined number of transducers 1 1 to
It is assumed that the relative delay time of 1 n is controlled and the ultrasonic beam B is directed in the direction θ from the direction perpendicular to the row surface.
A wavefront W 1 is formed.

ここで、各トランスデユーサ1〜1nにはそ
れぞれ超音波ビーム集束用の遅延線3〜3n
設けられ、各遅延線が図中W2の集束波面を形成
するよう、すなわち各遅延線3の各遅延時間が、
より3nまで中心において最大、3,3n
両端において最小となるよう放物線状の遅延時間
を有するように設定されているので、その結果
W1,W2の両波面が重畳されるので、各トランス
デユーサよりの超音波ビームは図示のように偏向
されてトランスデユーサ列面から距離DのFに向
つて進んでいき、F点に焦点を結ぶ。
Here, each of the transducers 1 1 to 1 n is provided with a delay line 3 1 to 3 n for focusing the ultrasonic beam, and each delay line forms a focused wavefront of W 2 in the figure. Each delay time of delay line 3 is
From 3 1 to 3 n , it is set to have a parabolic delay time that is maximum at the center and minimum at both ends of 3 1 and 3 n , so the result is
Since both wavefronts W 1 and W 2 are superimposed, the ultrasonic beam from each transducer is deflected as shown in the figure and travels toward F at a distance D from the transducer array surface, reaching point F. focus on.

図中点線は各トランスデユーサ1〜1nの相
対的遅延時間が制御され、その列面に垂直な方向
からθの方向に超音波ビームBが指向する場合
を示すもので、この場合も各トランスデユーサ1
〜1nに放物線状の遅延時間を有する各遅延線
〜3nを介して高周波パルスが印加されるこ
とから各トランスデユーサよりの超音波ビームは
トランスデユーサ列面から距離Dの集束点F1
集束する。
The dotted line in the figure shows the case where the relative delay time of each transducer 1 1 to 1 n is controlled and the ultrasonic beam B is directed in the direction θ 1 from the direction perpendicular to the row plane. Also each transducer 1
Since a high frequency pulse is applied through each delay line 31 to 3n having a parabolic delay time of 1 to 1n , the ultrasonic beam from each transducer is transmitted at a distance D from the transducer array surface. Focus on the focus point F 1 .

したがつて各トランスデユーサの相対的遅延時
間を電子的に制御し、第3図aの矢印a,c方向
にセクタスキヤニングすれば、超音波ビームは第
3図Cのようにトランスデユーサ列面から距離D
の所に集束され、その線d上をF,F1,F2……
と移動することになる。このことからトランスデ
ユーサ列面から離れた部分、すなわち体表より深
い部分においても超音波ビームが図中点線のよう
に直進せず、集束用遅延線の作用で細線で示すよ
うに距離Dの線d上に集束され太くなることがな
く、セクタスキヤニングされることになる。
Therefore, if the relative delay time of each transducer is electronically controlled and sector scanning is performed in the directions of arrows a and c in Fig. 3a, the ultrasonic beam will pass through the transducer as shown in Fig. 3C. Distance D from row surface
F, F 1 , F 2 ... on the line d.
and will be moved. Therefore, even in areas far from the transducer array plane, that is, areas deeper than the body surface, the ultrasound beam does not travel straight as shown by the dotted line in the figure, and due to the action of the focusing delay line, the distance D is increased as shown by the thin line. It will not be focused on line d and become thicker, but will be sector scanned.

また、トランスデユーサより発射された超音波
ビームは第3図dに示すようにトランスデユーサ
列面から離れるに従つて図中点線で示すように発
散するが、この発明では前記各トランスデユーサ
に接続された所定の遅延時間を有する集束用の遅
延線の作用で図中細線で示すように集束されるの
で、トランスデユーサ列面から距離Dまで細い超
音波ビームが得られ、前記超音波ビームが粗にな
らないことと相俟つて、細いビームで密に走査す
ることが可能となる。
Furthermore, as shown in FIG. 3d, the ultrasonic beam emitted from the transducer diverges as it moves away from the transducer array surface as shown by the dotted line in the figure. As shown by the thin line in the figure, a narrow ultrasonic beam is obtained from the transducer array surface to a distance D, and the ultrasonic wave Coupled with the fact that the beam does not become coarse, it becomes possible to perform dense scanning with a narrow beam.

さらに、超音波ビームのトランスデユーサ列面
からの集束距離、すなわち焦点距離Dは、各トラ
ンスデユーサ1〜1nに接続されている集束用
の遅延線3〜3nの遅延時間を調整し、それに
より形成される第3図bの波面W2の形を変える
ことにより任意に変更できる。
Furthermore, the focusing distance of the ultrasonic beam from the transducer array surface, that is, the focal length D, is determined by the delay time of the focusing delay lines 3 1 to 3 n connected to each transducer 1 1 to 1 n. It can be arbitrarily changed by adjusting and changing the shape of the wavefront W 2 of FIG. 3b formed thereby.

なお、実施例においては探触子を構成する全ト
ランスデユーサにも集束用の遅延線をそれぞれ接
続し、トランスデユーサに一方端から電子的に順
次高周波パルスを印加するリニアスキヤニングの
際にも第3図eに示すように図bの波面W2と同
じ波面W2を形成する遅延時間を与え、それをシ
フトレジスタによりスキヤニング方向(矢印b方
向)に移動させ、すなわち波面W2′をW2′→
W2″と移動させて超音波ビームをトランスデユー
サ列面より距離Dの所に集束させて、細い超音波
ビームによるリニアスキヤニングを可能にしてい
る。
In addition, in this example, a focusing delay line is also connected to all transducers constituting the probe, and during linear scanning, in which high-frequency pulses are sequentially applied electronically to the transducers from one end. As shown in Fig. 3e, a delay time is given to form a wavefront W 2 that is the same as the wavefront W 2 in Fig. 3b, and it is moved in the scanning direction (direction of arrow b) by a shift register, that is, the wavefront W 2 ' is W 2 ′→
W 2 '' to focus the ultrasonic beam at a distance D from the transducer array surface, enabling linear scanning with a narrow ultrasonic beam.

第4図は第3図で説明した走査方式を実現する
ための実施例のブロツク図である。
FIG. 4 is a block diagram of an embodiment for realizing the scanning method described in FIG. 3.

図においてRは探触子で、多数のトランスデユ
ーサ1〜1oが同一平面上に等間隔に配置され
ている。なお以下の説明の便宜上、探触子R両端
のトランスデユーサ1〜1nならびに1K+1〜1
oをフエイズド・アレイ・トランスデユーサ
PT1,PT2、中央部のトランスデユーサ1n+1〜1
Kをリニア・アイレ・トランスデユーサLTと称す
る。また、フエイズト・アイレ・トランスデユー
サPT1,PT2は例えばそれぞれ32個のトランスデ
ユーサで構成され、リニア・アイレ・トランスデ
ユーサLTは例えば32個のトランスデユーサで構
成されている。
In the figure, R is a probe, and a large number of transducers 1 1 to 1 o are arranged on the same plane at equal intervals. For convenience of explanation below, transducers 1 1 to 1 n and 1 K+1 to 1 at both ends of the probe R are used.
phased array transducer
PT 1 , PT 2 , central transducer 1 n+1 ~ 1
K is called Linear Aire Transducer LT. Furthermore, the phased air transducers PT 1 and PT 2 each include, for example, 32 transducers, and the linear air transducer LT includes, for example, 32 transducers.

3は各トランスデユーサ1〜1oに接続され
た超音波ビーム集束用の遅延線群で、セクタスキ
ヤニング時には第3図で説明した波面W2を形成
するようにフエイズド・アイレ・トランスデユー
サPT1に接続する遅延線3より3nまで中心に
おいて、最大、3,3n両端において最小とな
るような放物線状の遅延時間が与えられており
(フエイズド・アイレ・トランスデユーサPT2
接続する遅延線3k+1〜3oも波面W2を形成する放
物線状の同等の遅延時間が与えられている)、リ
ニアスキヤニング時には後述のシフトレジスタに
より、m個のトランスデユーサに接続する遅延線
に第3図eの波面W2を形成する上記セクタスキ
ヤニング時と同様の放物線状の遅延時間が与えら
れ、且つ第3図eで説明したように波面W2′,
W2″を形成するように移動(シフト)される。
Reference numeral 3 denotes a delay line group for ultrasonic beam focusing connected to each transducer 1 1 to 1 o , and during sector scanning, a phased air transducer is used to form the wavefront W 2 explained in FIG. A parabolic delay time is given from delay line 3 1 to 3 n connected to user PT 1 such that it is maximum at the center and minimum at both ends of 3 1 and 3 n (phased air transducer PT The delay lines 3k +1 to 3o connected to the wavefront W2 are also given the same parabolic delay time to form the wavefront W2 ). During linear scanning, m transducers are connected to each other by a shift register (described later). The delay line connected to is given a parabolic delay time similar to that in the sector scanning described above to form the wavefront W 2 in FIG. 3e, and the wavefront W 2 ', as explained in FIG.
It is moved (shifted) to form W 2 ″.

4はフエイズド・アイレ・トランスデユーサ
PT1,PT2の各トランスデユーサ1に所定の相対
遅延時間を与えるセクタスキヤン用の遅延線群
で、フエイズド・アイレ・トランスデユーサ
PT1,PT2の各トランスデユーサ1〜1n,1K
+1〜1oに接続する前記遅延線3〜3n,3K+
,3oに直列に接続されている。
4 is a phased air transducer
A delay line group for sector scanning that provides a predetermined relative delay time to each transducer 1 of PT 1 and PT 2 .
Each transducer 1 1 to 1 n , 1 K of PT 1 and PT 2
The delay lines 3 1 to 3 n , 3 K+ connected to +1 to 1 o
1 and 3 are connected in series.

5は前記遅延線群4の遅延時間を制御するセク
タスキヤニング制御回路で、カウンタとデコーダ
より構成された計数回路で、制御回路6よりの指
令信号P2で制御され、それを計数する。
Reference numeral 5 denotes a sector scanning control circuit for controlling the delay time of the delay line group 4, which is a counting circuit composed of a counter and a decoder, which is controlled by a command signal P2 from the control circuit 6 and counts it.

7はシフトレジスタ8とデコーダ9よりなるリ
ニアスキヤニング制御回路で、シフトレジスタ8
は第3図b,eで説明した波面W2を形成するよ
うに前記集束用の遅延線群3に与える放物線状の
遅延時間がセツトされたn桁のレジスタで、制御
回路6よりの指令信号P2によりその内容を右へ移
動(シフト)し、該シフトレジスタ8の内容はデ
コーダ9を介して前記集束用の遅延線群3の各遅
延線3〜3oに与えられ、対応するn個の遅延
線にセツトされた放物線状の遅延時間が与えられ
る。
7 is a linear scanning control circuit consisting of a shift register 8 and a decoder 9;
is an n-digit register in which the parabolic delay time given to the focusing delay line group 3 is set so as to form the wavefront W 2 explained in FIGS. 3b and 3e, and the command signal from the control circuit 6 is P 2 shifts the contents to the right, and the contents of the shift register 8 are applied to each delay line 3 1 to 3 o of the focusing delay line group 3 via a decoder 9, and the corresponding n A parabolic delay time set for each delay line is given.

10はトランスデユーサ1で受信され、電気信
号に変換された超音波エコーを受ける受信回路
で、該回路10には前記集束用の遅延線群3、セ
クタスキヤニング用の遅延線群4と同じ遅延線群
3′,4′が設けられており、前記遅延線群3,4
と同様にそれぞれシフトレジスタ8ならびにセク
タスキヤニング制御回路5からの制御信号β,γ
で遅延時間が制御されて前記遅延線群3,4と同
一の遅延時間が与えられる。
Reference numeral 10 denotes a receiving circuit that receives the ultrasonic echoes received by the transducer 1 and converted into electrical signals.This circuit 10 includes the same delay line group 3 for focusing and the delay line group 4 for sector scanning. Delay line groups 3', 4' are provided, and said delay line groups 3, 4
Similarly, the control signals β, γ from the shift register 8 and sector scanning control circuit 5, respectively
The delay time is controlled by , and the same delay time as that of the delay line groups 3 and 4 is provided.

したがつて超音波エコーは受信回路10に導か
れて送波時と同じ遅延時間が設定された遅延線群
3′,4′を通して受信されるので、発射された超
音波と同じ指向特性を持ち第3図で説明したF
点、すなわちトランスデユーサ列面から距離Dの
点に最大感度を持つことになる。
Therefore, the ultrasonic echo is guided to the receiving circuit 10 and received through the delay line group 3', 4', which has the same delay time as the time of transmission, so it has the same directional characteristics as the emitted ultrasonic wave. F explained in Figure 3
The maximum sensitivity will be at a point at a distance D from the transducer array surface.

受信回路10の出力信号はCRT等の表示機構
11に導かれる。また表示機構11はさらにセク
タスキヤニング時の超音波ビーム方向(角度信
号)ならびにリニアスキヤニング時のビーム位置
(走査位置信号)を現わすセクタスキヤニング制
御回路5ならびにリニアスキヤニング制御回路7
よりの制御信号β,γが導かれており、この表示
機構11は診断時前記制御回路5,7よりの制御
信号β,γと前記受信回路10の出力信号を受け
て超音波スキヤニング像を映出する。
The output signal of the receiving circuit 10 is guided to a display mechanism 11 such as a CRT. The display mechanism 11 further includes a sector scanning control circuit 5 and a linear scanning control circuit 7 that display the ultrasonic beam direction (angle signal) during sector scanning and the beam position (scanning position signal) during linear scanning.
Control signals β and γ from the control circuits 5 and 7 are guided to the display mechanism 11, and this display mechanism 11 receives the control signals β and γ from the control circuits 5 and 7 and the output signal from the receiving circuit 10 to display an ultrasonic scanning image during diagnosis. put out

なお、図中2は各トランスデユーサ1〜1o
と集束用の遅延線3〜3oとの間に設けられた
高周波パルス発生器である。
In addition, 2 in the figure indicates each transducer 1 1 to 1 o
and the focusing delay lines 3 1 to 3 o .

第5図は、第4図におけるセクタスキヤニング
のために好適な遅延線4ならびにその制御回路5
の一例を示すものである。
FIG. 5 shows a delay line 4 and its control circuit 5 suitable for sector scanning in FIG.
This is an example.

図において遅延線4は、2つのタツプ式可変
遅延線l1-1,l1-2からなつている。遅延線l1-2
は遅延線l1-1の総遅延時間が1タツプ間の遅延
時間に等しい遅延時間を有している。例えば遅延
線l1-1の総遅延時間が10nsとすると遅延線l1-2
のタツプ間の遅延時間は、10nsであり、両遅延
線が9本のタツプを有しているとすると両者のタ
ツプの切り換えでもつて0〜99nsの間1nsおきに
遅延時間を選ぶことができる。
In the figure, the delay line 41 consists of two tap-type variable delay lines l 1-1 and l 1-2 . Delay line l 1-2
has a delay time in which the total delay time of delay line l 1-1 is equal to the delay time between one tap. For example, if the total delay time of delay line l 1-1 is 10 ns, delay line l 1-2
The delay time between the taps is 10 ns, and if both delay lines have 9 taps, the delay time can be selected every 1 ns from 0 to 99 ns when switching both taps.

5は遅延線l1-1,l1-2のタツプの切り換えを
制御するセクタスキヤニング制御回路で、それぞ
れに対応するカウンタとデコーダより構成されて
いる。
Reference numeral 5 denotes a sector scanning control circuit for controlling tap switching of delay lines l 1-1 and l 1-2 , and is composed of a corresponding counter and decoder.

51,52はBCDカウンタで、カウンタ51
は制御回路6よりの超音波エコー受信完了信号P2
を計数するもので、このカウンタはパルスP2を9
まで計数し、もう一つのパルスP2が入つてくる
と、くり上りパルスP5をカウンタ52に送る。カ
ウンタ52もカウンタ51と同様に9まで計数
し、もう一つのカウンタ51からのパルスP2によ
り0にリセツトされ、カウントアツプ信号P3を出
す。このカウントアツプ信号P3は制御回路6に供
給される。
51 and 52 are BCD counters, counter 51
is the ultrasonic echo reception completion signal P 2 from the control circuit 6
This counter counts pulse P 2 by 9
When another pulse P 2 comes in, a rising pulse P 5 is sent to the counter 52. The counter 52 also counts up to 9 in the same way as the counter 51, and is reset to 0 by the pulse P2 from the other counter 51, and outputs a count-up signal P3 . This count-up signal P3 is supplied to the control circuit 6.

53,54は各BCDカウンタ51,52より
の4ビツドの出力をそれぞれBCDから10進に復
号するデコーダで、その出力で各遅延線l1-1
1-2のタツプを切り換えるアナログスイツチS1
−1,S1-2が制御され、計数値に対応した遅延時
間が与えられる。
Decoders 53 and 54 decode the 4-bit output from each BCD counter 51 and 52 from BCD to decimal, and the output is used for each delay line l 1-1 ,
l Analog switch S 1 to switch taps 1-2
-1 and S 1-2 are controlled, and a delay time corresponding to the count value is given.

なお、第5図ではトランスデユーサ1に遅延
時間を与える遅延線4のみが示されているが、
他の遅延線4〜4nも同一の構成であり、か
つ、それらのタツプもデコーダ53,54の出力
でもつてアナログスイツチS1〜Snにより一斉に
同一遅延時間を与えるタツプ位置に切り換えられ
る。
Although FIG. 5 only shows the delay line 41 that provides the delay time to the transducer 11 ,
The other delay lines 4 2 to 4 n have the same configuration, and their taps are simultaneously switched to tap positions that give the same delay time by the outputs of the decoders 53 and 54 by analog switches S 1 to S n . .

上記構成において、パルス状超音波を発生させ
るために制御回路6よりトリガパルスP1が発生さ
れると、該パルスP1は遅延線4に与えられた時
間だけ遅れて高周波パルス発生器2に供給され、
それよりの高周波パルスでトランスデユーサ1
は駆動され、超音波ビームが発射される。超音波
エコーはトランスデユーサ1で受信され、受信
が完了すると制御回路6より受信完了信号P2が発
せられる。この信号P2はカウンタ51で計数さ
れ、その4ビツトの出力(0001)はデコーダ53
で10進の1に復号され、各アナログスイツチS1-
……Sn-1が1nsの遅延時間を与えるタツプ位置
に切り換えられる。
In the above configuration, when the trigger pulse P 1 is generated by the control circuit 6 to generate a pulsed ultrasonic wave, the pulse P 1 is delayed by the time given to the delay line 4 1 and then sent to the high frequency pulse generator 2. supplied,
Transducer 1 with a higher frequency pulse than that
is driven and an ultrasonic beam is emitted. The ultrasonic echo is received by the transducer 11 , and when the reception is completed, the control circuit 6 issues a reception completion signal P2 . This signal P2 is counted by the counter 51, and its 4-bit output (0001) is sent to the decoder 53.
is decoded to decimal 1 by , and each analog switch S1-
1 ...S n-1 is switched to the tap position giving a delay time of 1 ns.

これにより各トランスデユーサ1〜1nの各
遅延線4〜4nに遅延時間1nsが与えられ、各
遅延線の相対的遅延時間は1nsとなる。この際制
御回路5よりの信号βにより第4図受信回路10
の各遅延線4にも1nsの相対的遅延時間が与えら
れる。この状態で次のパルス状超音波を発生させ
るために制御回路6より新たなトリガパルスP1
発生されると、このトリガパルスP1は前記で与え
られた1nsの時間相対的に遅延されて高周波パル
ス発生器2に供給され、その出力で各トランスデ
ユーサ1〜1nが駆動される。
As a result, a delay time of 1 ns is given to each delay line 4 1 to 4 n of each transducer 1 1 to 1 n , and the relative delay time of each delay line is 1 ns. At this time, the signal β from the control circuit 5 causes the receiving circuit 10 in FIG.
Each delay line 4 is also given a relative delay time of 1 ns. In this state, when a new trigger pulse P1 is generated from the control circuit 6 to generate the next pulsed ultrasonic wave, this trigger pulse P1 is relatively delayed by the 1 ns time given above. The signal is supplied to a high frequency pulse generator 2, and its output drives each transducer 11 to 1n .

その結果超音波ビームは各トランスデユーサの
相対的遅延時間1nsで定まる0.266゜トランスデユ
ーサ列面に垂直な方向から振られる。
As a result, the ultrasonic beam is swung from a direction perpendicular to the transducer row plane by 0.266° determined by a relative delay time of 1 ns for each transducer.

このパルス状超音波の反射エコーは同じ遅延時
間で各トランスデユーサ1〜1nに受波される
ので、発射された超音波と同じ指向特性を持ち、
トランスデユーサ面に垂直な方向に対して0.266
゜に最大感度を持つことになる。
The reflected echoes of this pulsed ultrasonic wave are received by each transducer 1 1 to 1 n with the same delay time, so they have the same directivity characteristics as the emitted ultrasonic waves.
0.266 perpendicular to the transducer plane
It has maximum sensitivity at °.

なお、実際はトリガパルスP1は、遅延線群4と
直列の集束用の遅延線群3を通じて各高周波パル
ス発生器2に供給されるので、集束用の遅延線群
3の遅延時間で定まる第3図BのF点に集束し、
且つ受波回路10で、遅延線群3,4と同一の遅
延時間が与えられた遅延線群3′,4′を通すの
で、反射エコーは発射された超音波と同じ指向特
性を持ち、第3図bのF点に最大感度を持つこと
になる。超音波エコーの受信が完了すると再び制
御回路6から受信完了信号P2が発せられ、カウン
タ51に供給される。この信号P2によりBCDカ
ウンタ51は1つカウントアツプされ、4ビツト
の出力(0010)を出す。この出力はデコーダ53
で10進の2に復号され、各アナログスイツチS1-
……Sn-1が2nsの遅延時間を与えるタツプ位置
に一斉に切り換えられる。(なお、BCDカウンタ
52にはカウンタ51よりのくり上りパルスP5
当然ないので、その内容は不変で、デコーダ54
も不変となり、遅延線l1-2〜ln-2は零遅延時間
をもつ。) したがつて、すべての遅延線の遅延時間は2ns
となり、超音波ビームはトランスデユーサ列面に
垂直な方向に対し約0.553゜の偏向が行なわれ
る。
Note that, in reality, the trigger pulse P 1 is supplied to each high-frequency pulse generator 2 through the delay line group 3 for focusing in series with the delay line group 4. Focus on point F in figure B,
In addition, since the receiving circuit 10 passes the delay line groups 3' and 4' given the same delay time as the delay line groups 3 and 4, the reflected echo has the same directional characteristics as the emitted ultrasonic wave, and The maximum sensitivity is at point F in Figure 3b. When the reception of the ultrasonic echo is completed, the control circuit 6 again issues a reception completion signal P 2 and supplies it to the counter 51 . This signal P2 causes the BCD counter 51 to count up by one and output a 4-bit output (0010). This output is decoder 53
is decoded to decimal 2, and each analog switch S1-
1 ...S n-1 is switched all at once to the tap position that provides a delay time of 2 ns. (Note that since the BCD counter 52 naturally does not receive the rising pulse P5 from the counter 51, its contents remain unchanged and the decoder 54
also remains unchanged, and the delay lines l 1-2 to l n-2 have zero delay time. ) Therefore, the delay time of all delay lines is 2ns
Therefore, the ultrasonic beam is deflected by approximately 0.553° with respect to the direction perpendicular to the transducer array plane.

このように制御回路6よりのトリガパルスP1
もつてパルス状超音波が発射され、その発射エコ
ーの受信完了信号P2が制御回路6より供給される
たぴにカウンタ51がカウントアツプされ、カウ
ンタ52も10回に一度カウントアツプされ、それ
らの4ビツトの出力によりBCDから10進の変換
するデコーダ53,54の出力が0〜9まで1つ
づつ変化する。
In this way, a pulsed ultrasonic wave is emitted by the trigger pulse P1 from the control circuit 6, and the counter 51 is counted up as soon as the reception completion signal P2 of the emitted echo is supplied from the control circuit 6. 52 is also counted up once every 10 times, and the outputs of decoders 53 and 54, which convert BCD to decimal, change one by one from 0 to 9 based on these 4-bit outputs.

この結果、2つのタツプ式可変遅延線l1-1
n-1,l1-2〜ln-2の遅延時間が0〜99nsまで
1nsごとに変化し、その遅延時間に対応して超音
波ビームがトランスデユーサ列面に垂直な方向に
対し0゜〜27.41゜に偏向、すなわち、セクタス
キヤニングされる。
As a result, two tap-type variable delay lines l 1-1 ~
The delay time of l n-1 , l 1-2 to l n-2 is from 0 to 99 ns.
The delay time changes every 1 ns, and the ultrasonic beam is deflected at an angle of 0° to 27.41° with respect to the direction perpendicular to the transducer row plane, that is, sector-scanned.

カウンタ51,52の両方の内容が9になつて
次の受信完了信号P2が制御回路6より供給される
と、カウンタ52からカウントアツプ信号P3が出
力され、この信号P3が制御回路6に供給される。
この信号の受信後、制御回路6は受信完了信号P2
をシストレジスタ8に送り、リニアスキヤニング
に切り換える。
When the contents of both counters 51 and 52 reach 9 and the next reception completion signal P2 is supplied from the control circuit 6, the counter 52 outputs a count-up signal P3 , and this signal P3 is sent to the control circuit 6. supplied to
After receiving this signal, the control circuit 6 sends a reception completion signal P 2
is sent to the system register 8 and switched to linear scanning.

このようにして走査線数100本、走査角27.41゜
のセクタスキヤンが行なわれ、表示機構上にスク
タスキヤン像が得られる。
In this way, sector scanning is performed with 100 scanning lines and a scanning angle of 27.41°, and a sector scanning image is obtained on the display mechanism.

つぎに第4図構成の動作を説明する。図におい
てフエイズド・アイレ・トランスデユーサPT1
接続するセクタスキヤニング用遅延線4〜4n
は超音波ビームに最大の偏向角θを与える最大の
遅延時間を与えるタツプ位置にあり、また集束用
遅延線3〜3nはシフトレジスタ8により第3
図bの波面W2を形成する放物線状の遅延時間お
よび各スイツチング素子の時間遅れを補償する遅
延時間が与えられており、集束用遅延線3n+1
oはトリガパルスP1を高周波パルス発生器2に
通さないようOffにされている。
Next, the operation of the configuration shown in FIG. 4 will be explained. In the figure, sector scanning delay lines 4 1 to 4 n connected to phased air transducer PT 1
is at the tap position that gives the maximum deflection angle θ to the ultrasonic beam and the maximum delay time, and the focusing delay lines 3 1 to 3 n are connected to the third position by the shift register 8.
A parabolic delay time that forms the wavefront W 2 in Figure b and a delay time that compensates for the time delay of each switching element are given, and the focusing delay line 3 n+1 ~
3 o is turned off so as not to pass the trigger pulse P 1 to the high frequency pulse generator 2 .

この状態で制御回路6よりトリガパルスP1が供
給されると、該パルスP1は前記両遅延線4〜4
n,3〜3nで定まる所定の相対的遅延時間が与
えられ、それぞれの高周波パルス発生器2〜2
nをトリガし、各トランスデユーサ1〜1nが駆
動される。したがつて、超音波ビームトランスデ
ユーサ列面に垂直な方向よりセクタスキヤニング
用遅延線4〜4nに与えられた相対的遅延時間
で定まる角度θの方向に指向(第3図aの位
置)し、且つ集束用遅延線3〜3nの遅延時間
で定まるトランスデユーサ列面から距離Dの位置
に集束する細いものとなる。この超音波ビームの
超音波エコーは同じフエイスド・アイレ・トラン
スデユーサPT1の各トランスデユーサで受信さ
れ、電気信号に変換されて遅延線群3,4と同一
の遅延時間が与えられた遅延線群3′,4′を有す
る受信回路10に導かれ、超音波エコーが遅延線
群3′,4′を通して受波されることにより、トラ
ンスデユーサ列面から距離Dの位置のF点に最大
感度を持つことになる。
When a trigger pulse P 1 is supplied from the control circuit 6 in this state, the pulse P 1 is transmitted to both delay lines 4 1 to 4.
A predetermined relative delay time determined by n , 3 1 to 3 n is given, and each high frequency pulse generator 2 1 to 2
n is triggered, and each transducer 1 1 to 1 n is driven. Therefore, the ultrasonic beam is directed in the direction of the angle θ determined by the relative delay time given to the sector scanning delay lines 4 1 to 4 n from the direction perpendicular to the plane of the row of ultrasonic beam transducers (see FIG. 3a). position) and is narrow enough to be focused at a position a distance D from the transducer array plane determined by the delay times of the focusing delay lines 3 1 to 3 n . The ultrasound echoes of this ultrasound beam are received by each transducer of the same faced air transducer PT 1 , converted into electrical signals, and delayed to give the same delay time as delay line groups 3 and 4. The ultrasonic echoes are guided to a receiving circuit 10 having line groups 3' and 4', and are received through delay line groups 3' and 4', thereby reaching point F at a distance D from the transducer array surface. It will have maximum sensitivity.

受信が完了すると制御回路6より受信完了信号
P2がセクタスキヤン制御回路5に供給され、フエ
イズド・アレイ・トランスデユーサPF1の各トラ
ンスデユーサの相対的遅延時間が制御され、超音
波ビームは所定角度だけ矢印a方向に偏向され、
集束用遅延線3〜3nの作用でトランスデユー
サ列面から距離Dの位置に集束される。
When the reception is completed, the control circuit 6 sends a reception completion signal.
P2 is supplied to the sector scan control circuit 5, the relative delay time of each transducer of the phased array transducer PF1 is controlled, and the ultrasonic beam is deflected by a predetermined angle in the direction of arrow a,
The focusing delay lines 3 1 to 3 n focus the light at a distance D from the transducer array surface.

このように制御回路6より受信完了信号P2が発
せられる毎に各トランスデユーサの相対的遅延時
間が電子的に制御され、超音波ビームは矢印a方
向に所定角度θ(例えば45゜)偏向されることに
よりセクタスキヤニングされる。
In this way, each time the control circuit 6 issues the reception completion signal P2 , the relative delay time of each transducer is electronically controlled, and the ultrasonic beam is deflected by a predetermined angle θ (for example, 45 degrees) in the direction of arrow a. Sector scanning is performed by

この所定角度θのセクタスキヤニングの間、ト
ランスデユーサ1〜1nに接続された集束用遅
延線3〜3nはシフトレジスタ8に設定された
遅延時間データで定まる遅延時間、すなわち、第
3図bの波面W2を形成する遅延時間に設定さ
れ、これは超音波ビームの矢印a方向の偏向の
間、変更されないので、超音波ビームは第3図c
に示すようにトランスデユーサ列面より距離Dの
位置の線d上に集束される。
During this sector scanning at a predetermined angle θ, the focusing delay lines 3 1 to 3 n connected to the transducers 1 1 to 1 n have a delay time determined by the delay time data set in the shift register 8, that is, The delay time is set to form the wavefront W 2 in FIG. 3b, which is not changed during the deflection of the ultrasound beam in the direction of arrow a, so that the ultrasound beam
As shown in , the light is focused on a line d at a distance D from the transducer array surface.

制御回路6よりの受信完了パルスP2はセクタス
キヤニング制御回路5で計数(カウントダウン)
され、超音波ビームが所定角θより0゜に偏向さ
れるパルス数を計数すると、セクタスキヤニング
制御回路5はセクタスキヤニング終了信号P3を発
生し、この信号P3が制御回路6に供給される。
The reception completion pulse P2 from the control circuit 6 is counted (counted down) by the sector scanning control circuit 5.
When the number of pulses by which the ultrasonic beam is deflected from the predetermined angle θ to 0° is counted, the sector scanning control circuit 5 generates a sector scanning end signal P 3 and this signal P 3 is supplied to the control circuit 6. be done.

信号P3が制御回路6に供給されることにより、
該回路6よりの受信完了信号P2はセクタスキヤニ
ング制御回路5には供給されず、リニアスキヤニ
ング制御回路7のシフトレジスタ8に供給される
ようになる。
By supplying the signal P 3 to the control circuit 6,
The reception completion signal P2 from the circuit 6 is not supplied to the sector scanning control circuit 5, but is supplied to the shift register 8 of the linear scanning control circuit 7.

なお、信号P3が発生された時超音波ビームは第
3図aのの位置にあり、またこの信号P3により
セクタスキヤニング用遅延線4〜4n,4K+1
oは第5図のタツプ0位置に切換えられ、遅延
時間零にされる。
Incidentally , when the signal P3 is generated, the ultrasonic beam is at the position shown in FIG .
4 o is switched to the tap 0 position in FIG. 5, making the delay time zero.

したがつて制御回路6より受信完了信号P2がシ
フトレジスタ8に供給されると、それの内容が右
へシフトされ、集束用遅延線3のうち一番左の遅
延線3がトリガパルスP1を通さないOffにな
り、3〜3n+1がシフトレジスタ8に設定され
た遅延時間、すなわち第3図eの波面W2を形成
する遅延時間が与えられる。
Therefore, when the reception completion signal P2 is supplied from the control circuit 6 to the shift register 8, its contents are shifted to the right, and the leftmost delay line 31 of the focusing delay lines 3 receives the trigger pulse P. 1 is not passed, and 3 2 to 3 n+1 are given the delay time set in the shift register 8, that is, the delay time to form the wavefront W 2 of FIG. 3e.

次の受信完了信号P2がシフトレジスタ8に供給
されると、シフトレジスタ8の内容がさらに右に
シフトされ、遅延線3,3がOffとなり、3
〜3n+2に波面W2を形成する遅延時間が与えら
れ、該波面W2は第3図eに示すW2′の位置にトラ
ンスデユーサ1個分右に移動される。
When the next reception completion signal P 2 is supplied to the shift register 8, the contents of the shift register 8 are further shifted to the right, the delay lines 3 1 and 3 2 are turned off, and the 3
3 to 3 n+2 are given a delay time to form a wavefront W 2 , and the wavefront W 2 is moved one transducer to the right to the position W 2 ' shown in FIG. 3e.

このように制御回路6よりの受信完了信号P2
もつてシフトレジスタ8の内容をn−1回ずらせ
れば超音波ビームは順次トランスデユーサ間隔S
つづトランスデユーサ列面方向(矢印b方向)に
移行し、第3図aの−間のリニアスキヤニン
グがなされる。このリニアスキヤニング時におい
ても第3図の波面W2だけが維持されているの
で、先のリニアスキヤニング時と同様にトランス
デユーサ列面から距離Dの位置に集束し、且つ第
3図eに示すように超音波ビームが発散すること
なく細いビームによるリニアスキヤニングが行な
われる。
In this way, if the contents of the shift register 8 are shifted n-1 times with the reception completion signal P 2 from the control circuit 6, the ultrasonic beam is sequentially shifted at the transducer interval S.
Next, the process moves in the direction of the transducer array (direction of arrow b), and linear scanning between - in FIG. 3a is performed. During this linear scanning, only the wavefront W2 shown in Fig. 3 is maintained, so that it is focused at a position at a distance D from the transducer row surface, and as shown in Fig. 3 e, as in the previous linear scanning. As shown in Figure 2, linear scanning is performed using a narrow beam without the ultrasonic beam diverging.

この際の超音波ビームの超音波エコーは、各ト
ランスデユーサで受信され、電気信号に変換され
て遅延線3と同一の遅延時間が与えられた遅延線
群3′を有する受信回路10に導かれ、表示機構
11にリニアスキヤニング像が得られる。
The ultrasonic echoes of the ultrasonic beams at this time are received by each transducer, converted into electrical signals, and guided to a receiving circuit 10 having a delay line group 3' given the same delay time as the delay line 3. As a result, a linear scanning image is obtained on the display mechanism 11.

リニアスキヤニングが終了するとシフトレジス
タ8より、リニアスキヤニング終了信号P4が制御
回路6に供給される。
When the linear scanning is completed, a linear scanning completion signal P4 is supplied from the shift register 8 to the control circuit 6.

この信号P4が制御回路6に供給されることによ
り、該回路6よりの受信完了信号P2はリニアスキ
ヤニング制御回路7に供給されないようになる。
また、この信号P4より、フエイズド・アレイ・ト
ランスデユーサPT2の集束用遅延線3K+1〜3o
は、シフトレジスタ8の遅延時間データ、すなわ
ち第3図bの波面W2を与える放物状の遅延時間
が与えられ、フエズド・アレイ・トランスデユー
サPT1、リニア・アレイ・トランスデユーサLT
の遅延線3〜3Kは制御回路6よりのトリガパ
ルスP1を通さないようOffされる。
By supplying this signal P 4 to the control circuit 6, the reception completion signal P 2 from the circuit 6 is no longer supplied to the linear scanning control circuit 7.
Furthermore, from this signal P4 , the delay time data of the shift register 8 , that is, the wavefront W2 of FIG . Given the parabolic delay time given, the fuzed array transducer PT 1 , the linear array transducer LT
The delay lines 3 1 to 3 K are turned off so as not to pass the trigger pulse P 1 from the control circuit 6.

その結果先に説明したと同様に制御回路6より
の受信完了信号P2がセクタスキヤニング制御回路
5に供給される毎にそれが計数されるとともに、
相対的遅定時間が電子的に制御され、超音波ビー
ムは矢印c方向に所定角θ(例えば45゜)のセク
タスキヤニングがなされ、表示機構11上にセク
タスキヤニング像が得られる。
As a result, as described above, each time the reception completion signal P2 from the control circuit 6 is supplied to the sector scanning control circuit 5, it is counted, and
The relative delay time is electronically controlled, and the ultrasonic beam is sector-scanned at a predetermined angle θ (for example, 45°) in the direction of arrow c, so that a sector-scanned image is obtained on the display mechanism 11.

以上のように上記の構成によれば、フエイズ
ド・アレイ・トランスデユーサPT1によるセクタ
スキヤニングによつて視野Aを、リニア・アレ
イ・トランスデユーサLTによるリニアスキヤニ
ングによつて視野Bを、フエイズド・アレイ・ト
ランスデユーサPT2によるセクタスキヤニングに
より視野Cを得ることができ、各スキヤニングに
よる超音波エコーの情報を受信回路11で合成す
ると視野A+B+Cの画像が得られ、それを表示
機構13上に表示することができる。
As described above, according to the above configuration, the field of view A is obtained by sector scanning by the phased array transducer PT 1 , and the field of view B is obtained by linear scanning by the linear array transducer LT. A field of view C can be obtained by sector scanning by the phased array transducer PT 2 , and by combining the information of ultrasonic echoes from each scanning in the receiving circuit 11, an image of the field of view A+B+C is obtained, which is displayed on the display mechanism 13. can be displayed on top.

例えば、フエイズド・アレイ・トランスデユー
サPT1,PT2による偏向角を45゜とすると、リニ
アスキヤニングのみで診断する場合の半分の大き
さの探触子で同等の視野が得られ、このことは逆
にリニアスキヤニングで視野Bが得られる探触子
でほぼ2倍の視野が得られることになる。
For example, if the deflection angle of the phased array transducers PT 1 and PT 2 is 45 degrees, the same field of view can be obtained with a transducer half the size of diagnosis using linear scanning alone; Conversely, with a probe that can obtain field of view B by linear scanning, a field of view that is approximately twice as large can be obtained.

また、各トランスデユーサには集束用の遅延線
が設けられ、集束波面W2を形成する遅延時間が
与えられているので、特にセクタスキヤニング時
においてトランスデユーサ列面すなわち体表より
深い部分においても超音波ビームが粗にならず、
且つ集束された細いビームでスキヤニングするこ
とが可能となり、前記探触子の小形化による患者
体表への密着性と相俟つて分解能の良い像が得ら
れることになる。
In addition, each transducer is provided with a delay line for focusing, and is given a delay time to form a focused wavefront W2 , so that, especially during sector scanning, the transducer array surface, that is, the area deeper than the body surface, is The ultrasonic beam does not become coarse even in
In addition, it becomes possible to perform scanning with a narrow, focused beam, and in combination with the compactness of the probe that allows close contact with the patient's body surface, an image with good resolution can be obtained.

特にフエイズド・アレイ・トランスデユーサ
PT1,PT2によるセクタスキヤニング領域では、
各トランスデユーサの相対的遅延時間の制御によ
り、所望の偏向角内における超音波ビーム数、す
なわち走査線数を多くできるので、より分解能の
優れた良質の画像が得られる。
Especially phased array transducers
In the sector scanning area by PT 1 and PT 2 ,
By controlling the relative delay time of each transducer, the number of ultrasound beams, ie, the number of scanning lines, within a desired deflection angle can be increased, resulting in a higher quality image with better resolution.

なお、上記実施例では各トランスデユーサに高
周波パルス発生器2を設け、それのトリガパルス
P1が直接遅延線を通り遅延するようにしたが、高
周波パルス発生器よりの高周波パルスを遅延線を
通して遅延させ各トランスデユーサに加えるよう
にしてもよい。
In the above embodiment, each transducer is provided with a high frequency pulse generator 2, and its trigger pulse is
Although P 1 is directly delayed through the delay line, it is also possible to delay the high frequency pulse from the high frequency pulse generator through the delay line and apply it to each transducer.

この場合、高周波パルス発生器は1個でよく、
第4図のように各トランスデユーサに接続する高
周波パルス発生器をバイパスさせる必要がなく、
超音波エコーを図中Z点より取り出すことができ
るので、受信回路が著じるしく簡単となる。
In this case, only one high-frequency pulse generator is required;
There is no need to bypass the high frequency pulse generator connected to each transducer as shown in Figure 4,
Since the ultrasonic echo can be extracted from point Z in the figure, the receiving circuit can be significantly simplified.

また実施例では超音波エコーの受信完了信号P2
でもつてセクタスキヤニング回路ならびにリニア
スキヤニング回路を制御するように構成したが、
受信完了信号に限定されるものではない。
In addition, in the embodiment, the ultrasonic echo reception completion signal P 2
However, it was configured to control the sector scanning circuit and the linear scanning circuit.
It is not limited to the reception completion signal.

さらに実施例では、セクタスキヤニング用の遅
延素子ならびに集束用の遅延素子として第5図に
示すタツプ式遅延線を使用し、デイジタル的に制
御できるようにしたが、他の遅延素子、例えばア
ナログ電圧により制御される遅延回路であつても
よい。
Furthermore, in the embodiment, the tap-type delay line shown in FIG. 5 is used as a delay element for sector scanning and a delay element for focusing, so that they can be controlled digitally, but other delay elements, such as an analog voltage It may also be a delay circuit controlled by.

さらにまた実施例ではスキヤニング方式をフエ
イズド・アレイ・トランスデユーサPT1によるセ
クタスキヤニング→リニア・アレイ・トランスデ
ユーサLTによるリニアスキヤニング→フエイズ
ド・アレイ・トランスデユーサPT2によるセクタ
スキヤニングの順に行なうようにしたが、上記と
は逆の順またはLT→PT1→PT2の順などのような
組み合わせでもよい。また実施例では探触子Rの
両端部をフエイズド・アレイ・トランスデユーサ
PT1,PT2としたが、どちらか一方のみでもよ
く、リニアスキヤニング方式とセクタスキヤニン
グ方式とを単独で行なうことも可能である。
Furthermore, in the embodiment, the scanning method is performed in the following order: sector scanning by phased array transducer PT 1 → linear scanning by linear array transducer LT → sector scanning by phased array transducer PT 2 Although this is done in the above example, a combination such as the reverse order or the order of LT→PT 1 → PT 2 may be used. In addition, in the embodiment, both ends of the probe R are connected to phased array transducers.
Although PT 1 and PT 2 are used, it is also possible to use only one of them, and it is also possible to perform the linear scanning method and the sector scanning method independently.

以上のようにこの発明によれば、平面状に並設
されたトランスデユーサ群の各トランスデユーサ
に順次高周波パルスを印加できるように構成する
とともにトランスデユーサ群両端部の所定個の各
トランスデユーサに相対的遅延時間が電子的に制
御された高周波パルスを印加できるように構成
し、中央部でリニアスキヤニングを、両端部でセ
クタスキヤニングを行ない、特に相対的遅延時間
が電子的に制御される前記一端部の所定個の各ト
ランスデユーサに超音波ビームを電子的に集束す
る手段を設けたものである。したがつて、リニ
ア・セクタスキヤニング両方式の特長を生かし、
特にトランスデユーサ群の両端部でセクタスキヤ
ニングを行なうようにしたので、探触子を小型化
でき、かつ、小型の探触子で診断視野を大きくで
きることから死角がなくなるとともに、探触子の
小型化による患者体表への密着性と超音波ビーム
の電子的集束手段により、特にセクタスキヤニン
グ時において超音波ビームが発散することなく細
いビームによる密なスキヤニングが可能となるこ
とから、体表より深い部分まで死角のない分解能
のよい良質の画像を得ることができ、特に骨間よ
り超音波ビームを被検体内に発射させる心臓疾患
等の診断に有効な超音波診断装置を提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a high-frequency pulse can be sequentially applied to each transducer of a transducer group arranged in parallel in a plane, and a predetermined number of transducers at both ends of the transducer group are arranged. The ducer is configured to be able to apply a high-frequency pulse whose relative delay time is electronically controlled, and performs linear scanning at the center and sector scanning at both ends. Means is provided for electronically focusing the ultrasound beam onto a predetermined number of each transducer at the one end to be controlled. Therefore, by taking advantage of the features of both linear and sector scanning methods,
In particular, by performing sector scanning at both ends of the transducer group, the probe can be made smaller, and the diagnostic field of view can be enlarged with a smaller probe, eliminating blind spots. Due to the miniaturization of the patient's body surface, and the electronic focusing means of the ultrasound beam, it is possible to perform dense scanning with a narrow beam without the ultrasound beam diverging, especially during sector scanning. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic device that is capable of obtaining high-quality images with good resolution and no blind spots to deeper parts, and that is particularly effective in diagnosing heart diseases, etc., in which an ultrasonic beam is emitted into a subject from between the bones. can.

また、超音波ビームは電子的集束手段によりト
ランスデユーサ列面から所望の距離Dの所に集
束、すなわち集点距離Dを任意に設定できるの
で、患部の注目すべき部位において高分解能を得
ることができる。この場合実施例の構成によれ
ば、シフトレジスタに初期にロードされるデータ
により焦点距離が自由に設定できるので、取扱い
操作上有利である。
Furthermore, the ultrasonic beam is focused at a desired distance D from the transducer row surface by electronic focusing means, that is, the focusing distance D can be set arbitrarily, so that high resolution can be obtained in the target area of the affected area. I can do it. In this case, according to the configuration of the embodiment, the focal length can be freely set based on the data initially loaded into the shift register, which is advantageous in handling operations.

さらに電子的集束手段の設定により異なつた焦
点距離を有する超音波ビームでスキヤニングする
ことができるので、得られた像を合成することに
より全深さ方向、全視野で高分解能の画像を得る
ことができる。
Furthermore, by setting the electronic focusing means, it is possible to perform scanning with ultrasound beams having different focal lengths, and by combining the obtained images, it is possible to obtain a high-resolution image in the entire depth direction and the entire field of view. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は従来の電子走査方式説明用略
図、第3図はこの発明装置の電子走査方式を示す
説明用略図、第4図はこの発明の一実施例のブロ
ツク図、第5図は第4図におけるセクタスキヤニ
ング制御部の一例を示すブロツク図である。 1:トランスデユーサ、R:探触子、2:高周
波パルス発生器、3:これは遅延時間補償用をか
ねる集束用遅延線群(電子的集束手段)、4:セ
クタスキヤニング用遅延線群、5:セクタスキヤ
ニング制御回路、6:制御回路、7:リニアスキ
ヤニング制御回路(8……シフトレジスタ、9…
…デコーダ)、10:受信回路、11:表示装
置、W2:集束波面、F:超音波ビームの集束
点。
1 and 2 are schematic diagrams for explaining the conventional electronic scanning system, FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the electronic scanning system of the device of the present invention, FIG. 4 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. This figure is a block diagram showing an example of the sector scanning control section in FIG. 4. 1: Transducer, R: Probe, 2: High-frequency pulse generator, 3: Focusing delay line group (electronic focusing means) that also serves as delay time compensation, 4: Sector scanning delay line group , 5: sector scanning control circuit, 6: control circuit, 7: linear scanning control circuit (8... shift register, 9...
... decoder), 10: receiving circuit, 11: display device, W 2 : focused wavefront, F: focusing point of ultrasonic beam.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 平面状に並設されたトランスデユーサ群と、
これらトランスデユーサ群のトランスデユーサに
少なくとも一方端から電子的に順次高周波パルス
を加える手段と、前記トランスデユーサ群の両端
部の所定個の各トランスデユーサに相対的遅延時
間が電子的に制御された高周波パルスを加える手
段を設けるとともに、少なくとも前記一端部の所
定個の各トランスデユーサに超音波ビームを電子
的に集束する手段を設け、トランスデユーサ群の
中央部でリニアスキヤニングを、両端部でセクタ
スキヤニングを行なうようにしたことを特徴とす
る超音波診断装置。
1 A group of transducers arranged in parallel in a plane,
means for electronically sequentially applying high frequency pulses to the transducers of the transducer group from at least one end; means for applying controlled radio frequency pulses and means for electronically focusing the ultrasound beam on each predetermined number of transducers at least at said one end, linear scanning in a central portion of the group of transducers; An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that sector scanning is performed at both ends.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51124915A (en) * 1975-04-25 1976-10-30 Toshiba Corp Ultrasonic wave transmit-receive wave device
JPS5284884A (en) * 1975-10-13 1977-07-14 Commw Of Australia Method of checking ultrasonic wave and device therefor

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