JPS6227823B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フオーカシングした超音波ビームを
用い該超音波ビームの反射波に基づく映像を得る
超音波映像装置に関するものである。

超音波トランスジユーサの振動子本体を凹面振
動子とすれば、発生する超音波ビームをフオーカ
シングする、すなわちある位置においてビーム径
が最小となる焦点を持つように超音波ビームを収
束させることができる。したがつて、多数のトラ
ンスジユーサ素子を電子的に切換えて超音波ビー
ムの走査を行なう電子スキヤン方式の超音波トラ
ンスジユーサの場合には、一組として駆動される
複数個のトランスジユーサ素子の各トランスジユ
ーサ素子に対する駆動信号に遅延による時間差を
与え、中央部のトランスジユーサ素子を周辺部よ
り遅れて作動させることによつて発生超音波ビー
ムをフオーカシングできる。このとき、前記遅延
時間を変えることによつてフオーカシングによる
焦点の位置を変えることができ、トランスジユー
サから焦点までの距離を変化させることができ
る。

従来、超音波ビームをフオーカシングして用い
る超音波診断装置などにおいては、第１図に示す
ように超音波トランスジユーサＴから放射される
超音波ビームＢ１を用途、診断部位に応じたある
一点Ｆ１に収束させていた。このため、焦点Ｆ１
近傍では超音波ビームＢ１が収束され、ビーム方
向に対し直角方向の分解能すなわち方位分解能が
非常に良好であるが、焦点Ｆ１より深い位置およ
び浅い位置では超音波ビーム径が拡がるため方位
分解能が低下する。例えば、図示のように超音波
ビームＢ１の中心線上に点状の反射物Ｒが存在す
る場合、超音波診断装置の表示画面上においては
第２図に示すように焦点位置近傍以外の個所では
表示像がボケて横（ビーム方向と直角方向）に拡
がつて表示されてしまう。

本発明は、このような事情に基づいてなされた
もので、撮影範囲全域にわたつて良好な方位分解
能を得ることの可能な超音波映像装置を提供する
ことを目的としている。

すなわち、本発明の特徴とするところは、超音
波ビームのフオーカシングによる焦点位置をビー
ム方向について可変制御し且つ該焦点位置近傍か
らの受信エコー信号のもを抽出して映像作成また
は表示に供する構成とすることにある。

以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説
明する。

第３図においては、１は超音波の送受を行なう
超音波トランスジユーサであり、この超音波トラ
ンスジユーサ１は例えばこの場合多数のトランス
ジユーサ素子を複数個ずつ一組とし一単位の超音
波トランスジユーサＴとして作動させつつ順次電
子的に切換走査する電子スキヤン方式によるもの
とする。そして、２はレート信号を発生する基準
信号発生回路、３は基準信号発生回路２からのレ
ート信号に基づいて作動するコントロール回路、
４はコントロール回路３からの信号に基づいて超
音波トランスジユーサ１を駆動する駆動回路、５
は超音波トランスジユーサ１の受信信号とコント
ロール回路３からの信号に基づいて受信エコー信
号の増幅および信号処理を行なう増幅器、６は基
準信号発生回路２からのレート信号に基づいて表
示用の偏向回路、７は偏向回路６からの偏向信号
および増幅器５からの信号処理された受信エコー
信号によりエコー像（例えば、Ｂモード断層像）
を表示するCRT（cathode ray tube）などを用
いた画像表示器である。

上記コントロール回路３および駆動回路４など
からなる部分は具体的には例えば第４図に示すよ
うに構成される。

第４図は、超音波トランスジユーサ１を構成す
るトランスジユーサ素子のうち一組として駆動さ
れる複数個のトランスジユーサ素子からなる超音
波トランスジユーサＴに関する部分について示す
ものである。同図において、３１は信号変換回
路、３２は遅延制御回路、３３，３３ａ〜３３ｈ
は遅延回路であり、以上はコントロール回路３を
構成する部分である。４１，４１ａ〜４１ｈはそ
れぞれ遅延回路３３，３３ａ〜３３ｈに対応する
単位駆動回路、１１，１１ａ〜１１ｈは単位駆動
回路４１，４１ａ〜４１ｈにそれぞれ対応し前記
一組として駆動される超音波トランスジユーサＴ
を構成するトランスジユーサ素子である。

そして、コントロール回路３の信号変換回路３
１には、基準信号発生回路２から第５図ａに示す
ようなレートパルスRPが与えられ、これに基づ
いて同図ｂに示すような原駆動パルスOPが作ら
れる。この原駆動パルスOPは遅延回路３３によ
り遅延制御回路３２の制御に応じて遅延された各
遅延回路３３ａ〜３３ｈからそれぞれ同図ｃ〜ｊ
に示すような駆動パルスPa〜Phが出力される。
これら駆動パルスPa〜Phの遅延時間は同図ｃ〜
ｊのようにt₁〜t₄（t₁＜t₂＜t₃＜t₄）であり、中央部
寄りになるほど長い遅延時間が与えられる。駆動
パルスPa〜Phはそれぞれ駆動回路４１ａ〜４１
ｈに与えられ、これら駆動回路４１ａ〜４１ｈに
よりトランスジユーサ素子１１ａ〜１１ｈが駆動
される。駆動回路４１によるトランスジユーサ素
子１１ａの駆動波形は第６図ａのような駆動パル
スに対して同図ｂのような波形となる。このよう
にして、超音波振動子Ｔから第４図に示すＳのよ
うな波面を有するフオーカシングされた超音波ビ
ームが放射される。

次に、以上の構成における動作について詳細に
説明する。

基準信号発生回路２からコントロール回路３に
供給されるレートパルスに基づき、コントロール
回路３による駆動回路４の制御が行なわれ、超音
波トランスジユーサ１の一組として作動させるト
ランスジユーサ素子１１の作動遅延時間や作動素
子数（遠距離にフオーカシングする際には、作動
時間の遅延に加えて作動素子数を多くして良好な
フオーカシングが行なえるようにする）がコント
ロールされ同一レート時間内についての電子フオ
ーカス制御が行なわれる。こうして超音波トラン
スジユーサ１から発射された超音波が被検体内の
組織で反射され、戻つてきたエコーが超音波トラ
ンスジユーサ１で受信され、増幅器５において所
定の増幅、信号処理が行なわれる。こうして得ら
れた信号と偏向回路６からの偏向信号により画像
表示器７にエコー像が表示される。

このとき、コントロール回路３では次のような
動作を行なう。

(1) 超音波トランスジユーサＴを作動させるため
の原駆動パルスOPにフオーカシングさせるた
めの遅延時間を与える。

(2) 遅延時間が与えられた駆動パルスPa〜Ph
を、作動させようとするトランスジユーサ素子
１１ａ〜１１ｈに対応する駆動回路４１ａ〜４
１ｈに供給する。ここで、作動するトランスジ
ユーサ素子１１ａ〜１１ｈの選択、遅延された
駆動パルスPa〜Phのふりわけが行なわれる。

(3) 受信側の増幅器５にトランスジユーサ素子１
１に対する駆動信号の遅延に関連する信号を与
え、各トランスジユーサ素子１１ａ〜１１ｈで
受信されたエコー信号の遅延時間についての補
正を行なわせる。

(4) 焦点部分近傍に対応する部分以外のエコー信
号を表示させないために、焦点部分近傍に対応
する部分以外のエコー信号をブランキング信号
で消去する。換言するならば焦点部分近傍に対
応する部分のみを抽出して表示する。これら抽
出した部分のみに切り張りするように表示する
ことによつて、撮像範囲全域にわたつて良好な
方位分解能を得ることができる。

すなわち、第７図ａ，ｂに示すように超音波ト
ランスジユーサＴからの超音波ビームＢ４の焦点
Ｆ４を中心に、その近傍の超音波ビームＢ４が充
分に収束されている部分以外のエコー信号をブラ
ンキング信号BLで消去する。このブランキング
信号BLは第８図ａ，ｂ，ｃに示すように超音波
ビームの焦点位置の移動に対応させてアンブラン
ク部UBを移動させる。

また、同実施例では、超音波ビームの焦点位置
の切換えはレート信号毎に切換えるものとした
が、例えばいわゆるリニア電子スキヤン方式、電
子セクタスキヤン方式については、次のようなフ
レーム毎の切換え方式としてもよい。

第９図は、リニア電子スキヤン方式の場合を示
しており、超音波トランスジユーサ１のリニアス
キヤニングが図示矢印LSの如く行なわれている
とき、まず超音波ビームの焦点をＢ５の位置とし
て、走査範囲の端から端までスキヤニングして１
フレームの撮像を行ない、次フレームのスキヤニ
ングではＢ６位置に焦点を設定して同様に走査範
囲の端から端までリニアスキヤンを行なう。

第１０図は電子セクタスキヤン方式の場合であ
り、この場合も同様にフレーム毎に焦点距離（セ
クタスキヤンにより円弧状の軌跡となる）をＢ
７，Ｂ８と切換える。

また、上記実施例における駆動回路４として
は、超音波トランスジユーサ１を構成するトラン
スジユーサ素子１１の数だけ単位駆動回路４１を
用意しこれらを各別に駆動して超音波ビームのフ
オーカシングおよびスキヤニングを行なう方式
と、一組として１レート時間内に動作させるトラ
ンスジユーサ素子１１の数だけ単位駆動回路４１
を用意しこれらをスイツチングによりトランスジ
ユーサ素子１１と切換接続させスキヤニングを行
なう方式とがある。

更に、本発明は、超音波断層像（Ｂモード像）
に限らず、Ｍモードなどの映像表示及び映像デー
タを作成して記録装置に記録したりする際にも利
用できるものである。

以上詳述したように、本発明によれば、超音波
ビームのフオーカシングによる焦点位置をビーム
方向について可変制御し且つ該焦点位置近傍から
最善の方位分解能の受信エコー信号のみを抽出し
て影像作成または表示に供する構成とすることに
より、撮像範囲全域にわたつて最善の方位分解能
を得ることの可能な超音波映像装置を提供するこ
とができる。しかも、焦点位置近傍以外のエコー
信号は表示されないので画像がボケることもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は超音波ビームをフオーカ
シングした場合の問題点を説明するための図、第
３図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク
図、第４図は同実施例の要部詳細図、第５図ａ乃
至ｊは同実施例の動作を説明するための各部波形
図、第６図ａ，ｂは同実施例の動作を説明すめた
めの波形図、第７図ａ，ｂおよび第８図ａ乃至ｃ
は同実施例の作用を説明するための図、第９図お
よび第１０図は本発明のそれぞれ異なる実施の形
態の例について説明するための図である。 １…超音波トランスジユーサ、２…基準信号発
生回路、３…コントロール回路、４…駆動回路、
５…増幅器、６…偏向回路、７…画像表示器、１
１…トランスジユーサ素子、３１…信号変換回
路、３２…遅延制御回路、３３…遅延回路、４１
…単位駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フオーカシングした超音波ビームを用い該超
   音波ビームの反射波に基づく映像を得る超音波映
   像装置において、前記フオーカシングによる超音
   波ビームの焦点位置をビーム方向に関して変化さ
   せる焦点位置制御手段と、この焦点位置制御手段
   に関連して動作し前記超音波ビームの反射を受信
   した受信エコー信号の前記焦点位置近傍に対応す
   るエコー部分のみを抽出し、抽出した部分を切り
   張りして映像作成または表示に供する信号選択手
   段とを具備し、１レートまたはそれ以上の単位で
   前記焦点位置を変更し得る超音波映像装置。