JPS62281930A - 超音波プロ−ブ - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波診断装買のプローブに関し、特に必要
に応じて超音波照射はを低減することができるようにし
た超音波プローブに関する。

（従来の技術） 従来から医用超音波診断装置は良く知られている。医用
超音波診断装置は、超音波プローブ内の振動子に駆動パ
ルスを与えて超音波を発生させ、これを被検体に投射し
、被検体からの反射波を再びこの振動子で受波して電気
信号に変換し装置本体側の受信回路に取り込み、適宜の
処理を施すことにより、被検体の断層像をオペレータが
観測できるようになっている。

プローブ先端部（撮動子が配置されている）を被検体内
部に入れて超音波を送波する場合、超音波エネルギーが
大きすぎると安全基準（診断部の組織にとって超音波の
影響が無視できるとみなされる限界をいう）を越えてし
まうため、超音波エネルギーＩＩＡ言すれば超音波照射
量を低減するか或いは一定量以下に抑えておくようにす
る必要がある。

従来の装置において超音波照射ｍを減少させるための可
能な方法としては、超ｇｅｔ振動子のプローブが接続さ
れる超音波診断装置本体側において、例えば送波パルス
を発生する送波パルス発生器或いは振動子に駆動パルス
を送出する終段の増幅器の電源電圧を下げるなどの制御
により送波電圧を減少させる方法がとられる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような方法では電気回路の構成が
複雑化するばかりではなく、超音波照射量を必要に応じ
て切り替えるための操作がプローブを操作しているオペ
レータの手元で簡単に行えないといった操作上の問題も
ある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、簡単な構成により受信信号は減衰することなく
送波パワーのみ所定の安全域を越えないように自動的に
制御することができるようにした超音波プローブを提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する本発明は、超音波診断装置に接続
され、振動子を備え、装置本体側からの駆動パルス印加
で超音波を発生し、且つ被検体からの反射波を受波し電
気信号に変換して装置本体側に送るように構成された超
音波プローブにおいて、受信信号は減衰させることなく
送波パルスのパワーのみ選択的にスポイルする手段を具
備したことを特徴とするものである。

（実施例〉 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

ここでは説明を簡単にするために単一振動子のプローブ
の場合を例にとる。アレイ振動子の場合にはその振動子
の個数分だけ以下に述べる回路を設ければよい。

第１図は本発明の超音波プローブに係る一実施例を示す
図である。第１図において、ＴＯは超音波を送受波する
だめの振動子、Ｂは撮動子ＴＤに並列接続されたダイオ
ード・ブリッジ回路である。

ダイオード・ブリッジ回路Ｂにおいては、２個のダイオ
ード（非線形素子＞ＤＩ、Ｄｚをカソード側で共通ｉ司
続した一組のダイオード逆接続回路と、２周の０３．Ｄ
４をカソード側で共通接続した他の一組のダイオード逆
接続回路とを並列に接続し、且つ前記ダイオード回路の
共通接続点間にツェナーダイオードＺＤを接続している
。このツェナーダイオード入りのダイオード・ブリッジ
回路は電圧リミッタとして作用する。

撮動子ＴＤ両端にはケーブルＣＢを介して超音波診断装
置本体側の受信機ＲＥＣより駆動パルス電圧が与えられ
る。今仮に、駆動パルスの電圧が、・ツェナーダイオー
ドのツェナー電圧と２個のダイオードの順方向電圧との
総和Ｖｒよりも高い場合、そして、Ｂ点よりもＡ点の電
圧の方が高圧である場合には電流がダイオードＤ＋、ツ
ェナーダイオードＺＤ及びダイオードＤ４の経路を流れ
、受信機側から送出される駆動パルス電圧はＶｒまで下
がる。このため（辰動子にはｒ以上の電圧は加わらない
ことになる。

他方、振動子で受波した信号は通常微小電圧Ｖｒよりも
はるかに小さい。この場合ダイオード回路は負荷とはな
らず、受波信号はそのままケーブルを介して受信１１Ｒ
ＥＣ側へ送られる。

尚、Ａ点よりＢ点の電位が高い場合は、ダイオードＤ２
．ツェナーダイオードＺＤ及びダイオードＤ３の経路を
流れる。

第２図は本発明の他の実施例を示す図で、電流リミッタ
の機能をもつプローブの例である。本図では、２儒の電
界効果型パワートランジスタ（以下ＦＥＴと略す）Ｆｔ
　、Ｆ２を逆直列接続したものを振動子と直列に接続し
ている。このような構成においては、駆動パルスの大電
流は逆直列接続ＦＥＴの定電流域に抑止されて電流制限
され、撮動子ＴＤには所定のパワー以上が加わらない。

尚、受信信号の電流乃至電圧は、ＦＥＴの抵抗領域で取
り汲える範囲であり、極少ない減衰を受けるだけで、実
質上なんらの支障をこうむることなく逆直列接続ＦＥＴ
を介して・受信機側に送られる。

第３図は本発明の更に他の実施例を示す図で、電流スポ
イラ−の職能をもつプローブの例であり、逆並デｊ接続
されたダイオードＯｓ　、ＤａとコンデンサＣ＋を直列
接続し、これを振動子ＴＤに並列に接続したものである
。この場合には、駆動パルスの高圧弁はコンデンサＣ１
に分流してスポイルされるが、受信信号は微小でありダ
イオードの逆並列回路のデッドゾーンによりコンデンサ
Ｃ１の方へは分流しないで受信１１ＲＥＣへ送られる。

尚、コンデンサＣ１の代わりに抵抗を用いてもよい。

更に、この場合、コンデンサＣｓａいは抵抗を可変型の
ものとし、スポイルの程度を制御できるようにすること
も可能である。

第４図は本発明の更に他の実施例を示す図で、電圧スポ
イラ−の開催をもつプローブの例である。

同図では、２個のＦＥＴ　（Ｆ＋　、Ｆ２　）を逆直列
接続し、これにコンデンサＣ２を並列接続する。

そしてこの回路を振動子ＴＯに直列接続している。

この構成によれば、駆動パルスの電流はＦＥＴの定電流
域に及ぶほど大きいので主としてコンデンサＣ２の方を
通過し、結果としてコンデンサＣ２によって分圧された
電圧が撮動子ＴＤに印加される。受信信号は、ＦＥＴの
抵抗領域にかかりＦＥＴのオン抵抗が慟めて小さいので
コンデンサＣ２によっては実質上分圧されないで、受信
機ＲＥＣ側に送られる。

第５図は上記リミッタを任意にオン・オフすることがで
きるようにした本発明の他の実施例を示す図で、同図（
イ）は第１図に示す電圧リミッタの・ブリッジ回路Ｂに
スイッチＳを直列接続した例、同図（ロ）は第２図の電
流リミッタのＦＥＴ回路にスイッチＳを並列接続した例
を示すものである。

このスイッチＳをオンにした場合には駆動パルス本来の
パワーを撮動子に与えて送波パワーを高めることができ
、オフにした時には上記のように安全域の送波パワーに
減らすことができる。

尚、第３図及び第４図に示すスポイラ−機能を有する回
路においても同様にスイッチを付加して送波パワーの制
御を行うことができる。このスイッチは、押しボタンス
イッチとし、例えば第６図に示すように、オペレータの
手で直接操作できるようにプローブ側面に設けておくよ
うにするのが望ましい。押しボタンスイッチを押すと、
スイッチＳがオフとなり、その瞬間だけ送波パワーを強
くして良質のエコーが１９られるようにしておくと便利
である。

第７図は本発明の更に他の実施例を示す図である。この
ｊ見合は、特定の送波繰り返し周波数（Ｐｕｌｓｅ　　
Ｒａｔｅ　Ｆ　ｒｅａｕｅｎｃｙ　：　Ｐ　ＲＦ　）以
上でリミッタ機能を発揮させるようにしたものである。

同図において、Ｍはモノステーブルタイマーでコンデン
サＣｃを介して駆動パルスによりリセットされ、このリ
セットから一定期間中スボイラースイッチＦＥＴＱをオ
ンにする。この駆動パルスの間隔、言いかえればリセッ
トの間隔がある程度以上に長い周期のときは、タイマー
は次回のリセットまでに回復してスポイラ−スイッチＦ
ＥＴをオフ状態にする。ＰＲＦが高くなり、リセットの
周期が限界１直以下になると、タイマーは毎回のリセッ
トまでに回復せずＦＥＴをオン状態に帷持しつづけ、こ
のためＦＥＴは常にオンとなっていて、逆並列接続のダ
イオードＤｓ　、Ｄａと抵抗Ｒｓの直列回路を振動子Ｔ
Ｄに並列に接続した形となってスポイラ−機能が発揮さ
れる。

尚、ダイオードＤ７と抵抗Ｒ＋の直列回路と、ツェナー
ダイオードＺＤ＋　とコンデンサＣ３でなる部分は、ク
イマーＭの電源を作るための回路である。

又、タイマーの出力とＦＥＴＱのゲート間に接続された
抵抗ＲしとコンデンサＣｔで構成された部分は時間遅れ
回路を構成し、その回の駆動パルスでタイマーＭがリセ
ットされＰＲＦに関係なく常にその時点でＦＥＴＱがオ
ンとなることを防止するために設けられたものである。

その遅れ時間は、タイマーＭの時限値よりは小さいが駆
動パルスより良い時定数としている。

多数の振動子よりなるアレイ振動子を使用する場合、浅
い領域を診断するためにＰＲＦを高くとる場合にはアレ
イの端の方の振動子に対して選択的にスポイラ−礫能を
働かせ、これによりＰＲＦ依存性の可変アパーチュアを
実現することもできる。

第８図は本発明の更に他の実施例を示す図で、送波パワ
ーを減らした分だけ受信時に増幅して受信するようにし
たものである。図において、Ａは増幅器で、リミッタの
ダイオードとコンデンサＣ１との共通接続点の電位を入
力とする。ＰＷはこの増幅器の電源である。Ｄａ　、Ｄ
ｓは逆並列接続された受波時用のデッドゾーン手段で、
増幅器Ａの入出力を分離する。増幅器の出力はコンデン
サＣｏを介して信号ラインに１妄続されている。送波時
、駆動パルスは逆並列接続されたダイオードＤ６及びコ
ンデンサＣｓを介して電流スポイラ−乃至ｆｉａ子に供
給される。受波時には受信信号がコンデンサＣ１、増幅
器Ａ１コンデンサＣｏを経由して受信ｎＲＥｃ側に送ら
れる。増幅ＩＡのゲインをコンデンサＣｓの効果による
スポイルの程度と一致させておくと、このようにスポイ
ラ−付きの場合でもエコー源の反射源性をスポイラ−な
しの場合と同様にただエコーレベルをはかることにより
知ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成によ
り安全基準を越えるような過剰な超音波照射を確実に防
止することができる。又、スポイラ−をスイッチ式にし
ておけば、常時は過剰な照射を防止しつつも必要時には
スポイラ−を作動させることなくＳ／Ｎのよいエコー信
号を受信することができ、良質の画像を期待することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波プローブの一実施例を示す
構成図、第２図乃至第８図は本発明の他の実施例を示す
構成図である。 ＴＤ・・・振動子　　　　ＣＤ・・・ケーブルＲＥＣ・
・・受信ｎ　　　　Ｄ＋〜Ｄ６・・・ダイオードＺＤ、
ＺＤｚ・・・ツェナーダイオードＦ１．Ｆ２・・・ＦＥ
Ｔ Ｃ１，Ｃ２，ＣＣ，Ｃｔ、Ｃｓ、Ｃｏ、Ｃｉ−コンデン
サ Ｓｏ・・スイッチ　　　　Ｒ１，Ｒ２、Ｒｔ・・・抵抗
Ｍ・・・モノステーブルタイマー Ａ・・・増幅器　　　　　ＰＷ・・・電源特許出願人　
横河メディカルシステム株式会社貞何　１　図 第３図 第２図 ＴＤｉｆＪ子 ＣＢ；ケーブル Ｆｌ、Ｆ２　ＩＦＥＴ Ｄ５．ｎ　ｉダイオード Ｃ１ｉコンデンサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波診断装置に接続され、振動子を備え、装置
   本体側からの駆動パルス印加で超音波を発生し、且つ被
   検体からの反射波を受波し電気信号に変換して装置本体
   側に送るように構成された超音波プローブにおいて、受
   信信号は減衰させることなく送波パルスのパワーのみ選
   択的にスポイルする手段を具備したことを特徴とする超
   音波プローブ。
2. （２）前記スポイルする手段は、必要に応じてその作用
   のオン・オフ或いは効き目の程度が変え得るように構成
   されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超
   音波プローブ。
3. （３）前記スポイルする手段は、非線形素子により構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の用音波プローブ。
4. （４）前記スポイルする手段は、電圧リミッタ或いは電
   流リミッタであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の超音波プローブ。
5. （５）前記スポイルする手段は、駆動パルスの周期に関
   連してその作用がオン・オフされるように構成されたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波プロ
   ーブ。
6. （６）前記振動子がアレイ振動子であつて、前記スポイ
   ルする手段は、端の方の、振動子に用いられるように構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超
   音波プローブ。
7. （７）前記スポイルする手段で減少した送波パワー分だ
   け受信信号を増幅するように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超音波プローブ。