JPS6253186B2 - - Google Patents

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JPS6253186B2
JPS6253186B2 JP54149385A JP14938579A JPS6253186B2 JP S6253186 B2 JPS6253186 B2 JP S6253186B2 JP 54149385 A JP54149385 A JP 54149385A JP 14938579 A JP14938579 A JP 14938579A JP S6253186 B2 JPS6253186 B2 JP S6253186B2
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JP
Japan
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pulse
clock
output
shift register
gate
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JP54149385A
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Yoshifumi Tateda
Yoshihiro Hayakawa
Kazuyoshi Irioka
Hiroshi Fukukita
Tsutomu Yano
Akira Fukumoto
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053Display arrangements
    • G01S7/52057Cathode ray tube displays
    • G01S7/5206Two-dimensional coordinated display of distance and direction; B-scan display
    • G01S7/52063Sector scan display

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • 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】 本発明は、超音波診断装置に関する。
以下まず従来のセクタ電子走査型超音波診断装
置について説明する。第1図は、セクタ電子走査
型超音波診断装置の原理を説明したものであり、
図において、超音波振動子列1にそれぞれ所定の
タイミングに付勢したパルスを送り込む。付勢し
たタイミングによつて超音波振動子列1より発射
される超音波は所定の方向に向う超音波ビーム2
となる。この付勢タイミングを変える事によつ
て、超音波ビームを種々の方向に向けて発射でき
る。次に生体に発射した超音波ビーム2のうち、
生体内で反射し戻つて来た超音波を、同じ超音波
振動子列1で受信する。受信した信号は送信と同
一の遅延時間だけそれぞれ遅延され、これら遅延
された信号を加え合せる事によつて送信と同じ指
向性を持たせる事ができる。第2図は、上記原理
を具体化したセクタ電子走査型超音波診断装置の
従来の構成を示すものである。前述した遅延時間
は量子化され、それぞれの超音波振動子に対応し
たチヤンネルの読出専用のメモリ(以下ROMと
呼ぶ)3に蓄えられている。遅延時間を量子化し
た量子化単位時間の周期のクロツクパルスを発生
するクロツク信号発生器4の出力信号を、ROM
3のデータにプリセツトしたカウンタ5でカウン
トして、それぞれのチヤンネル所定の遅延時間を
得る。得られた各遅延時間でパルス発生器6を駆
動し、送信信号を発生させ、超音波振動子列1よ
り超音波ビームを生体に向けて発射する。生体内
で反射された超音波は再び超音波振動子列1で受
信され、可変遅延線7でそれぞれ送信と同じ遅延
時間を与えられた後、加算器8で加え合され、復
調器9で復調され表示部10に表示される。
上記した従来の超音波診断装置では、各チヤン
ネルごとにパルス発生器が必要となるため装置が
大規模になり、また同じ波形の送信パルスを得る
ためには複雑な回路が必要となる。また、量子化
時間を短かくすると、高速で動くカウンタが各チ
ヤンネルで必要となり、消費電力が多くなり装置
が大がかりとなる等の欠点を有している。
本発明はかかる欠点を除去し、量子化時間を短
くしても低速のカウンタが使用でき、回路構成が
簡単で、消費電力の少ない超音波診断装置を提供
するものである。以下本発明の実施例について説
明する。以下前図と同一部分には同一番号を付し
説明を略す。
第3図は本発明によるセクタ電子走査型超音波
診断装置の原理図である。クロツク信号発生器4
は、第4図に示すように時間Tより量子化単位時
間t0の10倍の周期で送信信号のパルス幅を持つパ
ルス列φを発生する。同様にしてクロツク信号
発生器4はφより量子化単位時間t0だけ順次遅
れたパルス列φ2〜φ10を発生する。ROM3の
遅延時間データは、予め遅延時間量を10t0で割つ
たその10t0の倍数の部分と商余の部分に分割して
各チヤンネルに蓄えられており、この遅延データ
のうち10t0の倍数部分は4ビツトカウンタ5にプ
リセツトされ、商余の部分でデータセレクタ11
により必要とするパルスφN(Nは1〜10の整
数)を選択する。今遅延時間が(10m+n−1)
t0で与えられた場合、4ビツトカウンタ5にはm
がプリセツトされ、パルス列からはデータセレク
タ11によつてφoが選択される。なおmは0〜
15の整数である。4ビツトカウンタ5は、φo
パルス数をカウントしてパルスがm個になるとゲ
ートパルス発生器12によつて第5図に示すごと
くm+1個目のパルスを抜き取るゲートパルスa
を発生し、ゲート13によつてパルス列φoより
送信パルスbを作り、超音波動子列1を励振す
る。このように各チヤンネルROM3のデータに
よつて所定のタイミングに付勢した送信信号で超
音波振動子1にそれぞれ励振して、定められた方
向に超音波ビームを発射する。反射超音波信号は
同じ超音波振動子列で受信され、可変遅延線7で
送信とほぼ同一の遅延時間が付与され、加算器8
で加え合せ、復調器9で復調し、表示部10に表
示される。従つて、4ビツトカウンタ5のカウン
ト周期は量子化単位時間の10倍となり、量子化単
位を短かくしても低速のカウンタを使うことがで
きるため消費電力が少なくてすむ。また、ゲート
パルス発生器12は、パルス列より1パルスを抜
き取るだけであるため、あまり精度を必要とせず
簡単な回路で実現できる。従つて、クロツクパル
スの発生だけを正確に行えば各チヤンネルの送信
パルスはチヤンネル差の少ない良好な信号とな
る。なおクロツク発生器4の発生するパルス列は
上記した10種に限定されるものではなく、必要に
応じて増減することができる。またROM3は他
の遅延データの発生方法を用いることもでき、4
ビツトカウンタ5も4ビツトに限定されるもので
はない。
次に第6図を用いて本発明の他の実施例につい
て説明する。第6図の実施例は第3図に示した送
信回路のうち特に送信パルスを発生する部分のみ
を示してある。クロツク信号発生器4からのパル
ス列φNは、第7図に示すように、時間Tより始
まる周期10t0でパルス幅5t0のパルス列φと、こ
れよりt0ずつ遅延したパルス列φからφまで
となつている。データセレクタ11は、ROM3
よりの遅延時間量を5t0で割つたその商余の部分
でパルス列φN(Nは1〜5の整数)を選択す
る。EXOR回路14の入力は、遅延時間量を5t0
で割つたその商をさらに2で割つた余りの値を用
いる。この値がOの場合はデータセレクタ11の
出力はEXOR回路14をそのまま通過し、この値
が1の場合はEXOR回路14の出力は入力と反転
し、第7図に示すNとなる。4ビツトカウンタ
5には、第3図と同様に遅延時間量を10t0で割つ
たその商をプリセツトする。4ビツトカウンタ5
が、EXOR回路14の出力パルスNの立上りエ
ツジを検出してカウントすれば、φNは第4図の
φN+5と同一の時間に相当することになり、φ
からφの5種のパルス列で10種の時間差を持つ
たパルス列を作ることができる。なおこの場合N
は1〜5の整数となる。4ビツトカウンタ5のカ
ウント数がプリセツト値と一致すると、第3図の
場合と同様にゲートパルス発生器12でゲートパ
ルスを発生し、ゲート13によつてパルス列φN
またはNよりパルスを抜き取つて送信信号と
し、超音波振動子1に供給する。このように、量
子化単位時間を、送信信号のパルス幅の整数分の
一に選び、EXOR回路を用いることによつて量子
化遅延時間差をもつクロツクパルスの種類を半数
に減らすことができる。
第8図は、送信信号を複数のパルスで構成する
他の実施例を説明する原理図である。EXOR回路
14の出力と4ビツトカウンタ5までの動作は第
3図または第6図と同様である。第9図は、第8
図の動作を説明するタイミング図で、EXOR回路
14の出力φNあるいはNのm番目の立上りエツ
ジを4ビツトカウンタ5がカウントすると、カウ
ンタの出力Cがハイレベルとなつて、次のパルス
列φNまたはNの立上りエツジm+1からシフト
レジスタ15がシフトを開始してm+5までの2
パルス分の間、出力がロウレベルとなる。このシ
フトレジスタ15の出力dとEXOR回路14の出
力をNOR回路16に入力すると、第9図に示す
正方向の2山の送信パルスfが得られる。さらに
シフトレジスタ15の出力をEXOR回路14の出
力の負エツジで判定するフリツプフロツプ17で
半相遅れた逆向きのパルスeを作つて、EXOR回
路14の出力と共にNAND回路18に入力すると
NOR出力fより半相遅れた逆向きのパルスgを
得る。このNOR回路16とNAND回路18の出
力をアナログ的に加算器19で加算すれば、矩形
波2波の送信パルスhとなる。このように、第8
図に示す回路によつて非常に簡単に数周期の駆動
パルスを作ることができる。また、クロツクパル
スφNNはデータセレクタやゲートを数段通る
のみなので、遅延時間の誤差や波形の乱れが少な
くチヤンネル間の差が少ない良好な送信信号が、
簡単に低消費電力で実現できる。なお、シフトレ
ジスタ15の出力パルス幅としては2パルス分の
パルス幅だけではなく他の個数を選ぶこともで
き、またNOR回路16の出力をそのまま送信信
中とすることもでき、ゲートを他の構成にするこ
ともできる。
次に第10図は、第7図に示すパルス列を作る
一例を示したものであり、まず送信タイミング発
生回路20によりシフトレジスタ21をクリアす
る。シフトレジスタ21の出力φからφは全
てロウレベルとなり、シフトレジスタ21の入力
はφの出力を反転回路22によつて反転し、ハ
イレベルとなつている。送信タイミング発生回路
20によつてシフトレジスタ21のクリアが解除
されると、量子化単位時間を周期とする発振器2
3の信号でシフトレジスタ21のデータがシフト
を開始し、φからφまで順次ハイレベルにな
り、全部ハイレベルになるとシフトレジスタ21
の入力がロウレベルとなり、φからφoまで順
次ロウレベルとなる。以下同様の操り返しで各パ
ルス列を発生する。
第11図はタツプ遅延線24を用いた実施例で
あり、各タツプ間の遅延時間差を量子化単位時間
とし、発振器23の発振周期を量子化単位時間の
10倍とすることにより第10図と同様のパルス列
を発生することができる。
以上説明したように、本発明による送信回路を
用いればクロツクパルスの発生を非常に簡単に、
かつ正確に行なうことができ、簡単な回路で低消
費電力の、優れた特性のセクタ走査超音波診断装
置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は扇形走査をするセクタ電子走査型超音
波診断装置の超音波ビームの発生を説明する図、
第2図は従来のセクタ電子走査型超音波診断装置
の構成を説明するブロツク図、第3図は本発明の
一実施例における超音波診断装置のブロツク図、
第4図は同装置の動作を説明する波形図、第5図
は送信信号をゲートするゲートパルスのタイミン
グを説明する波形図、第6図は本発明の他の実施
例を説明する原理図、第7図は第6図の実施例の
動作を説明する波形図、第8図は本発明の他の実
施例の要部ブロツク図、第9図は第8図の回路の
動作タイミングを説明する波形図、第10図は複
数のクロツク信号をシフトレジスタによつて発生
する回路例を示す結線図、第11図は複数のクロ
ツク信号をタツプ付遅延線で発生する回路例を示
す結線図である。 1……超音波振動子、3……ROM、4……ク
ロツク信号発生器、5……カウンタ、6……パル
ス発生器、7……可変遅延線、8……加算器、9
……復調器、10……表示部、11……データセ
レクタ、12……ゲートパルス発生器、13……
ゲート、14……EXOR回路、15……シフトレ
ジスタ、16……NOR回路、17……フリツプ
フロツプ、NAND回路、19……加算器、20…
…送信タイミング発生器、21……シフトレジス
タ、22……反転回路、23……発振器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 遅延時間の量子化単位の整数倍の周期を有し
    かつ量子化単位時間だけ順次遅延した多相のクロ
    ツクパルスを発生するクロツク信号発生器と、前
    記多相のクロツクパルスより所定の一相を選択す
    るデータセレクタと、前記データセレクタで選択
    されたクロツクパルスのパルス数を計数するカウ
    ンタと、前記カウンタの出力信号によつてゲート
    パルスを作るゲートパルス発生器と、前記ゲート
    パルス発生器の出力によつて前記選択された一相
    のクロツクパルスから所定のタイミングのパルス
    を抜き取り送信パルスを発生するゲートとを具備
    し、前記データセレクタでのスイツチの選択とカ
    ウンタのカウント数の設定によつて超音波振動子
    送信パルスの遅延時間を制御することを特徴とし
    た超音波診断装置。 2 クロツク信号発生器で、パルス幅が周期の2
    分の1でかつ量子化単位時間の整数倍である多相
    のクロツクパルスを発生し、データセレクタで所
    定の一相のクロツクパルスを選択し、前記クロツ
    クパルスの極性を制御した後カウンタで計数する
    特許請求の範囲第1項記載の超音波診断装置。 3 カウンタの出力によつてシフトするシフトレ
    ジスタを設け、前記カウンタの出力によつてシフ
    トレジスタの動作を制御し所定の幅のゲートパル
    スを発生し、前記シフトレジスタで発生したゲー
    トパルスを入力としてこのシフトレジスタのシフ
    ト信号を逆位相で判定するフリツプフロツプの出
    力と、前記シフトレジスタで発生したゲートパル
    スとによつて、データセレタクで選択したクロツ
    クパルスを各々ゲートし、得られた2つの信号を
    合成して送信パルスを形成する特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載の超音波診断装置。
JP14938579A 1979-11-16 1979-11-16 Ultrasonic diagnosis apparatus Granted JPS5670758A (en)

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