JPS6255870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リニアスキヤン形超音波診断装置の
改良に関するものである。

リニアスキヤン形超音波診断装置等において
は、アレイ状に配列された複数の超音波振動子を
順次走査して振動子駆動信号の印加および振動子
入感信号の取出しを行なうために、アナログマル
チプレクサが設けられる。アナログマルチプレク
サとしては半導体スイツチ群よりなるものが用い
られるが、この種のマルチプレクサは耐圧が低
く、100V前後の振動子駆動パルスを扱うことは
できない。そこで従来は、増幅前の低レベル信号
をマルチプレクサしそれを駆動増幅器で増幅して
振動子に与えるか、駆動増幅器の出力信号を低レ
ベルの信号とし、これをマルチプレクスして振動
子に与えることが行なわれる。

増幅前にマルチプレクスする方式は、駆動増幅
器および受信用増幅器がアレイ中の個々振動子の
数だけ必要になるので回路部品が多くなり、ま
た、駆動増幅器群および受信増幅器群と振動子ア
レイを接続するシールドケーブルは振動子の数だ
け必要になるのでケーブルの束が太くて扱いにく
いものになる。このことが逆に、アレイに含めう
る振動子の数を制限する理由にもなる。

これに対して、駆動信号をマルチプレクサが扱
える範囲の低レベル信号にすると、駆動増幅器お
よび受信増幅器をマルチプレクサの前段に配置す
ることによりその数を削減することができ、ま
た、マルチプレクサをCMOS―IC等で構成して
アレイ側に配置することによりアルイ側と駆動増
幅器とを接続するシールドケーブルの本数も減ら
すことができる。しかも、この方式は、駆動信号
のレベルが低いのと、CMOSスイツチのオン時の
内部抵抗が高いことから高感度の診断装置が実現
しにくい欠点がある。

本発明の目的は、高感度で回路部品数の少ない
リニアスキヤン形超音波診断装置を提供すること
にある。

本発明は、複数のダイオードの一端を共通接続
し他端を個々の振動子とバイアス制御回路にそれ
ぞれ接続するようにしたダイオードスイツチから
なるアナログマルチプレクサを用い、これによつ
て、振動子への駆動増幅器の出力信号の供給と、
振動子からの入感信号の取出しを行なうようにし
たものである。

以下、図面によつて本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明実施例の概念的構成図である。
第１図において、１はプローブで、振動子アレイ
１０とアナログマルチプレクサ１１とを同一ケー
スに含むものである。２は送受信回路で、駆動増
幅器群と受信用の前置増幅器群を含んでいる。３
は送信フオーカス回路、４はパルス発生回路、５
は受信フオーカス回路、６は対数増幅回路、７は
表示器、８は制御回路である。

パルス発生器４はパルスを発生してそれを送信
フオーカス回路３に与える。送信フオーカス回路
３は送信パルスに基づき、超音波ビームの焦点に
合わせてそれぞれ遅延された複数の並列なパルス
を生じ、それらを送受信回路２に与える。送受信
回路２中の駆動増幅器群はそれらのパルスをそれ
ぞれ増幅してアナログマルチプレクサ１１に与え
る。アナログマルチプレクサ１１は与えられたパ
ルス群を振動アレイ１０中の一群をなす複数の振
動子にそれぞれ与えてそれらを駆動し、、超音波
ビームを発生させる。

この超音波ビームに対する被検音場からの反射
波が振動子１０中の一群をなす複数の振動子にそ
れぞれ入感すると、それらの信号はアナログマル
チプレサ１１を通じて送受信回路２に与えられ、
その前置増幅器群によつてそれぞれ増幅され、受
信フオーカス回路５に与えられる。受信フオーカ
ス回路５は与えられた信号群を適宜遅延加算して
受波の焦点を合わせる。受信フオーカス回路５の
出力信号は対数増幅器６で増幅され、表示器７に
与えられて映像として表示される。

以上の動作を一行程として、制御回路８の制御
のもとに、超音波の送受信を繰返えして被検音場
をリニアスキヤンし、その断層像を表示器７上に
得る。

プローブ１のより詳細な構成を第２図に示す。
第２図において、振動子アレイ１０は例えば192
個の振動子エレメントからなり、アナログマルチ
プレクサ１１は、ダイオードスイツチ回路１２
と、バイアス制御回路１３と、デコーダ１４とか
らなる。ダイオードスイツチ回路１２は信号線１
２１を通じて送受信回路２と接続される。バイア
ス制御回路１３とデコーダ１４は信号線１４１を
通じて制御回路８と接続される。

信号線１２１は例えば32本のシールドケーブル
からなり、各シールドケーブルは、ダイオードス
イツチ回路１２において、ダイオード６個を１組
とする32組の各ダイオード組の入力端にそれぞれ
接続される。各ダイオード組の６つの出力端は、
振動子アレイ１０中の６個の振動子エレメントに
31個おきにそれぞれ接続される。第２図ではこの
接続法を第０組についてのみ示してあり、エレメ
ント０，３２，６４，９６，１２８，１６０のよ
うに接続される。第１組の接続は１，３３，６
５，９７，１２９，１６１、第２組の接続は２，
３４，６６，９８，１３０，１６２であり、以
下、他の組についても同じ要領で接続されてい
る。

バイアス制御回路１３の出力端はダイオードス
イツチ回路１２の個々のダイオードごとに設けら
れ、それぞれ対応するダイオードに接続される。
第２図では第０組に対する接続だけが示されてい
る。バイアス制御回路１３は、信号線１４１を通
じてバイアス用電源電圧の供給を受ける。

デコーダ１４は信号線１４１を通じて制御信号
の供給を受ける。デコーダ１４は制御信号をデコ
ードして、32組のダイオード組につきそれぞれ１
つのダイオードを指定する信号を生じ、これをバ
イアス制御回路１３に与える。この指定信号に応
動するバイアス制御回路１３の出力信号により、
ダイオードスイツチ回路１２においては32個のダ
イオードが同時に順バイアスされ、振動子アレイ
１０中の隣り合う32個の振動子エレメントを送受
回路２に接続する。

デコーダ１４に与えられる制御信号は、１行程
の超音波ビームの送受が済むごとに順次切換わ
り、これによつて、32個の振動子エレメントは毎
回１つずつ組合わせを変えながら順次送受信回路
２に接続される。信号線１４１はこの場合制御信
号用の線11本、電源線２本、コモン線１本の計14
本の線によつて構成できる。

振動子アレイ１０とダイオードスイツチ回路１
２とバイアス制御回路１３のさらに詳細な接続図
を第０組のダイオードについて示せば第３図のと
おりである。第３図において、ダイオードD0〜
D5のアノードは共通に接続され、シールドケー
ブル１２１を通じて送受信回路２に接続される。
ダイオードD0〜D5のカソードは、それぞれ振動
子エレメントTD0〜TD160に接続されるととも
に、抵抗R0〜R5を通じてバイアス制御回路１２
の個々の出力インバータIN0〜IN5にそれぞれ接
続される。

ダイオードD0〜D5のアノードには送受信回路
２から数Ｖ程度の正の直流電圧と＋100V程度の
振動子駆動パルスが与えられる。ダイオードD0
〜D5のカソードには出力インバータIN0〜IN5の
出力電圧がそれぞれ抵抗R0〜R5を通じて与えら
れる。出力インバータIN1〜IN5の出力電圧は、
それぞれ、入力端子０〜５に与えられる信号の逆
論理の電圧となり、入力信号が“Ｈ”のとき接地
電位、“Ｌ”のとき電源電位となる。電源電圧＋
Ｖは振動子駆動パルスの振幅を下まわらないよう
に定められている。したがつて、ダイオードD0
〜D5は出力インバータIN0〜IN5の出力が接地電
位のときオン、電源電位のときオフとなる。オン
のときのダイオードD0〜D5の内部抵抗が充分小
さくなるように、抵抗R0〜R5の値が定められて
いる。ダイオードD0〜D5は出力インバータIN0
〜IN5の出力電圧と送受信回路２からの直流電圧
によつて１時期に１つだけがオンにされ、このオ
ンにされたダイオードを通じて、それにつながる
振動子エレメントに駆動パルスが与えられ、また
振動子エレメントの反射波入感信号が取り出され
る。

ダイオードスイツチは、100V程度の電圧に容
易に耐えることができるから、振動子駆動パルス
は充分高レベルのものとすることができ、それと
オン時のダイオードスイツチの内部抵抗の低減と
により、高感度を維持することができる。また、
ダイオードスイツチにより充分高速なスイツチン
グ動作が得られる。さらに、ダイオードスイツチ
回路１２、バイアス制御回路１３、およびデコー
ダ１４は集積回路化することによつて小形なもの
とすることができるので、それらをプローブ側に
配置することが可能であり、そのようにしたと
き、ブローブと送受信回路を結ぶ信号線は、振動
子アレイのエレメント数に比べてはるかに少ない
ものとなる。そして勿論、送受信回路は、超音波
ビーム１本の送受に与る振動子エレメントの数だ
けあればよいので、振動子アレイのエレメント数
に比べてはるかに少ないものでよい。すなわち、
本発明によれば、高感度で回路部品数の少ないリ
ニアスキヤン形の超音波診断装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の概念的構成図、第２
図は、プローブ部分の詳細構成図、第３図は、プ
ローブ部分の一部のさらに詳細な電気的構成図で
ある。 １……プローブ、２……送受信回路、３……送
信フオーカス回路、４……パルス発生器、５……
受信フオーカス回路、６……対数増幅器、７……
表示器、８……制御回路、１０……振動子アレ
イ、１１……アナログマルチプレクサ、１２……
ダイオードスイツチ回路、１３……バイアス制御
回路、１４……デコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検音場を超音波ビームでリニアスキヤン
   し、超音波ビームに対する反射波の受波信号に基
   づいて被検音場の断層像を得るリニアスキヤン形
   超音波診断装置において、超音波送受波用の振動
   子アレイ中の個々の振動子エレメントを送受信回
   路に選択接続するアナログマルチプレクサとし
   て、複数のダイオードの一端を共通接続し他端を
   個々に振動子エレメントとバイアス制御回路にそ
   れぞれ接続するようにしたダイオードスイツチ回
   路と、その制御用のデコーダとからなるものを用
   いたことを特徴とするリニアスキヤン形超音波診
   断装置。 ２ 特許請求の範囲の第１項において、ダイオー
   ドスイツチ回路とデコーダは振動子アレイと同一
   の筐体に収容されているリニアスキヤン形超音波
   診断装置。