JPS62696B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波診断装置における電子走査信号
処理装置、特に電子走査型超音波診断装置の受信
信号処理装置に関する。

超音波信号を生体中へ放射して生体組織の音響
特性インピーダンスの差に基づく生体内臓器から
の反射エコーを受信し、ブラウン管等の表示器に
生体組織の断層像を表示する超音波診断装置が周
知であり、生体に損傷を与えることなく臓器およ
び疾患部を精密に観察できる利点から種々の診断
に用いられている。

従来の超音波診断装置として生体組織の断層像
を実時間（リアルタイム）で観察することのでき
る電子走査型超音波診断装置が知られており、プ
ローブを当てた部位の断層像を瞬時に読み取るこ
とができ、また心臓等の比較的速い運動を有する
臓器の状態を動的に観察できるという利点を有す
る。電子走査型超音波診断装置には、走査型式に
より、リニア走査およびセクタ走査等があるが、
いずれも走査方向に沿つて配列された複数の超音
波振動子に所定の超音波送信パルス信号を供給す
ることにより、指向性を有する超音波ビームを予
め定められたプログラムで走査することができ
る。

前述した電子走査型超音波診断装置は動的な断
層像を観察するためには極めて良好な特性を有す
るが、断層像の解像度が悪いという欠点があつ
た。即ち例えばリニア型装置においては、配列さ
れた振動子に所定のプログラムで超音波送信信号
が供給されるが、この送信波の送信周期は送受信
信号間の混信を避けるため超音波の生体内往復に
要する時間より大きく設定しなければならない。
通常の場合、生体中の超音波伝播速度は約1500
ｍ／ｓであり、一般的な心臓あるいは腹部等の診
断用としては送信周期は300〜400μｓ以上に設定
される。そして、表示器上に目にチラツキを与え
ない断層像を得るためには毎秒20〜30枚の画像を
ブラウン管面に表示しなければならず、この結果
１枚の画像には100本程度の走査線しか入れるこ
とができず、このような少ない走査線数では解像
度の低い画面しか得られなかつた。いま送信周期
を400μｓとし、毎秒30枚の画像を得るためには
１画像当り83本の走査線しか得ることができず、
リニア走査超音波診断装置の有効視野幅を10cmと
すると走査線密度は１本当り1.2mmとなり、また
セクタ走査型超音波診断装置における有効視野角
を約90゜とすれば１本当たりほぼ１゜程度の走査
線密度しか得ることができない。このように従来
の電子走査型超音波診断装置では、走査線密度が
粗いので良好な画質を得ることができず、特に静
止画像を記録して診断計測する場合等には臓器あ
るいは疾患部の状態を精密に観察することが極め
て困難であつた。

一般に従来の超音波診断装置に用いられる超音
波振動子はそれ自体前述した超音波伝播速度によ
り規制される走査線密度に比して十分に高密度で
配置することができ、例えば10cmの有効視野幅内
に100以上の素子を整列することは極めて容易で
あるが、前述した送信周期の制約によりこのよう
な精密振動子を従来有効に利用することができな
かつた。

従来の改良された装置として超音波エコー信号
から得られる画素情報をいつたん蓄積記憶し、こ
の蓄積情報を高速テレビ走査により読み出すスキ
ヤンコンバータを用いた装置が知られている。こ
の改良された装置によれば、各画面がゆつくりと
時間を掛けた細かい走査線密度で作成され、これ
を速度の速いテレビ走査で読み出しすることによ
り、且つチラツキを与えることなく解像度の高い
画面を得ることができる。しかしながら心臓その
他の比較的速い動きを有する臓器の観察に当たつ
ては、各断層像が実際の臓器の運動に追従するこ
とができず、断層像に歪みが生じてしまう等の欠
点があつた。

従来の更に他の改良された装置として、時間的
に隣接して得られる超音波エコー信号を互いに比
較演算し、各信号間の平均情報を補間信号として
作成し、超音波エコー信号と補間信号とを表示器
上に走査することにより、見掛け上の走査線密度
を増加させる装置が知られているが、この改良装
置によつても、原エコー信号が平滑希釈化され一
見滑らかな画面が得られるが、実際の解像度を向
上させることはできなかつた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は極めて解像度の優れた良好な画質
を得ることのできる超音波診断装置における改良
された電子走査信号処理装置を提供することであ
る。

上記目的を達成するために、本発明は受信制御
部に少なくとも２以上の予めプログラムされた異
なる受信指向特性を有する受信信号合成部を設
け、単一の超音波送信毎に各受信信号合成部から
異なる受信指向特性の受信エコー信号を得て、こ
れらの複数個の受信エコー信号により画面を走査
し走査線密度を著しく上昇させたことを特徴とす
る。

超音波送信波は通常の場合複数個の振動子から
予め定められた指向性で生体内に放射され、この
エコー信号も複数個の振動子により受信される。
本発明においては、複数個の振動子により受信さ
れたエコー信号を異なる受信指向特性を形成する
よう設定された複数個の受信信号合成部で合成す
ることにより、異なる受信指向特性を有する複数
の受信エコー情報を同時に得ることができ、送信
信号数を増加させることなく、少なくとも従来に
比して２倍以上の受信エコー情報を得ることが可
能となる。各受信エコー情報は一時記憶装置に記
憶されて所定の遅延時間が与えられ、順次表示部
の掃引信号に各受信信号に応じた輝度変調がかけ
られる。従つて表示器の走査密度は少なくとも従
来の２倍の密度となり、これらの情報は従来の補
間信号と異なり、それぞれの受信指向特性に応じ
た反射エコー信号そのものであるため、著しく改
善された画質の断層像を得ることが可能となる。

本発明はリニア走査あるいはセクタ走査のいず
れに対しても適用することができ、各走査方式に
応じて超音波振動子に接続された複数の受信信号
合成部を任意にプログラムすることにより、受信
指向特性の異なる複数の受信エコー信号を得るこ
とができる。

以下図面により本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。

第１図には本発明に係る電子走査信号処理装置
の設けられたリニア電子走査型超音波診断装置の
概略構成が示されている。生体に直接もしくは伝
達媒質を介して密着保持されるプローブにはリニ
ア走査方向に配列された複数個の、第１図におい
ては128個の超音波振動子１０−１〜１０−１２
８が設けられている。各振動子１０へは送信制御
部１２を介して基準信号発生部１４からの超音波
送信パルス信号が供給される。基準信号発生部１
４は超音波発振源および同期信号発生回路を有
し、各振動子１０へ超音波送信パルス信号を供給
すると共に、各送受信回路へ所望のタイミング信
号を供給する。送信制御部１２は６個の並列され
た駆動回路１６−１〜１６−６を有し各駆動回路
１６が送信作用毎に順次所定の振動子１０へ予め
定められたプログラムで超音波送信パルス信号を
供給する。第１図の実施例においては、第１の送
信作用時、振動子１０−１〜１０−６に送信信号
が供給され、次の送信作用時、振動子１０−２〜
１０−７へ送信信号が供給される。以下同様に、
駆動回路１６−１〜１６−６の各送信信号は順次
１個おきに連続する６個づつの振動子に対して送
信信号を供給し、この結果62回目の送信信号が振
動子１０−１２３〜１０−１２８に供給されるこ
とにより１走査の送信作用が完了する。

励振された各振動子１０はそれぞれ供給された
送信信号により生体中に互いに異なる時間位相を
有する超音波を放射し、この結果生体中ではこれ
ら超音波が特定の指向特性および走査特性を有す
る超音波ビームとなり、また各臓器あるいは疾患
部からは反射エコー信号が生じ、このエコー信号
が各振動子１０により受信される。振動子１０に
より受信された反射エコー信号は受信制御部１８
により輝度変調信号に変換され、表示部２０で輝
度変調された断層像が形成される。図示した実施
例において、受信信号は送信作用に用いられたと
同一の６個の振動子にて受信され、各受信信号が
６個の受信増幅器２２−１〜２２−６に供給さ
れ、所定の電圧レベルに増幅される。

本発明において特徴的なことは、受信制御部１
８に少なくとも２以上の予めプログラムされた異
なる受信指向特性を形成する受信信号合成部が設
けられていることであり、図示した実施例におい
ては２個の受信信号合成部２４−１および２４−
２が設けられている。第１の受信信号合成部２４
−１には増幅器２２−１〜２２−５までの５個の
増幅器出力が供給され、また第２の受信信号合成
部２４−２へは増幅器２２−２〜２２−６までの
５個の増幅器出力が供給される。従つて両受信信
号合成部２４−１および２４−２からは各振動子
１０の幾何学的配置から定まる２個の近接した受
信指向特性を有する異なる受信エコー信号が得ら
れる。

次に第２図により第１実施例における送受信特
性を詳細に説明する。第１送信時、振動子１０−
１〜１０−６の６個の振動子が駆動回路１６−１
〜１６−６により励振され、図示していないが周
知のように、各励振波に超音波ビーム収束のため
の位相遅延制御が行われているので、超音波放射
ビームは励振振動子の中心軸即ち振動子１０−３
と１０−４の中心線T₁に沿つて生体内に放射さ
れる。もちろん実際の放射ビームはこの指向中心
線T₁の周囲にある程度の広がりを有し、これら
の広がり領域にある臓器その他から反射エコー信
号が得られる。反射エコー信号は励振振動子１０
−１〜１０−６の６個の振動子により受信され、
それぞれ増幅器２２−１〜２２−６により増幅さ
れる。しかしながら本発明においては、第１の受
信信号合成部２４−１は増幅器２２−１から２２
−５の出力を受けるので、反射エコー信号は振動
子１０−１〜１０−５により受信された信号とな
り、この５個の振動子による受信エコー信号は振
動子１０−３の中心位置に対応するA₁′で示され
る受信指向特性を有することとなる。即ち受信信
号合成部２４−１から得られる合成信号は受信指
向特性A₁′線上にある臓器あるいは疾患部と対応
する。同様にして第２の受信信号合成部２４−２
は増幅器２２−２〜２２−６と対応するので、合
成部２４−２は振動子１０−２〜１０−６により
受信された信号を合成し、その受信特性は振動子
１０−４の中心位置にある受信指向特性A₁″で示
される。従つて本発明によれば、送信指向特性
T₁なる単一の超音波送信信号により２個の隣接
する受信指向特性A₁′，A₁″を有する受信エコー
信号が受信信号合成部２４−１，２４−２から同
時に得られることとなる。

送信制御部１２からは以下同様に振動子１個お
きに連続した６個の振動子１０に励振信号が供給
され、第２図から明らかなように、振動子１個お
きの送信指向特性を有する超音波送信ビーム、即
ち第２図のT₂で示される送信指向特性の第２の
送信信号が放射される。第２の送信信号は振動子
１０−３〜１０−８により放射され、反射エコー
信号もこれら６個の振動子から受信される。従つ
て第２の送信波に対しては、第１の受信信号合成
部２４−１は振動子１０−３〜１０−７の受信信
号を合成し、その受信指向特性はA₂′で示され
る。また第２の受信信号合成部２４−２は振動子
１０−４〜１０−８の受信信号を合成し、その受
信指向特性がA₂″で示される。

以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては単一の超音波送信毎に各受信信号合成部から
異なる受信指向特性を有する受信エコー信号を同
時に得ることができ、超音波送信周期を短縮する
ことなく同時に近接する２個所の生体部位を走査
したと同一の結果を得ることが可能となる。

第３図には第１実施例の各送信時における送受
信振動子と、受信信号合成部における振動子の配
列が示される。第３図から明らかなように、プロ
ーブの１回の電子走査は第１送信から第62送信ま
での62回の送信により行われる。各送信は１個お
きの連続する６個の振動子を励振することにより
行われ、即ち第１送信は振動子１０−１〜１０−
６で、第２送信は振動子１０−３〜１０−８で、
そして第62送信では振動子１０−１２３〜１０−
１２８で行われる。同様に第１実施例において
は、反射エコーの受信も同一の振動子により行わ
れ、即ち第１送信では振動子１０−１〜１０−６
で、そして第62送信では振動子１０−１２３〜１
０−１２８で行われる。一方受信信号合成部にお
いては受信信号が２個に分割され、それぞれ５個
の振動子から得られる信号が合成され、第１送信
では振動子１０−１〜１０−５までと１０−２〜
１０−６までの異なる受信指向特性を有する２個
の合成信号が得られる。同様に第62送信では１０
−１２３〜１０−１２７により得られる第１の合
成信号と、振動子１０−１２４〜１０−１２８に
より得られる第２の合成信号が取り出される。従
つて第３図に示されるように、第１実施例におい
ては１走査における62回の送信に対してそれぞれ
受信指向特性の異なる124個の受信エコー信号を
得ることができ、これらを表示器上に掃引走査さ
せることにより、従来の２倍の解像度を有する良
質な画面を得ることが可能となる。

第１図において、２個の受信信号合成部２４−
１および２４−２は検波増幅部２６−１および２
６−２に接続され、合成超音波受信信号が包絡線
検波増幅される。受信信号合成部２４−１，２４
−２へは基準信号発生部１４から所定の遅延信号
が供給され、第１実施例においては、第２の受信
信号合成部２４−２の出力は受信指向特性A′と
A″との幾何合的距離即ち各振動子１０の設置間
隔に対応した遅延量だけ受信信号合成部２４−１
の信号に対して遅延制御が行われる。従つて検波
増幅部２６−１および２６−２の出力も同様の遅
延時間を有することが明らかである。

検波増幅部２６−１，２６−２の出力は書込読
出制御回路２８の書込スイツチ３０−１および３
０−２を介して一時記憶装置３２−１ａ，３２−
２ａもしくは３２−１ｂ，３２−２ｂに書き込ま
れる。一時記憶装置３２の出力は書込読出制御回
路２８のスイツチ３４−１および３４−２を介し
て表示部２０の輝度変調回路３６に供給される。

表示部２０はブラウン管３８を有し、ブラウン
管画面は掃引信号発生回路４０により制御される
Ｘ軸掃引回路４２およびＹ軸掃引回路４４から形
成され、この画面が輝度変調回路３６により変調
され、反射エコー信号に基づく輝度変調断層像が
ブラウン管３８上に表示される。掃引信号発生回
路４０は基準信号発生部１４の同期信号によりブ
ラウン管３８の掃引作用を制御し、また書込読出
制御回路２８のスイツチ切換制御を行う。

第４図には第１実施例における受信信号表示作
用が示されている。送信制御部１２による超音波
送信周期は第４図の周期T₀で示され、この周期
T₀は受信エコー信号の有効範囲t₁と無効休止範囲
t₂とに分けられ、有効範囲t₁における受信信号が
第１の検波出力１０１−１，１０１−２として示
される。この第１送信時、書込読出制御回路２８
のスイツチ３０−１，３０−２は掃引信号発生回
路４０により一時記憶装置３２−１ａおよび３２
−２ａに接続されている。従つて受信検波信号１
０１−１は一時記憶装置３２−１ａに、そして受
信信号１０１−２は一時記憶装置３２−２ａに記
憶される。

そして次の第２送信時、掃引信号発生回路４０
は書込読出制御回路２８の各スイツチを切換え、
即ち書込スイツチ３０−１を装置３２−１ｂへ、
そしてスイツチ３０−２を装置３２−２ｂへ切換
え、また同時に読出スイツチ３４−１を装置３２
−１ａへ、そしてスイツチ３４−２を装置３２−
２ａへ切換制御する。従つて第２送信時には前回
の第１送信時に一時記憶装置３２−１ａ、３２−
２ａに書き込まれた受信信号１０１−１，１０１
−２がスイツチ３４−１，３４−２から読み出さ
れて輝度変調回路３６に供給される。このときの
ブラウン管３８の掃引波形が領域Ｅ，Ｆで示さ
れ、掃引領域Ｅにおいて信号１０１−１が読み出
され、また掃引領域Ｆにおいて信号１０１−２が
読み出され、第４図の１走査信号１０２が得られ
る。この第２送信時、受信信号合成部２４−１，
２４−２から得られる信号は検波増幅部２６−
１，２６−２を介して他方の一時記憶装置３２−
１ｂ，３２−２ｂへ書き込まれ、この書込受信信
号が第４図の１０３−１，１０３−２で示され
る。従つて第１実施例においては、１送信周期の
遅れによつてブラウン管３８上に送信走査線密度
の２倍の走査線密度で受信信号が表示されること
となる。第４図から明らかなように、ブラウン管
３８の掃引周期は送信部による送信周期の半分と
なり、走査線密度を２倍に増加することができる
ので、きわめて解像度の良い良質な画面を得るこ
とが可能となる。第４図の各受信波形の鎖線部に
はそれぞれ対応する信号が存在するが、図におい
ては省略されている。

以上説明したように、第１実施例においては、
２個の受信信号合成部を設けることにより、単一
の超音波送信毎に２個の受信エコー信号を得るこ
とができ、これらの受信エコー信号はそれぞれ異
なる受信指向特性を有するので、走査線密度を従
来の２倍にしたと同様の効果を得ることができ、
きわめて良質の画面を得ることが可能となる。

第１実施例においては、受信信号合成部を２個
に設定したが、２以上の任意の合成部を並列に設
けることができ、単一の超音波送信毎に任意に選
択された複数個の受信エコー信号を得ることが可
能となる。

また第１実施例の送受信作用は６個の振動子に
より行われているが、送信および受信をそれぞれ
異なる任意の個数の振動子で行うことも可能であ
り、これらの予め設定された送受信振動子数に対
応して送信側駆動回路および受信側増幅器の数を
設定することができる。

第１実施例においては、各受信信号合成部２４
に受信指向特性に応じた遅延時間が与えられる
が、この遅延時間は他の書込読出制御回路などに
与えることも可能である。

第５図には本発明に係る電子走査信号処理装置
をセクタ走査型超音波診断装置に適用した場合の
送受信指向特性が示されている。超音波振動子１
０は32個の素子からなり、各素子に第５図のｔで
示される遅延時間特性を与えることにより、所望
の送信指向特性を得ることができる。各素子に対
する遅延時間を結ぶ線が遅延時間線αで示され、
このような遅延作用により各素子から放射される
超音波の波面はαと比例関係を有する平行な面で
位相がそろうので振動子１０から送信される超音
波の指向角はθ〓で示され、このときの送信指向
特性がＴ〓で示される。

第２実施例においては、第１実施例と同様２個
の受信信号合成部を有するので、反射エコー信号
は指向角θ〓に対して±Δθの偏位角を有する指
向特性Ａ〓′，Ａ〓″となり、第２実施例における
セクタ走査型超音波診断装置においても、単一の
超音波送信毎に微少偏位指向角を有する複数個の
受信エコー信号が得られることとなる。

セクタ走査型装置においても、受信信号合成部
を任意の個数設定することができ、受信信号密度
を著しく向上することができる。

第６図には本発明に係る電子走査信号処理装置
の好適な第３実施例が示され、第１実施例と同様
にリニア走査型超音波診断装置に本発明が適用さ
れた実施例であり、第１実施例と同一もしくは対
応部材には同一符号を付して説明を省略する。第
３実施例においては、送信制御部１２は任意に選
択された個数の駆動回路１６−１〜１６−ｉを含
み、また受信制御部１８の増幅器も任意に選択さ
れた個数の増幅器２２−１〜２２−ｊにて構成さ
れている。第６図の実施例では、受信信号合成部
は４個の並列設置された合成部２４−１〜２４−
４からなり、各合成部２４−１〜２４−４の受信
信号は検波増幅器２６−１〜２６−４にて検波増
幅された後、それぞれアナログデジタル変換器４
６−１〜４６−４でデジタル信号に変換され、一
時記憶装置４８−１〜４８−４に記憶される。

第３実施例において特徴的なことは、各超音波
送信毎に得られた複数個の受信エコー信号がデジ
タルメモリ５２へ読み込まれる都度、前回の受信
エコー信号と比較演算され信号平滑作用が行われ
ることによりきわめて安定した高品質の画像を得
ることができるということである。即ち通常の受
信エコー信号は種々の雑音情報または疑似エコー
信号を含み、これらの受信エコー信号によりその
まま輝度変調作用を行うと、雑音あるいは疑似エ
コー信号がそのままブラウン管上に表示され、著
しく画像品質が低下していた。このために本実施
例においては超音波送信毎に得られる複数の受信
エコー情報を前回の受信エコー情報と比較演算し
雑音もしくは疑似エコー信号を著しく軽減するこ
とを特徴とする。

第６図において、受信制御部１８の一時記憶装
置４８−１〜４８−４の記憶信号は演算器５０を
介してデジタルメモリ５２の所望番地へ記憶され
る。演算器５０は新たな記憶信号の書き込み時に
デジタルメモリ５２の対応格納番地にある内容を
読み出し、これと記憶すべき新たな内容との加算
平均あるいは比較演算を行う。デジタルメモリ５
２はマトリクス状に配置された複数のメモリから
なり、それ自体書込読出制御回路を含む。

デジタルメモリ５２はアドレス制御回路５４を
介して掃引信号発生回路４０により制御され、所
望の格納番地が選択されて超音波発振と同期した
書込読出が行われる。掃引信号発生回路４０に
は、第１実施例と同様に、基準信号発生部１４か
らのトリガパルスあるいは素子制御プログラム信
号が供給され、Ｘ軸掃引回路４２、Ｙ軸掃引回路
４４に掃引同期信号を供給すると共に、アドレス
制御回路５４を介してデジタルメモリ５２の書込
読出制御を行う。アドレス制御回路５４は振動子
１０の走査線位置に対応したメモリ番地を演算し
送信信号休止期間中に一時記憶装置４８−１〜４
８−４に記憶された受信エコー信号を演算器５０
を介してデジタルメモリ５２へ記憶させる。この
書き込み時、デジタルメモリ５２の既格納信号は
演算器５０に読み出されて新たに記憶すべき内容
と、前述した如く比較演算されその演算結果がデ
ジタルメモリ５２の格納番地に新たな記憶信号と
して記憶される。従つてデジタルメモリ５２の内
容は常に累積平滑化され受信情報に含まれる雑音
あるいは疑似エコーを効果的に抑制することがで
きる。

デジタルメモリ５２の記憶内容はアドレス制御
回路５４からの読出信号により読み出され、デジ
タルアナログ変換器５６を介して表示部２０の輝
度変調回路３６に供給され、断層像がブラウン管
３８上に表示される。

第７図には、第３実施例における各部の波形が
示されている。超音波送信周期T₀中の有効期間t₁
において、受信信号合成部の受信信号検波出力が
信号２０１−１，２０１−２，２０１−３および
２０１−４にて示されている。これらの信号はデ
ジタル信号に変換された後、領域Ｃ，Ｄ，Ｅおよ
びＦなる期間に一時記憶装置４８−１〜４８−４
に記憶される。そして期間Ｇはアドレス制御回路
５４における受信信号のデジタルメモリ５２の書
込アドレス計算タイミングを示し、期間Ｈはアド
レス制御回路５４におけるデジタルメモリ５２の
読出アドレス計算タイミングを示す。また期間Ｗ
はデジタルメモリ５２における書込タイミング
を、そして期間Ｒは同じく読出タイミングを示
す。

一時記憶装置４８−１〜４８−４の受信デジタ
ル信号は期間Ｇにて選択された４個の一連の番地
に期間Ｗにおいて逐次高速で書き込まれる。次に
一時記憶装置４８−１〜４８−４はそれぞれ次の
超音波送信により得られた受信エコー信号が書き
込まれ、その書込期間が第７図においてC′，
D′，E′およびF′で示される。以上のようにし
て、先の受信エコー信号はデジタルメモリ５２に
記憶され、また次の新たな受信エコー信号が一時
記憶装置４８−１〜４８−４に記憶される。そし
てこの両記憶情報は新たな受信エコー信号がデジ
タルメモリ５２へ書き込まれるとき、前述したよ
うに演算器５０によつて比較演算され、この演算
結果がデジタルメモリ５２に記憶される。デジタ
ルメモリ５２の記憶内容は第７図の規間Ｒにおい
て期間Ｈで既に計算された４個の一連の番地に対
して掃引波形２０２と同期して高速で読み出さ
れ、この読み出された信号がデジタルアナログ変
換器５６を介してアナログ信号２０３として輝度
変調回路３６に供給される。

以上説明したように、本発明の第３実施例によ
れば、受信エコー信号が互いに比較演算されて信
号の平滑作用が行われるので、雑音あるいは疑似
エコー信号を著しく軽減除去することが可能とな
り、きわめて高品質の画像を得ることが可能とな
る。

第３実施例においては、４個の受信信号合成部
を有するが、任意個数の合成部を設けることがで
き、またリニア走査あるいはセクタ走査の両者に
適用することが可能である。更に受信制御部およ
び信号演算回路はコンピユータその他により小型
集積化することが可能である。

第８図には本発明に係る電子走査信号処理装置
の好適な第４実施例における送受信信号の指向特
性が示される。第４実施例においては、256個の
超音波振動子１０−１〜１０−２５６が走査方向
に沿つて整列配置される。送信制御部は２個おき
に連続する７個の振動子に送信信号を供給し、即
ち第１送信時、振動子１０−２〜１０−８に送信
信号が供給されるので、第１送信信号は振動子１
０−５の中心部に対応する送信指向特性T₁にて
示される。

第９図には第４実施例における送信振動子と受
信振動子の対応が示され、第１送信に対して４個
の信号合成部における受信振動子が示される。第
９図から明らかなように、第１送信に対して受信
信号合成部からは振動子１０−１〜１０−６によ
り受信される第１受信エコー信号、振動子１０−
２〜１０−７により受信される第２受信エコー信
号、振動子１０−３〜１０−８により受信される
第３受信エコー信号そして振動子１０−４〜１０
−９により受信される第４受信エコー信号が得ら
れる。そして各受信エコー信号は第８図のA₁−
１，A₁−２，A₁−３およびA₁−４の受信指向特
性を有することとなる。

同様に第２送信は振動子１０−４〜１０−１０
で示される１個おきに連続する７個の振動子によ
り行われ、これに対応して４個の受信エコー信号
が得られる。第２送信における受信エコー信号
は、第８図から明らかなように、それぞれA₂−
１，A₂−２，A₂−３，A₂−４なる受信指向特性
を有するが、本実施例において特徴的なことは、
第２送信の受信指向特性A₂−１とA₂−２が前回
の第１送信における受信指向特性A₁−３とA₁−
４に一致重複していることである。同様に第３送
信における前半２個の受信指向特性A₃−１，A₃
−２は前回の後半２個の受信特性A₂−３，A₂−
４と一致重複することとなる。以上のようにし
て、順次超音波送信が行われ、第124送信により
１走査の送受信作用が完了する。従つて第４実施
例においては、124回の送信により496個の受信エ
コー信号が得られるが、これらの受信エコー信号
はその前半部が前回の後半部と重複し、また後半
部が次回の前半部と重複する信号となる。従つて
実際上受信指向特性の異なる受信エコー信号とし
ては250個の受信エコー信号が得られることとな
る。

第４実施例の受信エコー信号は第３実施例の第
６図で説明したように演算器５０とデジタルメモ
リ５２の比較演算作用により、超音波送信毎に前
回の記憶情報と新たな記憶情報とが比較演算され
る。この場合新たな情報はその前半部の受信エコ
ー信号が前回送信時における後半部の信号と同一
番地であるため、各送信毎に比較演算され、第３
実施例と同様に、雑音および疑似エコー情報の平
滑軽減作用が行われる。また新たな受信エコー信
号の後半部はその番地が前回の走査において記憶
された情報番地と一致するので、新たな受信エコ
ー信号の後半部の信号は各走査毎の比較演算が行
われ、表示器においては画面毎の比較平滑作用が
行われることとなり、画面のちらつきその他のみ
にくさを著しく軽減することが可能となる。

第４実施例においても送受信に用いられる振動
子は任意に選択され、また受信信号合成部も４個
に限らず任意に設定することができる。また第４
実施例における各送信毎の重複数も第４実施例の
２個に限らず任意に設定することが可能である。

以上説明したように、本発明によれば、単一の
超音波送信毎に複数個の異なる受信指向特性を有
する受信エコー信号を得ることができ、実際の走
査線密度を著しく向上することができ、断層像の
解像度を向上させ良質な画面を得ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子走査信号処理装置の
好適な第１実施例を示すブロツク回路図、第２図
は第１図における振動子の送受信指向特性を示す
説明図、第３図は第１図における送受信および信
号合成時における振動子の選択配列を示す説明
図、第４図は第１図における各部の波形図、第５
図は本発明に係る電子走査信号処理装置の好適な
第２実施例における振動子の送受信指向特性を示
すセクタ走査型診断装置の特性図、第６図は本発
明に係る電子走査信号処理装置の好適な第３実施
例を示すブロツク回路図、第７図は第６図におけ
る各部波形図、第８図は本発明に係る電子走査信
号処理装置の好適な第４実施例を示す振動子配列
と送受信指向特性を示す説明図、第９図は第４実
施例における送信および信号合成時の振動子選択
配列を示す説明図である。 １０……超音波振動子、１２……送信制御部、
１８……受信制御部、２０……表示部、２４……
受信信号合成部、５０……演算器、５２……デジ
タルメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波走査方向に沿つて配列された複数の超
   音波振動子と、各超音波振動子に所定のプログラ
   ムで超音波送信信号を供給する送信制御部と、各
   超音波振動子により受信されたエコー信号を表示
   部にて表示させる受信制御部とを含む電子走査型
   超音波診断装置において、受信制御部は少なくと
   も２以上の異なる受信指向特性を有する受信信号
   合成部を有し、単一の超音波送信毎に各受信信号
   合成部から複数の異なる受信エコー信号を得るこ
   とを特徴とする超音波診断装置における電子走査
   信号処理装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、各受
   信信号合成部には異なる組合せから成る複数の振
   動子群からの受信信号が供給されていることを特
   徴とする超音波診断装置における電子走査信号処
   理装置。 ３ 特許請求の範囲２記載の装置において、複数
   の振動子群は各構成振動子の一部が重複している
   ことを特徴とする超音波診断装置における電子走
   査信号処理装置。 ４ 特許請求の範囲２はたは３のいずれかに、記
   載の装置において、各受信振動子群は送信振動子
   群の一部で形成されていることを特徴とする超音
   波診断装置における電子走査信号処理装置。 ５ 特許請求の範囲２または３のいずれかに、記
   載の装置において、各受信振動子群は少なくとも
   送信振動子群の一部とこれに隣接配置されている
   非送信振動子から形成されていることを特徴とす
   る超音波診断装置における電子走査信号処理装
   置。 ６ 特許請求の範囲１記載の装置において、受信
   振動子の受信信号に異なる組合せの時間遅延を与
   えて各受信信号合成部へ供給し複数個の指向セク
   タ受信エコー信号を得ることを特徴とする超音波
   診断装置における電子走査信号処理装置。 ７ 特許請求の範囲１記載の装置において、一方
   の受信信号合成部の出力には他方の受信信号合成
   部の出力に対して表示部の一掃引走査分の遅延時
   間が与えられて表示部へ供給されることを特徴と
   する超音波診断装置における電子走査信号処理装
   置。 ８ 特許請求の範囲１ないし７のいずれかに記載
   された装置において、各信号合成部の出力は少な
   くとも２以上の一時記憶装置に蓄えられ、エコー
   無効期間または次パルス期間に表示部の掃引走査
   に対応して逐次表示部に供給されることを特徴と
   する超音波診断装置における電子走査信号処理装
   置。 ９ 超音波走査方向に沿つて配列された複数の超
   音波振動子と、各超音波振動子に所定のプログラ
   ムで超音波送信信号を供給する送信制御部と、各
   超音波振動子により受信された信号をエコー情報
   として表示部に表示させる受信制御部とを含む電
   子走査型超音波診断装置において、受信制御部は
   少なくとも２以上の異なる受信指向特性を有する
   受信信号合成部と、受信信号合成部から得られる
   少なくとも２以上の異なる受信指向特性を有する
   エコー情報をデジタル信号として記憶するデジタ
   ルメモリと、デジタルメモリの記憶内容と新たに
   デジタルメモリへ供給される記憶信号とを比較演
   算する演算器とを含み、単一の超音波送信毎に各
   受信信号合成部から異なる受信指向特性を有する
   エコー情報を得るとともに、各エコー情報の少な
   くとも一部をその都度前回に記憶されているデジ
   タルメモリの記憶内容と比較演算処理することを
   特徴とする超音波診断装置における電子走査信号
   処理装置。