JPS63209633A - 超音波診断装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、受信超音波パルス信号を最適受信方式により
信号処理をする超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置の放射超音波は、パルス法診断装置では
数ＭＨ２の高周波信号で搬送されるパルスが用いられて
いる。従来、この高周波帯の反射波を受信処理するのに
次のような方式が用いられている。

（１）高周波方式 受信波を高周波帯で整相加算及びその他の前処理を行っ
た後、対数圧縮し検波する方式である。この高周波方式
は以下に述べる中間周波方式やベースバンド方式に比べ
て周波数変換回路を必要としないため回路の規模は比較
的小さくてすむ。

（２）中間周波方式 受信波を一旦中間周波信号に変換して最大伝送周波数を
低く抑えて処理しようとするもので、中間周波信号に変
換模の処理内容は前記の高周波方式と同様に行う。中間
周波方式においては、高周波方式に比べて伝送する最大
周波数が１，７２〜１／３になって回路的に楽であるこ
とと、高周波と比べて１周期の長さが長いので、遅延線
に異なる遅延量を信号に与えるための端子であるタップ
を作って各信号を入力させて加算する整相加算に高精度
を要求されない利点がある。

（３）ベースバンド方式 受信波を直流を含む信号帯域であるベースバンド信号に
変換して処理する方式である。

上側波帯と下側波帯が直流を中心として分れ、負側は正
側に重なるため伝送帯域幅が高周波方式や中間周波方式
の１／２になる。又、整相加算の精度は中間周波方式の
更に１／２〜１／３に緩和される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記の各方式には次のような問題がある。高
周波方式の帯域は中心周波数が３．５Ｍ１−１ｚの場合
普通２ＭＨ７程度あり、回路の伝送帯域が広帯域である
のと、扱う周波数が高い場合、使用する部品に高精度、
高性能が要求され、コスト高となったり、回路ＭＡ模が
増大したりする。

一方、中間周波方式においては、送受波に比較的低い周
波数を使用する場合、中間周波数に変換すると、変換さ
れて得た周波数がビデオ信号の帯域と重なって検波して
得たビデオ信号と中間周波数との分離が困難になる。従
って、この場合は周波数変換を行う利点よりも、前述の
ようにビデオ信号との分離のために特殊な処理が必要で
、そのために回路規模１回路の複雑さが増すという不利
益の方が大きい。

ベースバンド方式では直流が中心周波数に当るため、信
号処理回路に直流オフセット又はドリフトがあると著し
くエコー信号レベルに誤差を生じる。これを除くために
は一層の回路の複稚さを伴うことになる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、回路に大きな変更を加えること無く使用周波数に応じ
た受信方式を用いて最適な信号処理を施す超音波診断１
置を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決する本発明は、受信超＆波パルス信
号を最適受信方式により信号処理をする超音波診断装置
において、入力受信信号に周波数変換と単純増幅の何れ
かを施す信号混合手段と、前記入力受信信号を前記信号
混合手段において周波数変換させる局部周波数信号を発
生する局部周波数発振手段と、前記信号混合手段を増幅
器として動作させるバイアス電圧を発生する直流電圧発
生手段と、前記局部周波数発振手段と前記直流電圧発生
手段との出力を切り替えて何れか一方を前記信号混合手
段に入力させる切り替え手段とを具備することを特徴と
するものである。

（作用） 受信信号を入力している信号混合手段に局部周波数発振
手段からの信号と直流電圧発生手段からのバイアス電圧
を切り替えて入力して、高周波プローブに対しては中間
周波方式により、低周波プローブに対しては高周波方式
により信号処理を行い、使用プローブの周波数帯域に適
合した受信方式で受信信号を処理する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の多チャネルの撮動子アレイ
を有する超音波診断装置の要部の１チヤネルのみを示し
た概略構成図である。他のチャネルも全く同様なので、
１チヤネルのみについて説明する。１はパルスで変調さ
れ、所定の時間の遅延を受けた高周波信号を電力増幅す
る送波ドライバ、２は前記送波ドライバ１からの信号を
超音波に変換して被検体（図示せず）内に送波し、被検
体内から反射して帰って来た超音波を受波して電気信号
に変換するプローブである。プローブ２で受波された信
号はプリアンプ３で増幅されてミキサ４に入力される。

５はミキサ４に入力された受信信号とミキサ４において
混合して高周波受信信号を中間周波信号に周波数変換す
るための局部発振周波数信号を発振する局部周波数発振
器で、その出力信号はスイッチ６に入力される。スイッ
チ６は接点ａに接続された局部周波数発振器５の出力信
号と、接点すに接続された直流電源７による直流バイア
ス電圧を切り替えて動接点Ｃに接続されたミキサ４に入
力させる単極双投（ＳＰＤＴ）のスイッチである。ミキ
サ４の出力信号は低域浦波器８において不要な高周波信
号を取り除かれて受波ビームフォーマ９に入力される。

１０は受波ビームフォーマ９で整相加算された信号を対
数圧縮し、検波する対数圧縮検波回路、１１はアナログ
入力信号をディジタル信号に変換してメモリに記憶させ
、超音波画像をテレビ方式の画像に変換してアナログ信
号を出力するディジタルスキャンコンバータで、その出
力信号は表示装置１２において表示される。

次に上記のように構成された実施例の装置の動作を説明
する。パルス化された高周波信号は送波ドライバ１で電
力増幅され、プローブ２において超音波信号に変換され
て被検体内に照射される。

被検体内から反射されてプローブ２に到達した超音波信
号は、プローブ２で受波され、電気信号に変換されてミ
キサ４に入力される。送波ドライバ１の入力信号が高周
波信号であってプローブ２に高周波プローブを用いた場
合、スイッチ６ではａ−Ｃが接続されて局部周波数発振
器５の出力信号がミキサ４に入力されており、受信信号
を中間周波数に変換する。第２図にこの周波数変換した
ミキサ２の入出力信号の周波数スペクトラムを示す。

図において、ｔｏは入力受信信号の中心周波数、ｆＬは
局部発振周波数である。このｆＬとｆ、によって得られ
た中間周波信号の中心周波数はｆＬ−ｆＯになっていて
、そのスペクトラムは入力高周波のスペクトラムの裏返
しになっている。低域浦波器８はミキサ４からの入力信
号から不要な高周波成分を除き、下側波帯のみを取り出
して中間周波信号を出力し、受渡ビームフォーマ９に入
力する。受渡ビームフォーマ９に入力された各プローブ
からの受信信号は整相加算され、対数圧縮検波回路１０
において対数圧縮増幅され検波されてディジタルスキャ
ンコンバータ１１に入力される。

ディジタルスキャンコンバータ１１は入力超音波画像信
号をテレビ方式の信号に変換して表示装置１２に表示さ
せる。

送波ドライバ１の入力信号が２．５ＭＨｚ以下の低周波
信号であって、低周波プローブを用いた場合、スイッチ
４は切り替えられてｂ−ｃ接点が接続される。このとき
ミキサ４には局部発振周波数の代わりに直流電圧がスイ
ッチ４の接点ｂ　−ｃを経てバイアス電圧として入力さ
れていて、ミキサ４は増幅器として動作しており、入力
受信信号の周波数は変換されない。即ち、ミキサ４の出
力信号のスペクトラムは第３図に示すように入力信号と
同じ周波数スペクトラムの信号である。図において、「
０はミキサ４の入出力信号の中心周波数である。この周
波数は低いので中間周波数に変換すると更に検波してビ
デオ信号としたとき、中間周波数とビデオ信号の周波数
帯が重なって分離するのが困難である。ミキサ４の出力
信号が表示装置１２に表示される過程は前述の高周波プ
ローブ使用の場合の過程と同じなので説明は省略する。

以上詳細に説明したように本実施例によれば、中間周波
方式としての構成を何等変えることなくスイッチを追加
するのみで高周波プローブを使用した場合、中間周波数
方式を採用して、高周波信号を扱うことにより起る既述
の諸問題を避けることができ、又、低周波プローブを使
用した場合、高周波方式を採用したことにより、ビデオ
信号との分離困難な中間周波信号の混合を避けることが
できる。

尚、本発明は上記実施例に限ることはない。例えば、ス
イッチはリレーを使用しても差支えない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、受信方式を
全く変更することなくスイッチを追加するのみで高周波
プローブに対しては中間周波方式により、低周波プロー
ブに対しては高周波方式により信号処理をすることがで
きて、合理化された受信方式が実現され、実用上の効果
は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部の概略構成図、第２図
は高周波プローブ使用時の中間周波方式のスペクトラム
の図、第３図は低周波プローブ使用時の高周波方式のス
ペクトラムの図である。 １・・・送波ドライバ　　　２・・・プローブ３・・・
プリアンプ　　　　４・・・ミキサ５・・・局部周波数
発振器　６・・・スイッチ７・：・直流電源　　　　　
８・・・低域濾波器９・・・受波ビームフォーマ １０・・・対数圧縮検波回路 １１・・・ディジタルスキャンコンバータ１２・・・表
示装置 特許出願人　横河メディカルシステム株式会社第２図 角■３　図 ミキサ４の入出力信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受信超音波パルス信号を最適受信方式により信号処理を
   する超音波診断装置において、入力受信信号に周波数変
   換と単純増幅の何れかを施す信号混合手段と、前記入力
   受信信号を前記信号混合手段において周波数変換させる
   局部周波数信号を発生する局部周波数発振手段と、前記
   信号混合手段を増幅器として動作させるバイアス電圧を
   発生する直流電圧発生手段と、前記局部周波数発振手段
   と前記直流電圧発生手段との出力を切り替えて何れか一
   方を前記信号混合手段に入力させる切り替え手段とを具
   備することを特徴とする超音波診断装置。