JPS6359696B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6359696B2 JPS6359696B2 JP12084781A JP12084781A JPS6359696B2 JP S6359696 B2 JPS6359696 B2 JP S6359696B2 JP 12084781 A JP12084781 A JP 12084781A JP 12084781 A JP12084781 A JP 12084781A JP S6359696 B2 JPS6359696 B2 JP S6359696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- circuit
- impedance
- short
- ultrasound
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、超音波を利用して患者体内の様子
を知る超音波診断装置に関する。
を知る超音波診断装置に関する。
超音波診断装置は、超音波探触子（振動子）を
インパルス駆動し、インパルス超音波を患者体内
に発射し、体内各組織から次々に反射して返つて
くる反射波を上記探触子で受けて電気信号に変換
して受波出力を得るものであるが、超音波の送波
はなるべく短く、望ましくは単一パルスのインパ
ルス超音波であることが、距離分解能（超音波進
行方向の分解能）を向上させるうえで大切であ
る。また受波出力のダイナミツクレンジを拡大
し、高感度に受波できるよう探触子の受波時の動
作について工夫することが必要である。
インパルス駆動し、インパルス超音波を患者体内
に発射し、体内各組織から次々に反射して返つて
くる反射波を上記探触子で受けて電気信号に変換
して受波出力を得るものであるが、超音波の送波
はなるべく短く、望ましくは単一パルスのインパ
ルス超音波であることが、距離分解能（超音波進
行方向の分解能）を向上させるうえで大切であ
る。また受波出力のダイナミツクレンジを拡大
し、高感度に受波できるよう探触子の受波時の動
作について工夫することが必要である。
そのため、従来では探触子に背面層を設けてダ
ンピングを図り、尾引き現象のない短いインパル
ス超音波を作るようにしたり、表面に1/4波長多
重整合層を設けるなど、主に探触子の形状・構造
についての工夫がなされてきている。しかし、強
いダンピングは感度劣化を招きその具体的な設計
は極めて難しく、また形状・構造上の改善だけで
は限界がある。
ンピングを図り、尾引き現象のない短いインパル
ス超音波を作るようにしたり、表面に1/4波長多
重整合層を設けるなど、主に探触子の形状・構造
についての工夫がなされてきている。しかし、強
いダンピングは感度劣化を招きその具体的な設計
は極めて難しく、また形状・構造上の改善だけで
は限界がある。
本発明は、上記に鑑み、回路上の工夫により短
いインパルス超音波の送波及びダイナミツクレン
ジの広い受波を可能とする超音波診断装置を提供
することを目的とする。
いインパルス超音波の送波及びダイナミツクレン
ジの広い受波を可能とする超音波診断装置を提供
することを目的とする。
以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。第１図は探触子１個分の回路につ
いてのみ示すもので、フエイズアレイ方式の場
合、多数の探触子のそれぞれについて同様の回路
構成とする。この第１図において、トリガパルス
をトランジスタ１のベースに加えて、PZT（チタ
ン酸ジルコン酸鉛）系の圧電セラミツク等でなる
探触子２をインパルス駆動する。そしてこの探触
子２の両端には可変インピーダンス回路３が接続
されており、超音波の打ち出し周波数の１サイク
ル後に、この可変インピーダンス回路３のインピ
ーダンスを略々零として探触子２の両端間を強制
的に短絡してインパルス超音波を送波し、その後
時間経過とともに徐徐に可変インピーダンス回路
３のインピーダンスを増大させる。この可変イン
ピーダンス回路３は例えば図示のように、オン時
の抵抗が非常に小さく高速短絡に適しているトラ
ンジスタ３１と、可変抵抗として働くFET３２
との並列回路でなり、上記のような時間的なイン
ピーダンス変化を生じさせるため、ワンシヨツト
マルチ回路５によりトリガパルスから巾の広いワ
ンシヨツトパルスを得、このワンシヨツトパルス
の立上りで、巾の短いワンシヨツトパルスを得る
ワンシヨツトマルチ回路６及び非線形素子を組み
入れて構成される時定数回路７をトリガし、巾の
短いワンシヨツトパルスをトランジスタ３１のベ
ースに加えてこのトランジスタ３１を短い時間オ
ンさせるとともに、一定の正電位から徐徐に零に
近づいていく時定数回路７の出力をFET３２の
ゲートに加えてソース・ドレイン間のインピーダ
ンスを零から徐々に増大して無限大にまでする。
がら説明する。第１図は探触子１個分の回路につ
いてのみ示すもので、フエイズアレイ方式の場
合、多数の探触子のそれぞれについて同様の回路
構成とする。この第１図において、トリガパルス
をトランジスタ１のベースに加えて、PZT（チタ
ン酸ジルコン酸鉛）系の圧電セラミツク等でなる
探触子２をインパルス駆動する。そしてこの探触
子２の両端には可変インピーダンス回路３が接続
されており、超音波の打ち出し周波数の１サイク
ル後に、この可変インピーダンス回路３のインピ
ーダンスを略々零として探触子２の両端間を強制
的に短絡してインパルス超音波を送波し、その後
時間経過とともに徐徐に可変インピーダンス回路
３のインピーダンスを増大させる。この可変イン
ピーダンス回路３は例えば図示のように、オン時
の抵抗が非常に小さく高速短絡に適しているトラ
ンジスタ３１と、可変抵抗として働くFET３２
との並列回路でなり、上記のような時間的なイン
ピーダンス変化を生じさせるため、ワンシヨツト
マルチ回路５によりトリガパルスから巾の広いワ
ンシヨツトパルスを得、このワンシヨツトパルス
の立上りで、巾の短いワンシヨツトパルスを得る
ワンシヨツトマルチ回路６及び非線形素子を組み
入れて構成される時定数回路７をトリガし、巾の
短いワンシヨツトパルスをトランジスタ３１のベ
ースに加えてこのトランジスタ３１を短い時間オ
ンさせるとともに、一定の正電位から徐徐に零に
近づいていく時定数回路７の出力をFET３２の
ゲートに加えてソース・ドレイン間のインピーダ
ンスを零から徐々に増大して無限大にまでする。
短絡が解放した後、探触子２の一端に現われる
受波超音波反射波の信号は増幅器４により増幅さ
れて超音波反射波の受波出力として出力される。
受波超音波反射波の信号は増幅器４により増幅さ
れて超音波反射波の受波出力として出力される。
この構成において、第２図に示すように、診断
部位の深さにより決まる繰り返し周期のトリガパ
ルスをトランジスタ１のベースに加えることによ
つて探触子２を駆動し、超音波を打ち出す。この
超音波の打ち出し周波数の１サイクル後にトラン
ジスタ３１がオンになつて探触子２の両端を短絡
する。その結果尾引き現象のない短い巾のインパ
ルス超音波を送波することができる（第２図参
照）。このトランジスタ３１がオンになつている
時間は尾引き現象が生じる時間（探触子の形状、
１／４波長多重整合層、ダンピングのための背面層
などによつてきまる）に対応して定められる。そ
の後にこのトランジスタ３１がオフになつた後、
可変インピーダンス回路３のインピーダンスは
FET３２によつて定まり、第２図に示すような
曲線で零から無限大になつていく。このインピー
ダンス曲線は超音波の伝播の減衰曲線に合致させ
ることが望ましいが直線近似でもよい。浅部から
の反射波は時間的に早く到来し、浅部であればあ
る程、第２図のインピーダンス曲線から分るよう
にインピーダンスが小さいので探触子２のＱが低
く、そのため浅部からの強力な反射波は探触子２
により広帯域・低感度で受波される。深部からの
反射波は遅く到達し、この遅い期間では第２図に
示すようにインピーダンスが無限大に近づいてい
るため、探触子２のＱは高く、受波波長選択性が
鋭くなり且つ高感度となる。その結果深部からの
反射波は高感度で波長選択性のある探触子２によ
つて受波されることになる。
部位の深さにより決まる繰り返し周期のトリガパ
ルスをトランジスタ１のベースに加えることによ
つて探触子２を駆動し、超音波を打ち出す。この
超音波の打ち出し周波数の１サイクル後にトラン
ジスタ３１がオンになつて探触子２の両端を短絡
する。その結果尾引き現象のない短い巾のインパ
ルス超音波を送波することができる（第２図参
照）。このトランジスタ３１がオンになつている
時間は尾引き現象が生じる時間（探触子の形状、
１／４波長多重整合層、ダンピングのための背面層
などによつてきまる）に対応して定められる。そ
の後にこのトランジスタ３１がオフになつた後、
可変インピーダンス回路３のインピーダンスは
FET３２によつて定まり、第２図に示すような
曲線で零から無限大になつていく。このインピー
ダンス曲線は超音波の伝播の減衰曲線に合致させ
ることが望ましいが直線近似でもよい。浅部から
の反射波は時間的に早く到来し、浅部であればあ
る程、第２図のインピーダンス曲線から分るよう
にインピーダンスが小さいので探触子２のＱが低
く、そのため浅部からの強力な反射波は探触子２
により広帯域・低感度で受波される。深部からの
反射波は遅く到達し、この遅い期間では第２図に
示すようにインピーダンスが無限大に近づいてい
るため、探触子２のＱは高く、受波波長選択性が
鋭くなり且つ高感度となる。その結果深部からの
反射波は高感度で波長選択性のある探触子２によ
つて受波されることになる。
このように時間に応じてインピーダンスを変え
ることによつて探触子２に異なる機能を持たせて
いるため、次のような効果が得られる。一般に用
いられているフエイズドアレイ方式の電子走査の
場合、送波音場は浅部では信号合成によつて乱れ
たものとなつており、深部では発散した音場とな
つている。そのため浅部からの反射波を広帯域受
波特性で受波することにより平均値処理に近い受
波動作を行なうことができて浅部でのＳ／Ｎ向上
に寄与できる。また、深部からの反射波は高感度
で且つ波長選択性のある探触子２で受波されるこ
とになり、深部でのＳ／Ｎ向上とダイナミツクレ
ンジ拡大を図ることができる。この点で、従来の
超音波診断装置では受波増幅器側で非線形増幅ゲ
インなどとしてダイナミツクレンジを拡大するこ
とが行われているが、探触子から出力される受波
出力に含まれている雑音を除去することまではで
きるものでなく、限界があり、これに対して上記
のように探触子２自体の特性を変えるようにすれ
ば、謂わば信号源でのＳ／Ｎを改善し、本質的に
ダイナミツクレンジの拡大を図ることができる。
ることによつて探触子２に異なる機能を持たせて
いるため、次のような効果が得られる。一般に用
いられているフエイズドアレイ方式の電子走査の
場合、送波音場は浅部では信号合成によつて乱れ
たものとなつており、深部では発散した音場とな
つている。そのため浅部からの反射波を広帯域受
波特性で受波することにより平均値処理に近い受
波動作を行なうことができて浅部でのＳ／Ｎ向上
に寄与できる。また、深部からの反射波は高感度
で且つ波長選択性のある探触子２で受波されるこ
とになり、深部でのＳ／Ｎ向上とダイナミツクレ
ンジ拡大を図ることができる。この点で、従来の
超音波診断装置では受波増幅器側で非線形増幅ゲ
インなどとしてダイナミツクレンジを拡大するこ
とが行われているが、探触子から出力される受波
出力に含まれている雑音を除去することまではで
きるものでなく、限界があり、これに対して上記
のように探触子２自体の特性を変えるようにすれ
ば、謂わば信号源でのＳ／Ｎを改善し、本質的に
ダイナミツクレンジの拡大を図ることができる。
なお、上記の実施例では探触子２は送波及び受
波の両機能を持つものとして説明したが、送波と
受波とを別個の探触子により受け持たせる構成に
してもよい。
波の両機能を持つものとして説明したが、送波と
受波とを別個の探触子により受け持たせる構成に
してもよい。
以上実施例について説明したように、本発明に
よれば、短いパルス超音波の送波及び広いダイナ
ミツクレンジで且つ高いＳ／Ｎの受波が可能とな
るため、超音波診断装置の高分解能化及び高解像
度化を図ることができる。
よれば、短いパルス超音波の送波及び広いダイナ
ミツクレンジで且つ高いＳ／Ｎの受波が可能とな
るため、超音波診断装置の高分解能化及び高解像
度化を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は
第１図の動作を説明するためのタイムチヤートで
ある。 ２……探触子、３……可変インピーダンス回
路、４……増幅器、５，６……ワンシヨツトマル
チ回路、７……時定数回路。
第１図の動作を説明するためのタイムチヤートで
ある。 ２……探触子、３……可変インピーダンス回
路、４……増幅器、５，６……ワンシヨツトマル
チ回路、７……時定数回路。
Claims (1)
- １ 超音波探触子をインパルス駆動してインパル
ス超音波を患者体内に発射し、体内各組織からの
反射波を上記探触子で受け電気信号に変換して受
波出力を得る超音波診断装置において、上記探触
子の両端に可変インピーダンス回路を接続して、
上記探触子をインパルス駆動した直後の短い時間
この可変インピーダンス回路のインピーダンスを
略々零として上記探触子両端を短絡し、その後こ
の可変インピーダンス回路のインピーダンスを
徐々に増加して無限大とするようにしたことを特
徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12084781A JPS5822047A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12084781A JPS5822047A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5822047A JPS5822047A (ja) | 1983-02-09 |
| JPS6359696B2 true JPS6359696B2 (ja) | 1988-11-21 |
Family
ID=14796418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12084781A Granted JPS5822047A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5822047A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217197U (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-05 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607360A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-16 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JPH04274071A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-30 | Victor Co Of Japan Ltd | 磁気テープカセット |
| JP2749764B2 (ja) * | 1993-09-10 | 1998-05-13 | 奥本製粉株式会社 | 殻付食卵および殻付食卵の鮮度保持方法 |
-
1981
- 1981-07-31 JP JP12084781A patent/JPS5822047A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217197U (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5822047A (ja) | 1983-02-09 |
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