JPS6389148A - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、医療用超音波診断装置等を対象に、被検体
である生体に向けて探触子より発信した超音波を走査し
、そのエコー信号から得た情軸を基に被検体の断層像を
影像モニタに表示させるようにした超音波診断装置に関
する。

【従来技術とその問題点】

頭記した超音波診断装置に付いては既に周知である。こ
こで探触子として多数個の振動素子を配列して構成した
ものを使用し、かつ咳探触子から同時選択した複数個の
振動素子群を周期的に順次１個ずつシフトして電子リニ
ア走査し、かつこの過程で振動素子群の選択数を周期的
に１個ずつ増減することにより振動素子の配列ピッチよ
りも高密度な超音波走査線ピッチを得るようにしたもの
が例えば特公昭５６−２００１６等で知られている。 次に上記した超音波走査方式の原理を第４図に示すと、
図において探触子１を構成する振動素子２の配列個数を
Ｎ個、振動索子の配列ピッチをｄとして、超音波のリニ
ア走査に際して同時選択される送信側の振動素子群（６
個）をチャンネル番号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆで示す各
チャンネルに対応させ、一方の受信側の振動素子群（５
個）をチャンネル番号ｐ＋　　Ｑ、’、Ｓ＊　　’で示
す各チャンネルに対応させて電子的にリニア走査制御す
る場合を例示すると、送波の指向性中心は黒点で示すよ
うに送信側振動素子群の中央、つまりチャンネル番号Ｃ
とｄの壕動素子の中間位ｒに、これに対し受波の指向性
中心はチャンネル番号ｒの振動素子の中央位置に在る。 したがって図示のように送信、受信側で選択した各チ、
１−ンネルを周期的に順次振動素子１個分ずつシフトし
て超音波を走査制御することにより、超音波の走査線ピ
ッチは振動素子の配列ピッチｄの半分、すなわちｚｄと
なり、これにより超音波走査線の密度を倍加して緻密な
情報と画質の良い被検体の表示断層像を得ることができ
るようになる。 次に上記した超、音波の走査制御を行う超音波診断装置
の一触的な回路ブロック図を第５図に示す。 図示回路において、レートパルス発生器３の信号は走査
制御回路４に入力され、送信パルス発生器５の発生信号
が適切なフォーカスを行うように予めその遅延量を定め
た各チャンネルの遅延回路−６を経て各チャンネル毎に
パルサー７により高電圧パルスに変換され、さらにスキ
ャナとしてのスイッチング回路８により所定の振動素子
２が同時選択されて第４図で述べたように探触子１より
被検体へ向けて超音波送信、およびその走査がなされる
。一方、被検体から反射して戻ってくる受信信号はスイ
ッチング回路８により所定の振動素子２が選択されて各
チャンネルに振り分けられ、ここで各チャンネル毎にプ
リアンプ９．各チャンネル毎にその遅延量を適切に設定
したフォーカス用の遅延回路１０を経て加算器１１で加
算され、さらに増幅器１２．検波器１３．輝度信号発生
器１４．　Ａ／Ｄコンバータ１５を経て輝度信号に変換
された後に、信号処理記憶回路１６を介して被検体の情
報が影像七二夕１７に断層像として表示される。 一方、上記の超音波走査方式において、探触子より発信
する超音波ビームの拡がりを抑え、遠距離地点での超音
波ビームを充分に集束させて高い分解能を得るには同時
選択される振動素子のチャンネル数を増して群音源の間
口を拡げることが必要である。すなわち第６図（ａｌ、
（ｂｌで示すように探触子１より超音波を送波する際に
、開口１１．１２に付いては開口が広いほど（Ｊｌ　＜
１２　）　、すなわち同時選択される振動素子２の個数
が多いほど群音源の長さが増し、遠距離地点での超音波
ビーム幅が狭くなる（ｗｌ　＞ｗ２　）ことが音響工学
理論からもよく知られているところである。 ところで従来の走査方式では第４図で述べたように１個
の振動素子が走査制御系の１チヤンネルに対応しており
、このために前記のように開口を広げて高い分解能を得
るには当然のことながら同時選択される振動素子群の個
数、したがってチャンネル数を増す必要がある。しかし
てこのようにチャンネル数が増加すると、第５図の送、
受信回路において各チャンネル毎に対応して設けた送信
側のフォーカス用遅延回路６．パルサ７、プリアンプ９
．受信側の遅延回路１０が増大し、かつこれに伴ってス
イッチング回路８も複雑化して装置のコストが嵩むよう
になる。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、上
記した従来の走査方式による難点を解消し、送信、受信
回路のチャンネル数を増加させること無しに超音波走査
の際の間口を拡大して分解能の高い画質が得られるよう
にし、かつこれにより走査制御系の送信、受信回路の簡
略化が図れるようにした超音波診断装置、特にその電子
的なリニア走査の手段を提供することを目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は多数個の振動素
子を配列して成る探触子から任意の複数個の振動素子群
を同時選択してこれを周期的に順次シフトするよう電子
リニア走査を行うものにおいて、走査の際に同時選択さ
れた振動素子群のうち、互いに隣接して並ぶ複数個の振
動素子を１組として各組の振動素子を送、受信回路側の
各チャンネルに対応させたことにより、走査制御系の回
路チャンネル数を増加させることなく探触子の開口を倍
増して遠距離におけるビーム幅の拡がりの少ない超音波
ビームを得て分解能の高い画質が得られるようにしたも
のである。

【発明の実施例】

第１図、第２図、第３図はそれぞれ第４図に対応するこ
の発明の異なる実施例の走査方式を示すものであり、ま
ず第１図の実施例では探触子１を構成するＮ個の振動素
子群のうち、送信側には９個の振動素子を同時選択し、
受信側には１個少ない８個のＷＲ動素子を選択して走査
を行っている。 しかもこの場合に同時選択された振動素子に付いて互い
に隣接して並ぶ２個の振動素子を１組（但し選択された
振動素子群の中央に位置する振動素子は１個単独−）と
して、図示のように送信側では各組の振動素子をチャン
ネル番号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ。 Ｅで示した合計５チヤンネルの各チャンネルにそれぞれ
対応させ、受信側では２個ずつ１組とした各組の振動素
子がチャンネル番号Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓで示した合計４チヤ
ンネルの各チャンネルに対応させた上で、第５図に示し
た回路により送信、受信を繰り返しパルス毎に周期的に
振動素子１個分ずつ順次シフトしながら走査する。なお
この場合には第５図における走査制御回路２によって送
信あるいは受信側の各チャンネルにどの振動素子を対応
させるかを選択し、スイッチング回路８にその選択信号
を送って走査を実行させる。これにより第４図と同様に
振動素子の配列とフチｄに対して超音波走査線ピッチを
Ａｄに狭めて従来と同じ密度で走査できることになる。 しかも上記の走査方式によれば、第４図に示した従来の
方式と比べて送信、受信のチャンネル数が１チヤンネル
分だけ少ないにもかかわらず、探触子１で同時選択され
る振動素子２の個数を送信側では６個（第４図）から９
個（第１図）に、また受信側では５個から８個に増加さ
せて走査時における探触子１の開口広さを第・４図と比
べて略倍増することができ、これにより第６図で述べた
ように遠距離における超音波ビームの拡がりを抑えてよ
り高い分解能の断層像を得ることができるようになる。 しかもチャンネル数が少なくなりだ分だけ送、受信回路
側でのフォーカス用遅延回路を含めた走査制御系のチャ
ンネル数を減じて回路の簡略化が可能となる。 さらに第２図の実施例では同時選択される振動素子群の
組合せに付いて、送信側では各チャンネルＡ−Ｅ毎に２
個の振動素子を対応させることにより５チヤンネルで合
計１０個の振動素子を選択して群音源を構成し、受信側
では同じ５チヤンネル（チャンネル番号Ｐ−Ｔ）で合計
９個の振動素子を同時選択して走査を行う、また第３図
に示す実施例は各チャンネル毎に２個ないし３個の振動
素子を対応させた例であり、これにより８ないし９個の
振動素子を３組に分けて３チヤンネルに対応させること
ができ、先の実施例と比べて同じ間口広さを確保しつつ
チャンネル数をより少な（して回路の簡略化が可能とな
る。 また回示例ではいわゆるリニアプローブに付いて説明し
たが、振動素子の配列を一定の曲率でカーブさせて構成
したコンベックスプローブに対しても同様に実施するこ
とができる。しかもコンベックスプローブで曲率の小さ
いものは、走査線数を落とさないためにも構造的に振動
素子配列ピッチがますます小さくなり、したがって従来
のように各振動素子とチャンネルとを１対１で対応させ
る方式ではチャンネル数に対するの開口広さが小さくな
る傾向にあることから、図示実施例のように複数個の振
動素子を１組としてこれを走査制御系の１チヤンネルに
対応させた方式は極めて有効な手段となる。 【発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、多数個の振動素子
を配列して成る探触子から任意の複数個の振動素子群を
同時選択してこれを周期的に順次シフトするよう電子リ
ニア走査を行うものにおいて、走査の際に同時選択され
た振動素子群のうち、互いに隣接して並ぶ複数個の振動
素子を１組として各組の振動素子を送、受信回路側の各
チャンネルに対応させて構成したことにより、従来方式
のように探触子を構成する振動素子と走査制御系回路の
チャンネルとを１対１で対応させたものと比べて、送、
受信回路のチャンネル数を増やすことなく、シたがって
回路側のフォーカス用の遅延回路、パルサ、プリツプ等
のチャンネル数を増設することなく超音波走査時におけ
る群音源の長さ。 つまり探触子の開口を広げることが可能となり、これに
より走査制御系の回路の簡略化を図りつつ、しかも遠距
離における超音波ビーム幅の拡がりを抑えて分解能の高
い良質な被検体の新店像を表示できる実用的効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はそれぞれこの発明の異なる実
施例を示す超音波の走査説明図、第４図は従来方式によ
る超音波の走査説明図、第５図は超音波診断装置の回路
ブロック図、第６図（ａｌ、（ｂｌは探触子の開口広さ
と超音波ビーム幅の拡がりとの関係を示す説明図である
。各図において、１：探触子、２：振動素子、４：走査
制御回路、６：送信側のフォーカス用遅延回路、８：ス
イッチング回路、ｌＯ：受信側のフォーカス用遅延回路
、１７；影像モニタ、ｄ；振動素子の配列ピッチ、Ａ〜
Ｅ：送信側のチャンネル、ＰＮＴ：受信側のチャ第１図 、４ａｉｔ−Ｌ 第２図 第３図 ↓↓↓ 回ロゴロロロ ロロ白口口 目印の口口 第４図 第５図 第６１ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）探触子より発信した超音波を被検体に向けて走査し
   、そのエコー信号から得た情報を基に被検体の断層像を
   表示させる超音波診断装置であり、多数個の振動素子を
   配列して成る探触子から任意の複数個の振動素子群を同
   時選択してこれを周期的に順次シフトするよう電子リニ
   ア走査を行うものにおいて、走査の際に同時選択された
   振動素子群のうち、互いに隣接して並ぶ複数個の振動素
   子を１組として各組の振動素子を送、受信回路側の各チ
   ャンネルに対応させたことを特徴とする超音波診断装置
   。 ２）特許請求の範囲第１項記載の超音波診断装置におい
   て、超音波走査に際して同時に選択される送信側の振動
   素子群に対し受信側の振動素子群の振動素子数を１個分
   減じて送波、受波の走査を行うことを特徴とする超音波
   診断装置。