JP3216372B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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Description
に、複数の振動子毎に設けられた受信手段と、受信口径
を制御するために各受信手段毎に設けられたスイッチン
グ回路を有する超音波診断装置に関する。
としては、電子走査法が一般的である。この電子走査方
式では、プローブを構成する複数の微小振動子にそれぞ
れ異なる遅延量を与えることにより、超音波ビームに指
向性を持たせるようにしている。
置で絞る、いわゆる電子フォーカス法が可能となる。こ
の電子フォーカス法は、たとえば生体内のフォーカス点
から反射してくる超音波を各微小振動子で受信し、これ
らの各微小振動子で得られた信号のそれぞれに適当な遅
延時間を与えることにより、前記フォーカス点からの信
号の位相を合わせ、信号を加算するものである。送波時
のフォーカス設定も同様であり、フォーカス点に対して
受波と同様な遅延時間を各振動子毎に与えることによ
り、送波超音波ビームが所定のフォーカス点で絞られ
る。
ム性を損なわずに近距離から遠距離にわたって分解能の
よい画像を得る方法として、多段フォーカス法と受波ダ
イナミックフォーカス法とがある。多段フォーカス法
は、送波時、受波時のフォーカス点を対応させて、多段
にフォーカス点を変化させていく方法である。また、受
波ダイナミックフォーカス法は、送波時のフォーカス点
を固定し、受波時のフォーカス点を連続的に変化させる
ことにより走査データを作成する。
ーカス法のいずれの場合も、フォーカス点を指定するた
めのデータを記憶させておき、このデータを逐次呼び出
して各振動子の信号を制御する必要がある。また、精度
は多少低下するが、受波ダイナミックフォーカス法と似
た結果を得る簡略化した方法として、連続可変口径法と
呼ばれるものがある。
離)/(口径)に比例することを利用して受波時の口径
を連続的に変化させて受波フォーカス点を見掛け上ダイ
ナミックに変化させるものである。
た場合、受波時の各フォーカス点に対応するように高速
に口径を変化させる必要がある。通常、各振動子毎にア
ナログスイッチまたは可変ゲインアンプを設け、これを
制御信号によりオンオフして各振動子の受信信号を得る
ことにより、受波時の見掛けの口径を変化させている。
ングノイズの影響により画像データに乱れを生じる。特
に、各振動子毎にアナログスイッチが設けられており、
多くのスイッチが高速に動作するため、精度の良い画像
を得ることは困難である。また、可変ゲインアンプを用
いた場合、オフしたい振動子の出力信号を最小のゲイン
で出力することとなる。各振動子の受信する受信信号は
変動しており、ピーク値が大きい場合、可変ゲインアン
プのゲインが最小であっても、画像信号が一定レベルを
超えて画像データにノイズとして現れるおそれがある。
は、Δx=λF/D(ただし、λは波長,Fはフォーカ
ス点の距離,Dは口径)で表される。したがって、前述
の多段フォーカス法,受波ダイナミックフォーカス法に
おいてもフォーカス点の距離に対して受波時の口径を変
化させた方が好ましい。この場合もアナログスイッチ,
可変ゲインアンプを用いて各振動子の受信信号を制御し
た場合には、前述したような問題を包含するものであ
る。
径を変化させる際、特に連続可変口径法を用いた場合
に、口径制御時のノイズの発生を防止することにある。
装置は、複数の振動子毎に設けられた受信手段と、受信
口径を制御するために各受信手段毎に設けられたスイッ
チング回路とを備えており、スイッチング回路は、制御
部と、ローパスフィルタと、第1のトランジスタと、第
2のトランジスタと、出力回路とを有する。
スフィルタは口径制御信号の高周波成分を除去する。第
1のトランジスタは、反射エコー信号が入力され、この
反射エコー信号に一定の直流信号を重畳して出力する。
第2のトランジスタは、一定の直流信号を出力する。出
力回路は、ローパスフィルタから出力される制御信号が
参照信号より大きいとき、第1のトランジスタの出力信
号を制御信号の大きさに基づいたゲインで増幅して出力
し、制御信号が参照信号より小さいとき、第2のトラン
ジスタの出力信号に応じた信号を出力する。
変化させる場合には、制御部により口径制御信号を出力
する。この口径制御信号は、ローパスフィルタにより波
形のエッジ部分が除去されて出力回路に入力される。一
方第1のトランジスタは、受信信号である反射エコー信
号が入力され、一定の直流信号を重畳して出力する。ま
た第2のトランジスタは、第1のトランジスタの直流信
号と略同一の直流信号を出力する。
信号が参照信号より大きいとき、第1のトランジスタの
出力信号を制御信号の大きさに基づいたゲインで増幅し
て出力する。制御信号は、ローパスフィルタによりその
エッジ部分が除去されているので、出力信号に急激な変
化がなくノイズの発生がなくなる。また、出力回路は、
制御信号が参照信号より小さいとき、第2のトランジス
タの出力に基づいた信号を出力する。このとき、受信信
号に基づく第1のトランジスタの出力は、出力回路の出
力信号には現れない。したがってオフした振動子の出力
によるノイズもなくなる。
診断装置の全体概略構成を示している。図において、プ
ローブ1はたとえば0.5mm間隔で並設されたN個
(たとえば128個)の微小振動子からなり、マルチプ
レクサ2に接続されている。マルチプレクサ2は、電子
走査を行うためのものであり、マルチプレクサ2とプロ
ーブ1とはN本の信号線で接続されている。マルチプレ
クサ2には、送波回路3及びスイッチング回路群4が接
続されている。
チング回路群4とはそれぞれ同時最大駆動素子数n本
(たとえば48本)の信号線で接続されている。この数
nに振動子間隔(たとえば0.5mm)を乗じた値がプ
ローブ1の最大口径(たとえば24mm)になる。送波
回路3は、超音波ビームを送信するために駆動パルスを
プローブ1に与えるためのものである。送波回路3は、
フォーカス位置に応じた遅延時間を与えるための送波フ
ォーカス制御部を含む。
続されている。受波回路5は、反射エコー信号を整相加
算する位相合成回路と、断層データを作るための対数増
幅及び検波処理を行う対数増幅検波回路とを含んでい
る。受波回路5には受波フォーカス制御部6が接続され
ている。受波フォーカス制御部6は、受波のための遅延
データを受波回路5に与える。受波回路5には、ディジ
タル・スキャン・コンバータ(以下、DSCと記す)7
が接続されている。DSC7は画像メモリを備えてお
り、超音波ビームの送波タイミングで入力された画像デ
ータを標準方式のテレビジョン信号に変換する。また、
DSC7には、フォーカス点数分のデータがフォーカス
領域に対応して格納され、フォーカス点数分のデータが
それぞれフォーカス領域で合成されて1本の音線データ
が得られる。DSC7にはモニタ8が接続されている。
イッチング回路群4,受波フォーカス制御部6,DSC
7には制御部9が接続されている。制御部9は、CP
U,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータか
ら構成されている。制御部9にはキーボード10が接続
されている。キーボード10には、フォーカス点数を設
定するための段数キー、表示サイズ(倍率)を設定する
ためのサイズキー、表示位置を設定するためのカーソル
キー等の各種キーが設けられている。制御部9は装置全
体を制御するとともに、表示サイズと表示位置とにより
表示領域を求め、フォーカス位置を設定してフォーカス
アドレスデータ及び口径データを生成する。
うにそれぞれプリアンプ111 ,112 …11n を介し
て増幅され、スイッチング回路121 ,122 ,…12
n に入力されている。制御部9の口径制御信号はそれぞ
れローパスフィルタ131 ,132 ,…13n を介して
スイッチング回路121 ,122 ,…12n に入力され
ている。スイッチング回路121 ,122 ,…12n の
出力信号は受波回路5内の整相加算回路14に入力され
て処理が行われる。
の1つを図3に示す。図において、トランジスタQ1,
Q2は、コレクター側がそれぞれ抵抗RC1及びRC2を介
して電源に接続されており、エミッタ側は共にトランジ
スタQ5のコレクターに接続されている。トランジスタ
Q3,Q4は、コレクター側が抵抗RC1及びRC2を介し
て電源に接続されており、エミッタ側は共にトランジス
タQ6のコレクターに接続されている。
ローパスフィルタ(図示せず)によって高周波成分が除
去された、制御部9の口径制御信号vc が入力される。
トランジスタQ2,Q3ベースには、参照信号Vref が
入力されている。トランジスタQ5のエミッタ側には、
定電流源IC1と抵抗Rg が並列に接続されている。ま
た、トランジスタQ5のベースにはプローブ1に設けら
れる振動子からの反射エコー信号vi がマルチプレクサ
2を介して入力されている。トランジスタQ6のエミッ
タ側には、トランジスタQ5に接続されている定電流源
IC1と略同一の低電流源IC2が接続されており、ベース
は接地されている。
ある。制御部9からの口径制御信号は、図4(a)よう
にステップ状の信号である。ローパスフィルタ13n か
ら出力される口径制御信号vc は高周波成分が除去され
て、図4(b)のようにエッジ部分が除去された波形に
なる。トランジスタQ1及びQ2においては、それぞれ
のベース端子に入力されている口径制御信号vc と参照
信号Vref とを比較し、信号電圧の高い方のトランジス
タがオンする。したがって、図4(b)において、時間
t1 まではトランジスタQ2がオン状態であり、時間t
1 以降はトランジスタQ1がオンする。同様にして、時
間t1 まではトランジスタQ3がオン状態であり、時間
t1 以降はトランジスタQ4がオンする。
る電流が常時流れているが、反射エコー信号vi の変動
に伴ってコレクター電流iC5が変動する。また、トラン
ジスタQ6には、定電流源IC2により常時コレクター電
流iC6が流れている。トランジスタQ5に入力されてい
る反射エコー信号vi が図4(c)であるとすれば、こ
の回路の動作は次のようになる。
さい、時間t1 までの間は、トランジスタQ2,Q3が
オン状態であり、トランジスタQ1,Q4がオフであ
る。したがって、出力信号VO は、抵抗RC1,トランジ
スタQ3及びトランジスタQ6を流れる定電流により、
一定の出力信号となる。時間t1 を経過後は、口径制御
信号vC が参照信号Vref よりも大となるため、トラン
ジスタQ2,Q3がオフし、トランジスタQ1,Q4が
オンする。
は、口径制御信号vC の立ち上がりにしたがって徐々に
増加し、時間t2 で飽和する。したがって、出力信号V
O は、口径制御信号vc の大きさに基づいたゲインによ
って反射エコー信号vi を増幅し、定電流源iC1による
直流成分が重畳された状態となる。これから出力信号V
O は図4(d)のようになり、時間t1 からt 2 までの
間では、口径制御信号vC の立ち上がりに基づいて徐々
にゲインが大きくなるように増幅される。
信号VO の直流成分を除去すれば、反射エコー信号vi
のみを取り出すことができる。本発明では、超音波診断
装置の受信口径を制御する際に出力信号VO にスイッチ
ング時のノイズが発生することを防止できる。特に、連
続可変口径時のノイズの発生を防止できる。
口径を変化する際に、受信する反射エコー信号を確実に
オン・オフでき、かつスイッチング時のノイズの発生を
防止することができる。
の全体構成ブロック図。
Claims (1)
- 【請求項1】複数の振動子毎に設けられた受信手段と、
受信口径を制御するために前記各受信手段毎に設けられ
たスイッチング回路とを備えた超音波診断装置におい
て、 前記スイッチング回路は、 口径制御信号を出力する制御部と、 前記口径制御信号の高周波成分を除去するローパスフィ
ルタと、 反射エコー信号が入力され、前記反射エコー信号に一定
の直流信号を重畳して出力する第1のトランジスタと、 前記直流信号と略同一の直流信号を出力する第2のトラ
ンジスタと、 前記ローパスフィルタから出力される制御信号が参照信
号より大きいとき、前記第1のトランジスタの出力信号
を前記制御信号の大きさに基づいたゲインで増幅して出
力し、前記制御信号が参照信号より小さいとき、前記第
2のトランジスタの出力信号に応じた信号を出力する出
力回路とを有している、超音波診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30501193A JP3216372B2 (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30501193A JP3216372B2 (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07155319A JPH07155319A (ja) | 1995-06-20 |
JP3216372B2 true JP3216372B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=17940017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30501193A Expired - Fee Related JP3216372B2 (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3216372B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP2007189290A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 標準電波受信回路 |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP30501193A patent/JP3216372B2/ja not_active Expired - Fee Related
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