JP3256698B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体に超音波を
送受信する振動子として、微小な圧電振動子を方位方向
（走査方向）とレンズ方向との２次元状に配列した２次
元アレイ構造の探触子を用いる超音波診断装置に係り、
とくに、複数の診断位置を同時にスキャンできるととも
に、回路規模の増大を抑制し且つ超音波ビームの焦点を
空間的に制御可能な超音波診断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensional array structure in which minute piezoelectric vibrators are two-dimensionally arranged in an azimuth direction (scanning direction) and a lens direction as transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject. Related to an ultrasonic diagnostic apparatus using a probe of
In particular, the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of simultaneously scanning a plurality of diagnostic positions, suppressing an increase in circuit scale, and spatially controlling the focal point of an ultrasonic beam.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、超音波診断装置の超音波探触子
（以下、単に探触子という）としては、診断目的や走査
性能の面から様々な構成のものが使われている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an ultrasonic probe (hereinafter, simply referred to as a probe) of an ultrasonic diagnostic apparatus, various constitutions are used from the viewpoint of diagnosis purpose and scanning performance.

【０００３】この探触子の一種としては、図１９に示し
た構造のものが知られている。この図１９に示した探触
子１０１は、複数の単位振動子１０１ａ，１０１ｂ，１
０１ｃ，…を方位方向ｘに配列した１次元アレイ構造を
有する。この探触子１０１をリニア電子走査で駆動させ
る場合、探触子１０１中の任意の複数個の振動子を１組
として駆動させる。この駆動に当たっては、例えば、走
査方向の中心に位置する振動子とその横方向の振動子と
の間で駆動タイミングをずらしてやることにより、各振
動子の発生音波の位相差を利用でき、振動子群の中心部
に直交する被検体方向に集束（フォーカス）した超音波
ビームが形成される。そこで、駆動させる複数の振動子
全体を、例えば１振動子分ずつ方位方向ｘにずらしなが
ら駆動させることにより、超音波ビームの送波点位置を
電子的に方位方向ｘに順次ずらすことができ、リニア走
査がなされる。受信に際しても、送信振動子と同一の振
動子が超音波エコー信号を受信し、電圧信号に変換す
る。この変換された電圧信号は受信回路に送られて超音
波画像データに再構成され、その後、ＴＶモニタなどの
ディスプレイに表示される。As one type of this probe, one having a structure shown in FIG. 19 is known. The probe 101 shown in FIG. 19 has a plurality of unit transducers 101a, 101b, 1
01c,... Are arranged in the azimuth direction x. When the probe 101 is driven by linear electronic scanning, an arbitrary plurality of transducers in the probe 101 are driven as one set. In this drive, for example, by shifting the drive timing between the transducer located at the center in the scanning direction and the transducer in the lateral direction, the phase difference between the sound waves generated by the transducers can be used, An ultrasonic beam focused on a subject direction orthogonal to the center of the group is formed. Therefore, by driving the plurality of transducers to be driven while shifting them in the azimuth direction x by, for example, one transducer at a time, the transmission point position of the ultrasonic beam can be electronically shifted sequentially in the azimuth direction x. Linear scanning is performed. During reception, the same transducer as the transmitting transducer receives the ultrasonic echo signal and converts it into a voltage signal. The converted voltage signal is sent to a receiving circuit to be reconstructed into ultrasonic image data, and then displayed on a display such as a TV monitor.

【０００４】また、セクタ法であれば、駆動する１組の
振動子群に対して、超音波ビームの走査方向が超音波１
パルス毎に順次扇形に変わるように、各振動子の駆動タ
イミングを変化させる。これにより、リニア法と同様の
処理を経て、セクタ方式の超音波画像をディスプレイに
表示させることができる。In the case of the sector method, the scanning direction of the ultrasonic beam is set to one for one set of transducers to be driven.
The drive timing of each vibrator is changed so that the pulse sequentially changes into a fan shape for each pulse. Thereby, the ultrasonic image of the sector method can be displayed on the display through the same processing as the linear method.

【０００５】しかし、このような１次元アレイ構造の探
触子を用いた場合、超音波ビームは各振動子の配列方向
である方位方向ｘ、即ち１次元の方向にしか走査できな
いという不便さがある。However, when such a probe having a one-dimensional array structure is used, there is an inconvenience that the ultrasonic beam can scan only in the azimuth direction x which is the arrangement direction of the transducers, that is, in the one-dimensional direction. is there.

【０００６】そこで、走査方向を１次元に限定されず、
方位方向ｘに直交するレンズ方向ｙを加えた２次元方向
に走査できる２次元アレイ構造の探触子が開発された。
この２次元アレイ構造の探触子の例を図２０に示す。こ
の図２０に示した探触子１０２は、複数の単位振動子１
０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，…，１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃ，…，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，
…，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，…，１０６ａ，１
０６ｂ，１０６ｃ，…を所定数ずつ方位方向ｘ及びレン
ズ方向ｙに配列したものである。Therefore, the scanning direction is not limited to one dimension,
A probe having a two-dimensional array structure capable of scanning in a two-dimensional direction including a lens direction y orthogonal to the azimuth direction x has been developed.
FIG. 20 shows an example of a probe having this two-dimensional array structure. The probe 102 shown in FIG.
02a, 102b, 102c, ..., 103a, 103
b, 103c, ..., 104a, 104b, 104c,
..., 105a, 105b, 105c, ..., 106a, 1
06b, 106c,... Are arranged in a predetermined number in the azimuth direction x and the lens direction y.

【０００７】この２次元アレイの探触子１０２を駆動さ
せ、方位方向及びレンズ方向に受信超音波ビームを偏向
させるには、全振動子と送受信部との間に個別にスイッ
チを設け、それらのスイッチを順番に切り換えてデータ
を得る構成が考えられる。In order to drive the probe 102 of the two-dimensional array and deflect the received ultrasonic beam in the azimuth direction and the lens direction, switches are separately provided between all the transducers and the transmission / reception unit, and these switches are provided. A configuration is conceivable in which data is obtained by sequentially switching switches.

【０００８】一方、レンズ方向の偏向には、従来周知で
ある、音響レンズを用いることもできる。On the other hand, for the deflection in the lens direction, a conventionally well-known acoustic lens can be used.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次元
アレイ構造の探触子を用いる場合、その２次元アレイを
形成している複数の振動子夫々について、送受信回路を
個別に用意しなければならないので、必然的に送受信の
回路規模が増大し、装置が大形化するととともに、演算
処理も増えて、リアルタイム性が低下する。また、音響
レンズを用いる構成では、レンズ方向の指向性が予め決
められてしまい、それ以上、焦点を任意に変更できない
し、送受波面の開口面積を調整して、ビームの広がりを
変更できない。However, when a probe having a two-dimensional array structure is used, a transmitting and receiving circuit must be separately prepared for each of a plurality of transducers forming the two-dimensional array. Inevitably, the scale of the transmission and reception circuit increases, and the device becomes larger, and the number of arithmetic processes increases, and the real-time performance decreases. Further, in a configuration using an acoustic lens, the directivity in the lens direction is determined in advance, and the focus cannot be changed arbitrarily, and the beam spread cannot be changed by adjusting the aperture area of the transmitting and receiving surfaces.

【００１０】本発明は、このような従来技術の様々の問
題に鑑みてなされたもので、特に、複数の診断位置を並
行してスキャンする場合でも、２次元アレイの探触子を
用いて３次元の受信ビームを形成し、方位方向、レンズ
方向に高い分解能を得ることができ、超音波送受信の回
路規模や受信信号を整相加算処理するときのトータルの
メモリ容量の増大を抑制できる超音波診断装置を提供す
ることを、その目的とする。The present invention has been made in view of such various problems of the prior art. In particular, even when a plurality of diagnostic positions are scanned in parallel, a three-dimensional array of probes is used. An ultrasonic wave that can form a two-dimensional receive beam, can obtain high resolution in the azimuth direction and lens direction, and can suppress an increase in the total memory capacity when performing the phasing addition processing of the ultrasonic transmission / reception circuit scale and the received signal. It is an object to provide a diagnostic device.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明の超音波診断装置は、電気信号と超音波信
号とを双方向に変換可能な複数の振動子を互いに直交す
る第１の方向及び第２の方向から成る２次元状に配列し
た探触子と、この探触子の各振動子を電気量の励振信号
で励振して前記各振動子に超音波信号を送波させるとと
もに、超音波エコー信号に応じて前記各振動子が変換し
た電気量の受信信号に所定の処理を施して出力する送受
信手段と、前記被検体内に設定される複数の診断位置そ
れぞれを通り、かつ、前記第１の方向に直交する複数の
面に対して、その各面上に前記超音波エコー信号が集束
するように前記送受信手段が出力した前記複数の振動子
からの受信信号群を同時に遅延させて加算する第１の演
算手段と、前記複数の診断位置それぞれを通り、かつ、
前記第２の方向に直交する複数の面に対して、その各面
上に前記超音波エコー信号が集束するように前記第１の
演算手段から出力される受信信号群を遅延させて加算す
る第２の演算手段と、この第２の演算手段が出力した信
号に基づいて超音波画像を表示する表示手段とを備え
る。In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises a plurality of transducers capable of bidirectionally converting an electric signal and an ultrasonic signal into a first transducer orthogonal to each other. Probes arranged two-dimensionally in a direction and a second direction, and each transducer of the probe is excited by an excitation signal of an electric quantity to transmit an ultrasonic signal to each transducer. Transmitting and receiving means for performing predetermined processing on the received signal of the electric quantity converted by each transducer according to an ultrasonic echo signal and outputting the signal, and passing through each of a plurality of diagnostic positions set in the subject, and A plurality of planes orthogonal to the first direction are simultaneously delayed in a group of reception signals from the plurality of transducers output by the transmission / reception means so that the ultrasonic echo signal is focused on each plane. First arithmetic means for adding the plurality of As each diagnostic position, and,
A plurality of planes orthogonal to the second direction are delayed and added to a group of reception signals output from the first arithmetic unit so that the ultrasonic echo signal is focused on each plane. And a display means for displaying an ultrasonic image based on the signal output by the second calculation means.

【００１２】例えば、前記第１の演算手段は、前記受信
信号群を遅延して加算する整相加算器を前記第１の方向
に直交する面の数に等しい数だけ備える。また、前記第
２の演算手段は、前記第１の演算手段が出力する受信信
号群を記憶する記憶手段と、この記憶手段から出力され
る受信信号群を前記診断位置毎に遅延して加算する整相
加算器とを備えていてもよい。[0012] For example, the first arithmetic means includes a number of phasing adders for delaying and adding the received signal group to a number equal to the number of planes orthogonal to the first direction. Further, the second arithmetic means stores a received signal group output by the first arithmetic means, and adds the received signal group output from the storage means with a delay for each diagnostic position. And a phasing adder.

【００１３】[0013]

【作用】本願の超音波診断装置によれば、第１の演算手
段によって、送受信手段が同時に得た受信信号群が遅延
加算されるので、複数の診断位置それぞれ含み、かつ、
複第１の方向に直交する複数の面それぞれに沿って超音
波エコー信号が集束する。この第１の演算手段から出力
された信号群は次いで第２の演算手段に送られ、同様
に、複数の診断位置それぞれ含み、かつ、第２の方向に
直交する複数の面それぞれに関して遅延加算処理が実行
される。これにより、その第２の方向に直交する複数の
面それぞれに沿って超音波エコー信号が集束する。この
ように、複数の診断位置であっても、２段階のビーム集
束処理を施しながら、同時並行して３次元的に、すなわ
ち空間的にビーム焦点位置を制御できる。According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present application, the received signal group obtained simultaneously by the transmitting and receiving means is delayed and added by the first arithmetic means, so that the plurality of diagnostic positions are respectively included and
The ultrasonic echo signal is focused along each of a plurality of planes orthogonal to the first direction. The signal group output from the first calculation means is then sent to the second calculation means, and similarly, the delay addition processing is performed on each of a plurality of planes each including a plurality of diagnostic positions and orthogonal to the second direction. Is executed. Thereby, the ultrasonic echo signals are focused along each of the plurality of planes orthogonal to the second direction. In this way, even at a plurality of diagnostic positions, it is possible to control the beam focal position three-dimensionally, that is, spatially, simultaneously and simultaneously while performing the two-stage beam focusing processing.

【００１４】また、第１の方向に直交する複数の面、次
いで第２の方向に直交する複数の面と順次、２段階にわ
たって集束させていくことから、受信処理回路は振動子
全てに設ける必要が無く、回路規模が抑制される。さら
に、集束制御のためのメモリ規模も、かかる２段階の集
束によって抑制される。In addition, since a plurality of planes orthogonal to the first direction and then a plurality of planes orthogonal to the second direction are sequentially focused over two stages, it is necessary to provide a reception processing circuit for all the transducers. And the circuit scale is suppressed. Furthermore, the memory scale for focusing control is also suppressed by the two-stage focusing.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１６】（第１実施例） 第１実施例を図１〜図４を参照して説明する。この実施
例は単一の診断位置αを焦点にして超音波受信ビームを
形成するものである。(First Embodiment) A first embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an ultrasonic receiving beam is formed by focusing on a single diagnostic position α.

【００１７】図１に示す超音波診断装置は、２次元アレ
イ構造の探触子１と、この探触子１を介して超音波信号
の送受を行わせる、本発明の構成要素の送受信手段とし
ての送受信部２と、この送受信部２と探触子１との接続
状態を切り換え可能なスイッチ回路群３と、このスイッ
チ回路群３の切換を指令するスイッチング・コントロー
ラ４と、送受信部２の受信信号からエコーデータを形成
する信号処理部５と、この信号処理部５の処理データを
表示する表示部６とを備えている。なお、図中、符号７
はシステム全体の動作タイミングを制御するタイミング
・コントローラであり、符号８は被検体である。また、
被検体８の深さ方向をｚで表す。The ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1 serves as a probe 1 having a two-dimensional array structure and transmitting and receiving ultrasonic signals via the probe 1 as transmitting and receiving means of the constituent elements of the present invention. Transmission / reception unit 2, a switch circuit group 3 capable of switching a connection state between the transmission / reception unit 2 and the probe 1, a switching controller 4 for instructing switching of the switch circuit group 3, and a reception of the transmission / reception unit 2 A signal processing unit 5 for forming echo data from a signal and a display unit 6 for displaying processing data of the signal processing unit 5 are provided. In the figure, reference numeral 7
Is a timing controller for controlling the operation timing of the entire system, and reference numeral 8 is a subject. Also,
The depth direction of the subject 8 is represented by z.

【００１８】探触子１は、電圧信号と超音波信号とを双
方向に変換可能な複数個の圧電素子を振動子としてお
り、方位方向（即ち走査方向；本発明の第１の方向に相
当する）ｘの各並びに複数個の同一特性の振動子
Ｐ_１ｙ，Ｐ_２ｙ，Ｐ_３ｙ，Ｐ_４ｙ，Ｐ_５ｙ，Ｐ_６ｙ（ｙ
＝１〜５）を配列し、方位方向ｘに直交するレンズ方向
ｙ（本発明の第２の方向に相当する）の各並びに複数個
の同一特性の振動子Ｐ_ｘ１，Ｐ_ｘ２，Ｐ_ｘ３，Ｐ_ｘ４，
Ｐ_ｘ５（ｘ＝１〜６）を配列し、２次元アレイを構成し
ている。The probe 1 has a plurality of piezoelectric elements as transducers capable of bidirectionally converting a voltage signal and an ultrasonic signal into transducers, and has an azimuth direction (ie, a scanning direction; corresponding to the first direction of the present invention). X) and a plurality of vibrators P _1y , P _2y , P _3y , P _4y , P _5y , P _6y (y
= 1 to 5), and a plurality of transducers P _x1 , P _x2 , P _x3 , each having the same characteristic in the lens direction y (corresponding to the second direction of the present invention) orthogonal to the azimuth direction x. P _x4 ,
P _x5 (x = 1 to 6) are arranged to form a two-dimensional array.

【００１９】送受信部２は、基準信号発生源１１、パル
サ群１２、及びプリアンプ群１３を備えている。基準信
号発生源１１は、ｎチャンネル（ここでは６チャンネ
ル）の出力回路を有し、その各出力端がパルサ群１２の
各パルサ１２ａ，…，１２ｆに接続されている。パルサ
１２ａ，…，１２ｆは、夫々、基準信号発生源１１から
の基準パルス信号を増幅する。パルサ１２ａ，…，１２
ｆの出力端は、スイッチ回路群３の各スイッチ回路３
ａ，…，３ｆの一方の１個の入出力端に夫々接続され、
その入出力端はプリアンプ群１３の各プリアンプ１３
ａ，…，１３ｆにも接続されている。The transmission / reception unit 2 includes a reference signal generation source 11, a pulser group 12, and a preamplifier group 13. The reference signal generation source 11 has an output circuit of n channels (here, 6 channels), and each output terminal thereof is connected to each of the pulsers 12a,..., 12f of the pulser group 12. Each of the pulsers 12a,..., 12f amplifies the reference pulse signal from the reference signal generation source 11. Pulsars 12a, ..., 12
The output terminal of each switch circuit 3 of the switch circuit group 3
a,..., 3f are respectively connected to one of the input / output terminals,
The input / output terminals are connected to the preamplifiers 13 of the preamplifier group 13.
a,..., 13f.

【００２０】スイッチ回路３ａ，…，３ｆは、夫々、探
触子１のｙ方向の振動子数と同じｍ個（ここでは５個）
のスイッチング素子ａ，…，ｅを、図２に示すように内
臓している。これらのスイッチング素子ａ，…，ｅは例
えばＭＯＳ型ＦＥＴで成る。それらのスイッチング素子
ａ，…，ｅの一方の端子は並列接続されて前記パルサ１
２ａ（…，１２ｆ）の出力端に各々接続され、他方の端
子は、対応するレンズ方向ｙの振動子Ｐ_ｘ１，…，Ｐ
_ｘ５に個別に接続されている。スイッチ回路３ａ，…，
３ｆの各々には、予め設定したタイミングでスイッチン
グ・コントローラ４からの切換信号が供給される。これ
により、スイッチング素子ａ，…，ｅは切換信号に応じ
て選択的に導通状態（オン）に設定される。スイッチン
グ・コントローラ４は例えばコンピュータで構成され、
予め設定したタイミングでスイッチ回路３ａ，…，３ｆ
の切換を制御する。Each of the switch circuits 3a,..., 3f has the same number of m (here, five) as the number of transducers in the y direction of the probe 1.
, E are built in as shown in FIG. These switching elements a,..., E are, for example, MOS type FETs. One terminal of each of the switching elements a,.
, 12f), and the other terminals are connected to the corresponding transducers P _x1,.
x5 . The switch circuits 3a,.
Each of 3f is supplied with a switching signal from the switching controller 4 at a preset timing. Thus, the switching elements a,..., E are selectively set to the conductive state (ON) according to the switching signal. The switching controller 4 is composed of, for example, a computer,
The switch circuits 3a,.
Is controlled.

【００２１】信号処理部５は図示のように、Ａ／Ｄ変換
器群１５、メモリ１６、及び整相加算器１７を備えてい
る。Ａ／Ｄ変換器群１５は、プリアンプ１３ａ，…，１
３ｆの各アナログ出力信号をデジタル信号に変換してメ
モリ１６に出力する。メモリ１６は、Ａ／Ｄ変換器群１
５からのデジタル受信信号を全振動子の所定時間分、一
時的に記憶する。整相加算器１７は例えばデジタル処理
回路で構成され、メモリ１６の記憶データを所定タイミ
ングで読み出し、被検体８内の診断位置αを焦点とし
て、この焦点から全振動子Ｐ_１１，Ｐ_２１，…，
Ｐ_５５，Ｐ_６５までの伝搬時間に相当した遅延を掛けた
整相加算を行う。この整相加算は遅延と加算によってな
される。As shown, the signal processing unit 5 includes an A / D converter group 15, a memory 16, and a phasing adder 17. The A / D converter group 15 includes preamplifiers 13a,.
Each analog output signal of 3f is converted into a digital signal and output to the memory 16. The memory 16 stores the A / D converter group 1
5 is temporarily stored for a predetermined time for all transducers. The phasing adder 17 is composed of, for example, a digital processing circuit, reads out data stored in the memory 16 at a predetermined timing, sets a diagnostic position α in the subject 8 as a focal point, and sets all the transducers P ₁₁ , P ₂₁ ,. ,
The phasing addition is performed with a delay corresponding to the propagation time to P ₅₅ and P ₆₅ . This phasing addition is performed by delay and addition.

【００２２】表示部６は発明の構成要素の表示手段を成
すもので、検波回路２１、フレームメモリ２２、Ｄ／Ａ
変換器２３、及びＴＶモニタ２４を備える。検波回路２
１はデジタル信号のまま高周波信号を検波し、検波した
信号をフレームメモリ２２に記憶させる。このフレーム
メモリ２２の記憶データはＴＶモニタ２４の表示タイミ
ングで読み出され、Ｄ／Ａ変換器２３によりアナログ信
号に変換される。この変換信号はＴＶモニタ２４に供給
され、表示される。The display section 6 constitutes a display means of the components of the present invention, and includes a detection circuit 21, a frame memory 22, a D / A
A converter 23 and a TV monitor 24 are provided. Detection circuit 2
1 detects a high-frequency signal as a digital signal and stores the detected signal in the frame memory 22. The data stored in the frame memory 22 is read at the display timing of the TV monitor 24 and is converted into an analog signal by the D / A converter 23. This converted signal is supplied to the TV monitor 24 and displayed.

【００２３】次に、本第１実施例の動作を図３を用いて
説明する。Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.

【００２４】基準信号発生源１１から出力された基準パ
ルス信号は、パルサ１２ａ，…、１２ｆで夫々増幅され
た後、スイッチ回路３ａ，…，３ｆを介して探触子１に
送られる。このとき、例えば、スイッチング・コントロ
ーラ４によって各スイッチ回路３ａ，…，３ｆのスイッ
チング素子ａが一定時間Ｔ（図３中の（ａ１）参照）だ
け共にオン状態に設定されたとする。これにより、パル
サ１２ａ，…，１２ｆの出力信号は各スイッチ回路３
ａ，…，３ｆの各スイッチング素子ａを通って探触子１
の内、方位方向ｘに沿った１番目の並びの振動子
Ｐ_１１，Ｐ_２１，Ｐ_３１，Ｐ_４１，Ｐ_５１，Ｐ_６１を一
度に励振する（図３中の（ａ２）参照）。これにより、
各振動子Ｐ_１１，…，Ｐ_６１から超音波信号が被検体８
に向けて送信される。この送信ビームは診断位置αを含
み、しかもある広がりを有する。The reference pulse signal output from the reference signal generating source 11 is amplified by the pulsers 12a,..., 12f, respectively, and then sent to the probe 1 via the switch circuits 3a,. At this time, for example, it is assumed that the switching elements a of the switch circuits 3a,..., 3f are both set to the ON state by the switching controller 4 for a fixed time T (see (a1) in FIG. 3). Thus, the output signals of the pulsars 12a,.
The probe 1 passes through each of the switching elements a,.
Among them, the oscillators P ₁₁ , P ₂₁ , P ₃₁ , P ₄₁ , P ₅₁ , and P ₆₁ in the first row along the azimuth direction x are excited at a time (see (a2) in FIG. 3). This allows
Each transducer _P 11, _..., the ultrasonic signal from the _{P 61} is the subject 8
Sent to This transmit beam includes the diagnostic position α and has a certain spread.

【００２５】一方、被検体内で反射された超音波信号は
探触子１に戻り、各振動子Ｐ_１１，…，Ｐ_６１にて超音
波エコー信号が電圧信号に変換される（図３中の（ａ
３）参照）。しかし、いま各スイッチ回路３ａ，…，３
ｆの各スイッチング素子ａのみがオン状態になっている
から、方位方向ｘに沿った１番目の並びの振動子
Ｐ_１１，…，Ｐ_６１の電圧信号のみが送受信部２に取り
出され、プリアンプ１３ａ，…，１３ｆで個別に増幅さ
れる。この増幅されたエコー信号は、信号処理部５のＡ
／Ｄ変換器群１５にて個別にデジタル信号に変換された
後、メモリ１６の所定領域に記憶される。On the other hand, the ultrasonic signal reflected in the subject returns to the probe 1, and the ultrasonic echo signals are converted into voltage signals by the transducers P ₁₁ ,..., P ₆₁ (FIG. 3). (A
3)). However, each of the switch circuits 3a,.
Since only the switching elements a of f are in the ON state, only the voltage signals of the first vibrators P ₁₁ ,..., P _{61 in} the azimuth direction x are taken out to the transmission / reception unit 2, and the preamplifier 13 a ,..., 13f are individually amplified. The amplified echo signal is supplied to A
After being individually converted into digital signals by the / D converter group 15, they are stored in a predetermined area of the memory 16.

【００２６】このようにして、１番目の並びの振動子群
に対する導通時間Ｔが経過すると、スイッチング・コン
トローラ４は今度は、各スイッチ回路３ａ，…，３ｆの
各スイッチング素子ｂのみを所定時間Ｔだけ同時にオン
にする（図３中の（ｂ１）参照）。このため、今度は方
位方向ｘに沿った２番目の並びの振動子Ｐ_１２，…，Ｐ
_６２が一度に励振され（図３中の（ｂ２）参照）、これ
らの振動子Ｐ_１２，…，Ｐ_６２を通してエコー信号が受
信される（図３中の（ｂ３）参照）。When the conduction time T for the first group of transducers elapses in this manner, the switching controller 4 turns on only the switching elements b of the switch circuits 3a,. Only at the same time (see (b1) in FIG. 3). For this reason, this time, the second array of transducers P ₁₂ ,.
₆₂ is excited at a time (see (b2) in Fig. 3), these transducers _P 12, _..., echo signals are received through _{P 62} (see (b3) in FIG. 3).

【００２７】以下、同様にして方位方向ｘに沿った５番
目の並びの振動子Ｐ_１５，…，Ｐ_６５まで繰り返される
と、信号処理部５内の整相加算器１７は、メモリ１６内
の記憶データを読み出して、単独の診断位置αを焦点と
する整相加算を行う。つまり、受信後の演算によって、
図４に示すように焦点αに受信ビームを収束させるよう
各データに遅延を掛け、加算する。このようにして得ら
れた加算値は、診断位置αのある時間における画像デー
タであり、この画像データが表示部６の検波器２１を介
してフレームメモリ２２に記憶された後、所定タイミン
グで読み出されてＴＶモニタ２４に表示される。Thereafter, similarly, when the processing is repeated up to the fifth row of transducers P ₁₅ ,..., P ₆₅ along the azimuth direction x, the phasing adder 17 in the signal processing unit 5 The stored data is read out, and phasing addition is performed with the single diagnostic position α as the focus. In other words, by the calculation after reception,
As shown in FIG. 4, each data is delayed and added so that the received beam converges to the focal point α. The added value obtained in this manner is image data at a certain time at the diagnostic position α. After the image data is stored in the frame memory 22 via the detector 21 of the display unit 6, it is read at a predetermined timing. It is output and displayed on the TV monitor 24.

【００２８】上述のように探触子１の全振動子Ｐ_１１，
…，Ｐ_６５の駆動が終わると、スイッチング・コントロ
ーラ４は再び方位方向ｘの１番目の並びの振動子
Ｐ_１１，…，Ｐ_６１を駆動させるべく、次の駆動サイク
ルに移行する。これにより、上述した動作が繰り返され
る。As described above, all the transducers P ₁₁ ,
..., the driving of the P ₆₅ is completed, the first row of transducers P ₁₁ of the switching controller 4 again azimuth direction _x, ..., in order to drive the P _61, the process proceeds to the next drive cycle. Thus, the above-described operation is repeated.

【００２９】このように探触子１の全振動子Ｐ_１１，
…，Ｐ_６５を、方位方向ｘの並びを一つの群として分割
し、その群毎に駆動させることにより、送受信部２の送
受信チャンネル数が方位方向ｘの振動子数分だけあれば
よい。このため、２次元アレイ構造の探触子２を駆動さ
せる場合でも、全振動子分の送受信チャンネル数だけ持
たせる場合に比べて全体の回路規模が著しく小さくな
る。As described above, all the transducers P ₁₁ of the probe 1,
..., and P _65, to divide the sequence of azimuth direction x as one group, by driving each the group, the number of receiving channels transmitting and receiving unit 2 may if only vibrator few minutes in the lateral direction x. Therefore, even when the probe 2 having a two-dimensional array structure is driven, the entire circuit scale is significantly reduced as compared with a case where the number of transmission / reception channels for all the transducers is provided.

【００３０】なお、上記実施例の構成をドプラ断層を含
むドプラ計測に適用する場合、計測位置は固定点となる
ため、又は、スライス厚を薄くする必要はないため、探
触子１の被検体８側にレンズ方向の集束を行う音響レン
ズを設置し、整相加算器１７は方位方向のみの集束を行
うように設定し、スイッチング・コントローラ４はスイ
ッチ回路３ａ，…，３ｆの各スイッチング素子ａ，…，
ｅを同時に導通させ、全振動子Ｐ_１１，…，Ｐ_６５を作
動させる。これにより、全振動子Ｐ_１１，…，Ｐ_６５か
らの音響エネルギーが計測位置に集中し、エコー信号の
エネルギーも大きくなって、良好なＳ／Ｎ比で計測でき
る。When the configuration of the above embodiment is applied to Doppler measurement including a Doppler tomography, since the measurement position is a fixed point or the slice thickness does not need to be reduced, the object of the probe 1 An acoustic lens for focusing in the lens direction is installed on the side 8, the phasing adder 17 is set so as to focus only in the azimuth direction, and the switching controller 4 switches the switching elements a of the switch circuits 3 a,. ,…,
e are simultaneously conducted, and all the vibrators P ₁₁ ,..., P ₆₅ are operated. Thereby, the acoustic energy from all the transducers P ₁₁ ,..., P ₆₅ is concentrated at the measurement position, the energy of the echo signal is also increased, and measurement can be performed with a good S / N ratio.

【００３１】また、上記実施例において、送信時に遅延
を掛けていないが、基準信号発生源１１とパルサ１２
ａ，…，１２ｅの間に遅延回路を個別に挿入し、それら
の回路の遅延時間を送信超音波信号が診断位置αを含み
且つ方位方向ｘに垂直な面に沿って集束するように設定
してもよい。これにより、診断位置αから反射する超音
波のエネルギーが上がり、サイドローブが減少して、Ｓ
／Ｎ比が良くなる。In the above embodiment, although no delay is applied at the time of transmission, the reference signal source 11 and the pulsar 12
The delay circuits are individually inserted between a,..., 12e, and the delay times of these circuits are set so that the transmitted ultrasonic signal is focused along a plane including the diagnostic position α and perpendicular to the azimuth direction x. You may. As a result, the energy of the ultrasonic wave reflected from the diagnosis position α increases, the side lobe decreases, and S
/ N ratio is improved.

【００３２】（第２実施例） 続いて、図５〜図９に基づき第２実施例を説明する。こ
の第２実施例は、単独の診断位置αに対する整相加算の
信号処理を方位方向ｘとレンズ方向ｙに分けて行うもの
である。ここで、前述した第１実施例と同一の構成要素
には同一符号を付して、その説明を簡略化又は省略す
る。Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, phasing addition signal processing for a single diagnostic position α is performed separately in the azimuth direction x and the lens direction y. Here, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.

【００３３】図５に示す超音波診断装置の信号処理部３
０は、その入力側に方位方向整相加算器３１が設けら
れ、この整相加算器３１の出力側にＡ／Ｄ変換器３２、
メモリ３３、及びレンズ方向整相加算器３４を備えてい
る。つまり、第１実施例で示した整相加算器を方位方向
及びレンズ方向の２段に分けた構成となっている。The signal processing unit 3 of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG.
0, an azimuth phasing adder 31 is provided on the input side, and an A / D converter 32,
A memory 33 and a lens direction phasing adder 34 are provided. That is, the phasing adder shown in the first embodiment is divided into two stages, the azimuth direction and the lens direction.

【００３４】方位方向整相加算器３１は、図６に示すよ
うに、送受信部２のプリアンプ１３ａ，…，１３ｆの出
力信号を個別に入力する一組（６個）の遅延回路３６
ａ，…，３６ｆと、この遅延回路３６ａ，…，３６ｆの
各出力信号を加算し、Ａ／Ｄ変換器３２に供給する加算
器３７とを備えている。遅延回路３６ａ，…，３６ｆの
各遅延時間は図７（Ａ）の曲線上の所定点の値に設定さ
れており、これにより、方位方向ｘの振動子Ｐ_１ｙ，Ｐ
_２ｙ，Ｐ_３ｙ，Ｐ_４ｙ，Ｐ_５ｙ，Ｐ_６ｙ（ｙ＝１〜５）
の受信超音波ビームは図８（Ａ）のように、演算によ
り、方位方向ｘに垂直な面であって診断位置αを含む面
に沿った指向性を有する。As shown in FIG. 6, the azimuth phasing adder 31 is a set (six) of delay circuits 36 for individually inputting the output signals of the preamplifiers 13a,.
, 36f and an adder 37 for adding the output signals of the delay circuits 36a,..., 36f and supplying the result to the A / D converter 32. The delay time of each of the delay circuits 36a,..., 36f is set to a value at a predetermined point on the curve of FIG. 7A, whereby the transducers P _1y , P in the azimuth direction x are set.
_2y , P _3y , P _4y , P _5y , P _6y (y = 1 to 5)
8A has a directivity along a plane perpendicular to the azimuth direction x and including the diagnostic position α by calculation, as shown in FIG. 8A.

【００３５】また、メモリ３３は、図９に示すように、
単一の診断位置αに対して方位方向ｘに１列、レンズ方
向ｙに５行、及び走査時間ｔの３次元のマトリクスを有
し、各方向のデータ記憶できる。The memory 33 stores, as shown in FIG.
It has a three-dimensional matrix of one column in the azimuth direction x, five rows in the lens direction y, and the scanning time t for a single diagnostic position α, and can store data in each direction.

【００３６】レンズ方向整相加算器３４は、図６と同等
の回路構成をデジタル処理によって行うものである。つ
まり、デジタル処理に係る遅延回路の各遅延時間は図７
（Ｂ）の曲線上の所定点の値に設定され、その指向性は
図８（Ｂ）のように、演算により、レンズ方向ｙに垂直
な面であって診断位置αを含む面に沿った指向性を有す
る。The lens-direction phasing adder 34 performs a circuit configuration equivalent to that of FIG. 6 by digital processing. That is, each delay time of the delay circuit relating to the digital processing is shown in FIG.
8B is set to a value at a predetermined point on the curve of FIG. 8B, and its directivity is calculated along a plane perpendicular to the lens direction y and including the diagnostic position α as shown in FIG. 8B. It has directivity.

【００３７】その他の構成及びその動作は第１実施例と
同一である。Other structures and operations are the same as those of the first embodiment.

【００３８】この超音波診断装置において、探触子１の
方位方向ｘの振動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ_６ｙ（ｙ＝１〜５）
毎の受信信号が送受信部２から各々出力されると、それ
らの受信信号は最初に方位方向整相加算器３１で異なる
遅延時間の遅延が掛けられ、加算される。これにより、
振動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ_６ｙの並び毎に診断位置αを焦点
として演算により、超音波受信ビームが方位方向ｘで絞
られ、診断位置αの画像データが演算される。この画像
データはＡ／Ｄ変換器３２でアナログ信号からデジタル
信号に変換され、メモリ３３の１番目の位置に格納され
る。以下、これを振動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ_６ｙの並び毎に
繰り返し、１巡目の走査が終わると、メモリ３３の１列
のデータが埋まる。これらの１列の記憶データは今度は
レンズ方向整相加算器３４によって一度に読み出され、
デジタル的に遅延及び加算される。つまり、一度、方位
方向整相加算器３１により診断位置αを焦点として方位
方向ｘで絞られた超音波の各ビームは、今度は、演算に
より、合算されてレンズ方向ｙで絞られる。このため、
レンズ方向整相加算器３４の演算値に相当するビーム
は、図４と同様に診断位置αを焦点とした３次元の形状
を成し、その診断位置αのエコーデータが高いＳ／Ｎ比
で得られ、このエコーデータが表示部に送られる。In this ultrasonic diagnostic apparatus, transducers P _1y ,..., P _{6y in} the azimuth direction x of the probe 1 (y = 1 to 5)
When each of the received signals is output from the transmission / reception unit 2, the received signals are first delayed by the azimuth direction phasing adder 31 with different delay times and added. This allows
The ultrasonic reception beam is narrowed down in the azimuth direction x by calculation with the diagnostic position α as the focal point for each row of the transducers P _1y ,..., P _6y , and the image data at the diagnostic position α is calculated. This image data is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 32 and stored in the first position of the memory 33. Hereinafter, this is repeated for each arrangement of the transducers P _1y ,..., P _6y , and when the first scan is completed, the data of one column in the memory 33 is filled. These one column of stored data are read out at once by the lens direction phasing adder 34,
Digitally delayed and added. That is, the beams of the ultrasonic waves once narrowed down in the azimuth direction x with the diagnosis position α as the focal point by the azimuth direction phasing adder 31 are summed by calculation, and then narrowed down in the lens direction y. For this reason,
The beam corresponding to the calculated value of the lens direction phasing adder 34 has a three-dimensional shape with the diagnostic position α as the focal point as in FIG. 4, and the echo data at the diagnostic position α has a high S / N ratio. The obtained echo data is sent to the display unit.

【００３９】このように、方位方向ｘには振動子の並び
毎の走査を行い、レンズ方向ｙには開口合成を行うこと
により、メモリ３３の容量が少なくて済む。As described above, by performing scanning for each array of transducers in the azimuth direction x and performing aperture synthesis in the lens direction y, the capacity of the memory 33 can be reduced.

【００４０】なお、各整相加算器３１、３４の遅延時間
パターンを変更することにより、診断位置、即ち受信超
音波ビームの焦点位置を、被検体８の表面から任意の深
さ及び角度の位置に設定できる。By changing the delay time pattern of each of the phasing adders 31 and 34, the diagnostic position, that is, the focal position of the received ultrasonic beam can be changed to a position at an arbitrary depth and angle from the surface of the subject 8. Can be set to

【００４１】（第３実施例） 第３実施例を図１０に基づき説明する。この第３実施例
は、診断位置のレンズ方向ｙの位置は常に中心位置とす
る、即ちレンズ方向ｙには偏向をかけない場合の例であ
る。ここで、前述した第２実施例と同一の構成要素には
同一符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。Third Embodiment A third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is an example in which the position of the diagnosis position in the lens direction y is always set to the center position, that is, no deflection is applied to the lens direction y. Here, the same components as those in the above-described second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【００４２】このために、スイッチ群３８の各スイッチ
回路３８ａ，…，３８ｆの夫々は、図１０のように接続
している。即ち、各スイッチ回路３８ａ（…，３８ｆ）
の探触子１側の端子数は３つとし、送受信部２側の共通
端子との間で任意に選択切換できるようになっている。
そして、レンズ方向ｙの並びの複数且つ奇数個の振動子
Ｐ_ｘ１，Ｐ_ｘ２，Ｐ_ｘ３，Ｐ_ｘ４，Ｐ_ｘ５（ｘ＝１〜
６）の内、中心位置の振動子Ｐ_ｘ３を単独に引き出し、
その両側の振動子Ｐ_ｘ２，Ｐ_ｘ４を並列に接続し、さら
に、その両側の振動子Ｐ_ｘ１，Ｐ_ｘ５を並列に接続し、
それらの３つの引き出し端子をスイッチ回路の３つの入
出力端に接続したものである。なお、本第３実施例にお
ける信号処理部３０のレンズ方向整相加算器３４は、ｙ
方向の中心位置にビームが集束する遅延時間パターンと
している。その他は第２実施例と同一の構成である。For this purpose, each of the switch circuits 38a,..., 38f of the switch group 38 is connected as shown in FIG. That is, each switch circuit 38a (..., 38f)
The number of terminals on the probe 1 side is set to three, and the terminal can be arbitrarily selectively switched between the common terminal on the transmitting / receiving section 2 side.
Then, a plurality and odd number of transducers _Px1 , _Px2 , _Px3 , _Px4 , _Px5 (x = 1 to
Of 6), pull out the transducer P _x3 at the center position independently,
The vibrators P _x2 and P _x4 on both sides are connected in parallel, and the vibrators P _x1 and P _x5 on both sides are connected in parallel.
These three lead terminals are connected to three input / output terminals of the switch circuit. Note that the lens direction phasing adder 34 of the signal processing unit 30 in the third embodiment has a
The delay time pattern is such that the beam is focused at the center position in the direction. The other configuration is the same as that of the second embodiment.

【００４３】このように構成して、前述した各実施例と
同様に方位方向ｘの振動子毎に走査させる。これによ
り、１番目（ｙ＝１）の並びの振動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ
_６ｙを駆動させるときは、５番目（ｙ＝５）の並びの振
動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ_６ｙも同時に駆動し、２番目（ｙ＝
２）の並びの振動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ_６ｙを駆動させると
きは、４番目（ｙ＝４）の並びの振動子Ｐ_１ｙ，…，Ｐ
_６ｙも同時に駆動する。このため、方位方向ｘに対して
は任意に偏向し、レンズ方向ｙに対しては常に中心位置
に集束させた、３次元の受信ビームを得ることができ
る。この場合には、超音波の送受信回数を前記各実施例
の場合に比べて全体で３／５に減るから、リアルタイム
性が向上する。With this configuration, scanning is performed for each transducer in the azimuth direction x in the same manner as in the above-described embodiments. Thereby, the first (y = 1) transducers P _1y,.
When driving _6y , the fifth (y = 5) transducers P _1y ,..., P _6y are also driven at the same time, and the second (y = 5)
When driving the vibrators P _1y ,..., P _6y arranged in 2), the fourth (y = 4) vibrators P _{1y ,.
6y is} also driven at the same time. Therefore, it is possible to obtain a three-dimensional reception beam that is arbitrarily deflected in the azimuth direction x and is always focused on the center position in the lens direction y. In this case, the number of times of transmission and reception of the ultrasonic wave is reduced to 3/5 as compared with the case of each of the above embodiments, so that the real-time property is improved.

【００４４】（第４実施例） 第４実施例を図１１〜図１４に基づき説明する。この第
４実施例は、被検体内の任意のスライス面、即ち２次元
配置の診断位置α_ｘｙ（ここでは、ｘ＝３，ｙ＝２とす
る）に対する整相加算の信号処理を方位方向ｘとレンズ
方向ｙに分けて行うものである。ここで、前述した第１
実施例と同一の構成要素には同一符号を付して、その説
明を簡略化又は省略する。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the fourth embodiment, the signal processing of the phasing addition for an arbitrary slice plane in the subject, that is, the two-dimensionally arranged diagnostic position α _xy (here, x = 3, y = 2) is performed in the azimuth direction x. And the lens direction y. Here, the first
The same components as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【００４５】図１１に示す超音波診断装置の信号処理部
４０は、その入力側に第１の演算手段としての６個の方
位方向整相加算器４１ａ，…，４１ｆを備え、その出力
側に、第２の演算手段としてのＡ／Ｄ変換器４２ａ，
…，４２ｆ、メモリ４３、及びレンズ方向整相加算器４
４を備えている。The signal processing unit 40 of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 11 is provided with six azimuth direction phasing adders 41a,..., 41f as first calculating means on the input side, and on the output side. , An A / D converter 42a as a second calculating means,
, 42f, memory 43, and lens direction phasing adder 4
4 is provided.

【００４６】方位方向整相加算器４１ａ，…，４１ｆの
夫々は、図１２に示すように、プリアンプ１３ａ，…，
１３ｆの出力信号を個別に入力する遅延回路４６ａ，
…，４６ｆと、この遅延回路４６ａ，…，４６ｆの出力
信号を加算する加算器４７とを備えている。この内、遅
延回路４６ａ，…，４６ｆの遅延時間は、受け持ちの診
断位置α_ｘｙを含み且つ方位方向ｘに垂直な面に沿って
受信ビームを集束させるように設定されている。この遅
延時間のパターンとしては、例えば図１３（Ａ）のよう
である。Each of the azimuth direction phasing adders 41a,..., 41f has a preamplifier 13a,.
The delay circuits 46a, which individually input the output signals of 13f,
, 46f and an adder 47 for adding the output signals of the delay circuits 46a, ..., 46f. Of these, the delay times of the delay circuits 46a,..., 46f are set so as to focus the reception beam along a plane including the _assigned diagnostic position α _xy and perpendicular to the azimuth direction x. The pattern of the delay time is, for example, as shown in FIG.

【００４７】この方位方向整相加算器４１ａ，…，４１
ｆの各出力信号は、対応するＡ／Ｄ変換器４２ａ（…，
４２ｆ）によりデジタル信号に変換され、メモリ４３に
記憶される。メモリ４３は、診断位置α_ｘｙの数、レン
ズ方向の振動子数、及び時間軸の３次元のエコーデータ
を格納できる。The azimuth direction phasing adders 41a,.
f are output from the corresponding A / D converters 42a (...,
The signal is converted into a digital signal by 42f) and stored in the memory 43. The memory 43 can store the number of diagnostic positions α _xy , the number of transducers in the lens direction, and three-dimensional echo data on the time axis.

【００４８】さらに、レンズ方向整相加算器４４は、図
１２と同等の遅延、加算の回路構成をデジタル処理によ
って行うものである。つまり、このデジタル処理に係る
遅延回路の遅延時間も設定され、診断位置α_ｘｙを含み
且つレンズ方向ｙに垂直な面に沿って受信ビームを集束
させるように設定されている。図１３（Ｂ）に遅延時間
パターンの例を示す。Further, the lens-direction phasing adder 44 performs the same delay and addition circuit configuration as in FIG. 12 by digital processing. That is, the delay time of the delay circuit related to the digital processing is also set, and the setting is made so that the reception beam is focused along a plane that includes the diagnostic position α _xy and is perpendicular to the lens direction y. FIG. 13B shows an example of the delay time pattern.

【００４９】その他の構成は、第１実施例と同一であ
る。The other structure is the same as that of the first embodiment.

【００５０】このため、送受信部２を駆動して得られる
受信信号は、まず、方位方向整相加算器４１ａ，…，４
１ｆにて個別に整相加算され、図１４（Ａ）に示すよう
な受信ビームが演算により、形成される。このビーム形
成に伴うエコーデータはデジタル信号に変換されてメモ
リ４３の所定位置に各々格納される。探触子１を所定時
間駆動し、メモリ４３の全領域が埋まると、それらの格
納データはレンズ方向整相加算器４４から読み出され、
診断位置α_ｘｙに個別に対応して整相加算が実施され
る。これにより、既に方位方向ｘに垂直な面に沿って絞
られた受信ビームは、図１４（Ｂ）に示す如くレンズ方
向ｙに垂直な面に沿って受信ビームが絞られるから、各
診断位置α_ｘｙに対する受信ビームは３次元に絞られ
る。これにより複数の診断位置を同時にスキャンできる
ことから、被検体内において複数の診断位置を通る２次
元のスライス面を、単独の診断位置を設定する場合に比
べて、より高いリアルタイム性で走査できる。For this reason, the reception signal obtained by driving the transmission / reception section 2 is first converted into azimuth direction phasing adders 41a,.
At 1f, phasing and addition are performed individually, and a reception beam as shown in FIG. 14A is formed by calculation. The echo data associated with the beam formation is converted into a digital signal and stored at a predetermined position in the memory 43. When the probe 1 is driven for a predetermined time and the entire area of the memory 43 is filled, the stored data is read out from the lens direction phasing adder 44,
The phasing addition is performed individually corresponding to the diagnosis positions α _xy . As a result, the reception beam that has already been narrowed down along the plane perpendicular to the azimuth direction x is narrowed down along the plane perpendicular to the lens direction y as shown in FIG. _The receive beam for _xy is narrowed down to three dimensions. As a result, since a plurality of diagnostic positions can be scanned at the same time, a two-dimensional slice plane passing through the plurality of diagnostic positions in the subject can be scanned with higher real-time performance than when a single diagnostic position is set.

【００５１】また、この実施例では送信時に遅延を掛け
ていないから、送信超音波信号は探触子１の方位方向ｘ
に広がったビームとなり、一回の送信で複数の診断位置
α_ｘｙ全部に超音波が到達する。このため、送信に要す
る時間を節約でき、この点でもリアルタイム性を向上さ
せる。In this embodiment, since no delay is applied during transmission, the transmitted ultrasonic signal is transmitted in the azimuth direction x of the probe 1.
The ultrasonic wave reaches all of the plurality of diagnostic positions α _xy by one transmission. For this reason, the time required for transmission can be saved, and in this respect, the real-time property can be improved.

【００５２】なお、上述した第４実施例では、整相加算
器の数を変えることにより、スライス面内の診断位置α
_ｘｙの数を容易に変えることができる。また、同一の整
相加算器を用いた場合でも、遅延時間パターンを変える
ことにより、診断したい位置を容易に変更できる。さら
に、方位方向ｘ又はレンズ方向ｙに複数個の診断位置が
並んだ場合にも整相加算器の数を変更するのみで容易に
対処できる。In the fourth embodiment, the diagnostic position α in the slice plane is changed by changing the number of phasing adders.
The number of _xy can be easily changed. Further, even when the same phasing adder is used, the position to be diagnosed can be easily changed by changing the delay time pattern. Furthermore, even when a plurality of diagnostic positions are arranged in the azimuth direction x or the lens direction y, it can be easily dealt with only by changing the number of phasing adders.

【００５３】一方、上述した第４実施例の信号処理部４
０を全てデジタル化すると、図１５のようになる。つま
り、このデジタル化に係る信号処理部５０は、送受信部
２のプリアンプ１３ａ，…，１３ｆの出力信号を個別に
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５１ａ，…，５１
ｆと、このＡ／Ｄ変換器５１ａ，…，５１ｆの変換信号
を格納する第１のメモリ５２と、このメモリ５２の格納
データを読み出して方位方向の整相加算を行う方位方向
整相加算器５３と、この加算器５３の加算データを記憶
する第２のメモリ５４と、このメモリ５４の格納データ
を読みだしてレンズ方向の整相加算を行うレンズ方向整
相加算器５５とを備えている。両方の整相加算器５３、
５５は、複数の診断位置に応じて整相加算を時分割によ
り行うことにより、第４実施例と同等の作用を得る。こ
こで、Ａ／Ｄ変換器５１ａ，…，５１ｆ、第１のメモリ
５２、及び方位方向整相加算器５３が第１の演算手段を
成し、第２のメモリ５４が記憶手段を形成し、さらにレ
ンズ方向整相加算器５５が第２の演算手段を形成する。On the other hand, the signal processing unit 4 of the fourth embodiment described above
When all 0s are digitized, the result is as shown in FIG. That is, the signal processing unit 50 relating to the digitization includes A / D converters 51a,..., 51 which individually convert output signals of the preamplifiers 13a,.
f, a first memory 52 for storing the converted signals of the A / D converters 51a,..., 51f, and an azimuth phasing adder for reading the data stored in the memory 52 and performing phasing addition in the azimuth direction. 53, a second memory 54 for storing the addition data of the adder 53, and a lens direction phasing adder 55 for reading the storage data of the memory 54 and performing phasing addition in the lens direction. . Both phasing adders 53,
55 obtains an operation equivalent to that of the fourth embodiment by performing phasing addition in a time-sharing manner according to a plurality of diagnostic positions. Here, the A / D converters 51a,..., 51f, the first memory 52, and the azimuth phasing adder 53 form a first arithmetic unit, and the second memory 54 forms a storage unit. Further, the lens direction phasing adder 55 forms a second calculating means.

【００５４】なお、前記各実施例における方位方向及び
レンズ方向の整相加算器は、遅延回路と加算器のみで構
成する場合を示したが、この構成に被検体内の診断深さ
に応じて開口面積を経時的に変える構成を付加してもよ
い。つまり、図１６に示すように、整相加算器６０は受
信エコー信号を入力する複数の遅延回路６１ａ，…，６
１ｆと、この遅延回路６１ａ，…，６１ｆの出力側に個
別に設けられた重み付け回路６２ａ，…，６２ｆと、こ
の重み付け回路６２ａ，…，６２ｆの出力信号を加算す
る加算器６３とを備えている。遅延回路６１ａ，…，６
１ｆは、深さ設定回路６５から出力される制御信号ＤＲ
に応じて遅延時間を変更できる。また、重み付け回路６
２ａ，…，６２ｆは、制御信号ＤＲに応じて重み係数を
変更でき、それらの重み係数は方位方向ｘ又はレンズ方
向ｙの各振動子位置に対応している。深さ設定回路６５
は深さ情報発生手段を成すもので、基準信号発生器６６
が出力する基準パルス信号を利用して制御信号を形成
し、その制御信号ＤＲを出力すると共に、送受信部に励
振用のパルス信号を送る。そこで、診断深さが深い場合
には、重み付け回路６２ａ，…，６２ｆの重み係数を例
えば図１７中の曲線ＣＡのように設定することにより開
口面積を広く設定できる。また、診断深さが浅い場合に
は、それらの重み係数を例えば図１７中の曲線ＣＢのよ
うに設定することにより開口面積を狭くできる。これに
より、受信ビームの焦点位置に応じて開口面積を制御
し、受信ビームのサイドローブを抑圧できると共に、診
断時には、診断したい深さが異なっても常に良好な指向
性をもった受信領域を設定できる。The phasing adder in the azimuth direction and the lens direction in each of the above embodiments has been described as being composed of only a delay circuit and an adder. A configuration for changing the opening area over time may be added. That is, as shown in FIG. 16, the phasing adder 60 includes a plurality of delay circuits 61a,.
, 61f, and weighting circuits 62a,..., 62f individually provided on the output side of the delay circuits 61a,. I have. .., 6
1f is a control signal DR output from the depth setting circuit 65
The delay time can be changed according to. Also, the weighting circuit 6
The weight coefficients 2a,..., 62f can be changed according to the control signal DR, and the weight coefficients correspond to the respective transducer positions in the azimuth direction x or the lens direction y. Depth setting circuit 65
Is a depth information generating means, and a reference signal generator 66
A control signal is formed by using the reference pulse signal output by the controller, the control signal DR is output, and a pulse signal for excitation is sent to the transmission / reception unit. Therefore, when the diagnosis depth is deep, the aperture area can be set wide by setting the weighting coefficients of the weighting circuits 62a,..., 62f as shown by a curve CA in FIG. When the diagnostic depth is shallow, the aperture area can be reduced by setting those weighting factors as, for example, a curve CB in FIG. As a result, the aperture area can be controlled in accordance with the focal position of the reception beam to suppress the side lobes of the reception beam, and at the time of diagnosis, a reception area with good directivity is always set even if the depth to be diagnosed differs. it can.

【００５５】なおまた、前記実施例において整相加算の
処理を行う場合、最初に方位方向ｘについて実施し、そ
の後、レンズ方向ｙについて実施する構成としたが、反
対の順序で実施するようにしてもよい。In the above embodiment, the phasing addition is performed in the azimuth direction x and then in the lens direction y. However, the phasing addition is performed in the reverse order. Is also good.

【００５６】（第５実施例） さらに、図１８に基づき第５実施例を説明する。図１８
は本発明に係る超音波診断装置の第５実施例を示す構成
図である。図中、振動子７０はレンズ方向ｙに配列され
た複数の単位振動子ｙａ，ｙｂ，ｙｃ…及び方位方向ｘ
に配列された複数の単位振動子ｘａ，ｘｂ，ｘｃ…から
成る２次元アレイから構成されている。各振動子にはス
イッチＳＷ_１，ＳＷ_２，ＳＷ_３…が接続され、各スイッ
チは共通の１つのラインに接続されている。これら各ス
イッチはコントローラ７１の制御の基に常にいずれか１
つのみが選択的にオンするように制御される。Fifth Embodiment A fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. In the drawing, a vibrator 70 includes a plurality of unit vibrators ya, yb, yc... Arranged in a lens direction y and an azimuth direction x.
Are arranged in a two-dimensional array composed of a plurality of unit transducers xa, xb, xc,. The switches SW ₁ , SW ₂ , SW ₃ ... Are connected to each vibrator, and each switch is connected to one common line. Each of these switches is always one of the switches under the control of the controller 71.
Only one is controlled to be selectively turned on.

【００５７】図中、符号７２は基準信号発生源、符号７
３は基準信号を増幅してスイッチを介して１つの振動子
を選択的に駆動するパルサである。符号７４は駆動され
た振動子から被検体に対して超音波が送波され、同一振
動子で受波されたエコー信号を増幅するプリアンプ、符
号７５はエコー信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器、符号７６は受信エコー信号に対応したデジタルの
エコーデータを順次記憶するメモリである。符号７７は
全ての振動子による送受波が行われた後、各々得られた
エコーデータに遅延を掛けて整相加算を行って画像を再
構成する画像再構成回路、符号７８は画像再構成回路７
７から出力されるＲＦ信号を検波する画像検波回路、符
号７９は再構成画像を表示するディスプレイである。In the figure, reference numeral 72 is a reference signal generation source, and reference numeral 7 is
A pulser 3 amplifies the reference signal and selectively drives one vibrator via a switch. Reference numeral 74 denotes a preamplifier for transmitting an ultrasonic wave from the driven transducer to the subject and amplifying an echo signal received by the same transducer, and reference numeral 75 denotes an A / D for converting the echo signal into a digital signal. A converter 76 is a memory for sequentially storing digital echo data corresponding to the received echo signal. Reference numeral 77 denotes an image reconstructing circuit that reconstructs an image by delaying and adding phasing and adding to each obtained echo data after transmission and reception by all the transducers, and reference numeral 78 denotes an image reconstructing circuit. 7
Reference numeral 79 denotes a display for displaying a reconstructed image, and an image detection circuit for detecting the RF signal output from 7.

【００５８】次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【００５９】予めコントローラ７１の制御に基いて各ス
イッチが選択的にオンされることにより、２次元アレイ
を構成しているｘ列及びｙ列の各振動子は順次パルサ７
３によって駆動され、被検体に対して超音波の送受波が
行われる。順次受波されたエコー信号はデジタル信号に
変換された後、メモリ７６にエコーデータとして記憶さ
れる。このようにして記憶されたエコーデータは画像再
構成回路７７によって取り出され、整相加算により画像
再構成が行われる。再構成画像は画像検波回路７８によ
って検波された後、ディスプレイ７９に表示される。Each switch is selectively turned on based on the control of the controller 71 in advance, so that the vibrators in the x- and y-rows forming the two-dimensional array are sequentially turned on by the pulser 7.
3 to transmit and receive ultrasonic waves to and from the subject. The sequentially received echo signals are converted into digital signals and then stored in the memory 76 as echo data. The echo data stored in this way is taken out by the image reconstruction circuit 77, and the image reconstruction is performed by phasing addition. After the reconstructed image is detected by the image detection circuit 78, it is displayed on the display 79.

【００６０】この実施例によれば、各振動子に駆動電圧
を印加し且つ受信されたエコー信号を処理する送受信回
路を１系統設けるだけで画像再構成を行うことができ
る。このため、回路規模を増大させることなく画像再構
成の高分解能化を図ることができる。According to this embodiment, image reconstruction can be performed only by providing one transmission / reception circuit for applying a drive voltage to each transducer and processing a received echo signal. For this reason, high resolution of image reconstruction can be achieved without increasing the circuit scale.

【００６１】また本実施例では、振動子によって得られ
る画像の全てを得るのに要する超音波の送受信回数は振
動子の数だけ行えばよい。一般に画像の滑らかさを確保
することから、画像の走査線は振動子数よりも多いた
め、これによってリアルタイム性を向上させることがで
きる。特に、本実施例は体表付近の部位の診断に適用し
て効果的である。In this embodiment, the number of times of transmission and reception of ultrasonic waves required to obtain all the images obtained by the transducers may be equal to the number of transducers. In general, since the smoothness of the image is ensured, the number of scanning lines of the image is larger than the number of transducers, so that the real-time property can be improved. In particular, the present embodiment is effective when applied to diagnosis of a site near the body surface.

【００６２】なお、上記各実施例はリニア走査法、セク
タ走査法、コンベックス走査法のいずれにも適用でき
る。The above embodiments can be applied to any of the linear scanning method, the sector scanning method, and the convex scanning method.

【００６３】[0063]

【発明の効果】請求項記載の発明に係る超音波診断装置
によれば、複数の診断位置について、それらの診断位置
を通り、かつ、第１の方向に直交する複数の面に沿って
超音波エコー信号が集束され、次いで、それらの診断位
置を通り、かつ、第２の方向に直交する複数の面に沿っ
てその超音波エコー信号が集束される２段階の集束制御
であることから、３次元的に、すなわち空間的にビーム
焦点位置を制御することができ、より細いビームに拠る
良好な指向性を得て、第１の方向（例えば方位方向）及
び第２の方向（例えばレンズ方向）の分解能を向上させ
ることができる。According to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the invention described in the claims, for a plurality of diagnostic positions, the ultrasonic wave passes through the diagnostic positions and along a plurality of planes orthogonal to the first direction. Because of the two-stage focusing control in which the echo signals are focused and then passed through their diagnostic location and along their multiple planes orthogonal to the second direction, the ultrasound echo signals are focused. The beam focus position can be controlled dimensionally, that is, spatially, to obtain a good directivity based on a narrower beam, and a first direction (eg, azimuth direction) and a second direction (eg, lens direction). Resolution can be improved.

【００６４】また、この２段階の集束制御によって受信
処理回路の回路規模を抑制でき、２次元アレイ構造の探
触子を用いた場合でも、装置の小形化を図ることができ
る。Further, by the two-stage focusing control, the circuit scale of the reception processing circuit can be suppressed, and the size of the apparatus can be reduced even when a probe having a two-dimensional array structure is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施例に係る超音波診断装置のブ
ロック図。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】スイッチ回路の構成を示す機能回路図。FIG. 2 is a functional circuit diagram illustrating a configuration of a switch circuit.

【図３】方位方向の振動子群毎の送受信タイミングを示
すタイミングチャート。FIG. 3 is a timing chart showing transmission / reception timing for each transducer group in the azimuth direction.

【図４】３次元の方向に集束した受信ビームの形状を示
す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a shape of a reception beam focused in a three-dimensional direction.

【図５】本発明の第２実施例に係る超音波診断装置のブ
ロック図。FIG. 5 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図６】整相加算器の構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a phasing adder.

【図７】（Ａ），（Ｂ）は夫々、単一診断位置に対する
方位方向、レンズ方向の遅延時間パターンを示すパター
ン図。FIGS. 7A and 7B are pattern diagrams showing delay time patterns in an azimuth direction and a lens direction with respect to a single diagnosis position, respectively.

【図８】（Ａ），（Ｂ）は夫々、単一診断位置に対する
方位方向、レンズ方向の受信ビームの形状を示す形状
図。FIGS. 8A and 8B are shape diagrams showing shapes of a reception beam in an azimuth direction and a lens direction with respect to a single diagnosis position, respectively.

【図９】メモリの構成例を示す概念図。FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a memory.

【図１０】本発明の第３実施例に係る超音波診断装置の
ブロック図。FIG. 10 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第４実施例に係る超音波診断装置の
ブロック図。FIG. 11 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１２】整相加算器の構成を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a phasing adder.

【図１３】（Ａ），（Ｂ）は夫々、複数診断位置に対す
る方位方向、レンズ方向の遅延時間パターンを示すパタ
ーン図。13A and 13B are pattern diagrams showing azimuth and lens direction delay time patterns for a plurality of diagnosis positions, respectively.

【図１４】（Ａ），（Ｂ）は夫々、複数診断位置に対す
る方位方向、レンズ方向の受信ビームの形状を示す形状
図。FIGS. 14A and 14B are shape diagrams showing shapes of received beams in an azimuth direction and a lens direction with respect to a plurality of diagnostic positions, respectively.

【図１５】第４実施例の変形例に係る超音波診断装置の
信号処理部のブロック図。FIG. 15 is a block diagram of a signal processing unit of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a modification of the fourth embodiment.

【図１６】本発明の応用実施例に係る整相加算器のブロ
ック図。FIG. 16 is a block diagram of a phasing adder according to an application example of the present invention.

【図１７】診断深さの大小に対応した重み係数の違いを
説明する説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a difference in a weight coefficient corresponding to a magnitude of a diagnosis depth.

【図１８】本発明の第５実施例に係る超音波診断装置の
ブロック図。FIG. 18 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１９】１次元アレイ構造の従来の探触子の概略を示
す斜視図。FIG. 19 is a perspective view schematically showing a conventional probe having a one-dimensional array structure.

【図２０】２次元アレイ構造の従来の探触子の概略を示
す斜視図。FIG. 20 is a perspective view schematically showing a conventional probe having a two-dimensional array structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 探触子 Ｐ_ｘｙ 振動子 ２ 送受信部 ３ スイッチ回路群 ３ａ，…，３ｆ スイッチ回路 ４ スイッチング・コントローラ ５ 信号処理部 ６ 表示部 １５ Ａ／Ｄ変換器群 １６ メモリ １７ 整相加算器 ３０ 信号処理部 ３１ 方位方向整相加算器 ３２ Ａ／Ｄ変換器 ３３ メモリ ３４ レンズ方向整相加算器 ３６ａ，…，３６ｆ 遅延回路 ３７ 加算器 ３８ スイッチ回路群 ３８ａ，…，３８ｆ スイッチ回路 ４０ 信号処理部 ４１ａ，…，４１ｆ 方位方向整相加算器 ４２ａ，…，４２ｆ Ａ／Ｄ変換器 ４３ メモリ ４４ レンズ方向整相加算器 ４６ａ，…，４６ｆ 遅延回路 ４７ 加算器 ５０ 信号処理部 ５１ａ，…，５１ｆ Ａ／Ｄ変換器 ５２ 第１のメモリ ５３ 方位方向整相加算器 ５４ 第２のメモリ ５５ レンズ方向整相加算器 ６０ 信号処理部 ６１ａ，…，６１ｆ 遅延回路 ６２ａ，…，６２ｆ 重み付け回路 ６３ 加算器 ６５ 深さ設定回路1 probe P _xy transducer 2 transceiver 3 switching circuit group 3a, ..., 3f switching circuit 4 switching controller 5 signal processor 6 the display unit 15 A / D converter group 16 memory 17 phasing adder 30 the signal processing Unit 31 azimuth phasing adder 32 A / D converter 33 memory 34 lens directional phasing adder 36a,..., 36f delay circuit 37 adder 38 switch circuit group 38a,..., 38f switch circuit 40 signal processing unit 41a, , 41f Azimuth direction phasing adder 42a, ..., 42f A / D converter 43 Memory 44 Lens direction phasing adder 46a, ..., 46f Delay circuit 47 Adder 50 Signal processing unit 51a, ..., 51f A / D Converter 52 First memory 53 Azimuth direction phasing adder 54 Second memory 55 Lens direction phasing adder 60 Signal processing unit 6 a, ..., 61f delay circuit 62a, ..., 62f weighting circuit 63 adder 65 depth setting circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) A61B 8/00-8/15

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 電気信号と超音波信号とを双方向に変換
可能な複数の振動子を互いに直交する第１の方向及び第
２の方向から成る２次元状に配列した探触子と、 この探触子の各振動子を電気量の励振信号で励振して前
記各振動子に超音波信号を送波させるとともに、超音波
エコー信号に応じて前記各振動子が変換した電気量の受
信信号に所定の処理を施して出力する送受信手段と、 前記被検体内に設定される複数の診断位置それぞれを通
り、かつ、前記第１の方向に直交する複数の面に対し
て、その各面上に前記超音波エコー信号が集束するよう
に前記送受信手段が出力した前記複数の振動子からの受
信信号群を同時に遅延させて加算する第１の演算手段
と、 前記複数の診断位置それぞれを通り、かつ、前記第２の
方向に直交する複数の面に対して、その各面上に前記超
音波エコー信号が集束するように前記第１の演算手段か
ら出力される受信信号群を遅延させて加算する第２の演
算手段と、 この第２の演算手段が出力した信号に基づいて超音波画
像を表示する表示手段とを備えた超音波診断装置。A probe in which a plurality of transducers capable of bidirectionally converting an electric signal and an ultrasonic signal are arranged two-dimensionally in a first direction and a second direction orthogonal to each other; Each transducer of the probe is excited by an excitation signal of an electric quantity to transmit an ultrasonic signal to each transducer, and a reception signal of the electric quantity converted by each transducer according to an ultrasonic echo signal. Transmitting and receiving means for performing predetermined processing on the plurality of diagnostic positions set in the subject, and for each of a plurality of surfaces orthogonal to the first direction, First computing means for simultaneously delaying and adding the received signal groups from the plurality of transducers output by the transmitting and receiving means so that the ultrasonic echo signal is focused, and passing through each of the plurality of diagnostic positions, And a plurality of surfaces orthogonal to the second direction On the other hand, a second calculating means for delaying and adding a received signal group output from the first calculating means so that the ultrasonic echo signal is focused on each surface thereof; and a second calculating means. And a display unit for displaying an ultrasonic image based on the signal output from the ultrasonic diagnostic apparatus. 【請求項２】 前記第１の演算手段は、前記受信信号群
を遅延して加算する整相加算器を前記第１の方向に直交
する面の数に等しい数だけ備えた請求項１に記載の超音
波診断装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the first arithmetic means includes a number of phasing adders for delaying and adding the received signal group, the number being equal to the number of planes orthogonal to the first direction. Ultrasonic diagnostic equipment. 【請求項３】 前記第２の演算手段は、前記第１の演算
手段が出力する受信信号群を記憶する記憶手段と、この
記憶手段から出力される受信信号群を前記診断位置毎に
遅延して加算する整相加算器とを備えた請求項１に記載
の超音波診断装置。3. The storage device according to claim 2, wherein the second operation unit stores the reception signal group output from the first operation unit, and delays the reception signal group output from the storage unit for each diagnostic position. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a phasing adder that performs addition by adding.