JPS5988143A - 超音波エコ−グラフイ−走査装置 - Google Patents

超音波エコ−グラフイ−走査装置

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JPS5988143A
JPS5988143A JP58189385A JP18938583A JPS5988143A JP S5988143 A JPS5988143 A JP S5988143A JP 58189385 A JP58189385 A JP 58189385A JP 18938583 A JP18938583 A JP 18938583A JP S5988143 A JPS5988143 A JP S5988143A
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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】 本発明は超音波エコーグラフィーにより物体、特に生体
組織を走査する装置であって、超音波信号を繰返し送出
する送信段と該送出超音波信号がその伝搬方向において
肩遇した最も重要な障舒物に対応する超音波エコーを受
信する受信段とに接続された少くとも１個の超音波トラ
ンスジューサを具え、前記受ａｒ段は前記超音波トラン
スジューサの出力電極に接続された第１増幅器と、利得
補償装置と、受信エコーの走査方向の位置を時間の関数
として表示すると共にその振幅を表示する表示装置とを
具える受信エコ、−の第１の処理回路を具えている超音
波エコーグラフィー走査装置に関するものであるう この種の装置は特開昭６８−１２７６４４号に提案され
ている。この装置は第１及び第２処理回路から成る受信
エコーの処理段を具えている。その第１処理回路は既知
のタイプのもので、トランスジューサの出力電極に接続
された第１増幅器と、利得調整装置と、表示装置とから
成る。この第１処理回路と並列に接続された第２処理回
路に’ｓ　（ａ）同様にトランスジューサの出力電極に
接続された第２増幅器と、（ｂ）第２増幅器の出力端子
に接続されたｎ個の並列チャンネルであって各チャンネ
ル（′！。
バンドパスフィルタ（これらフィルタの〕（スノくンド
は順次に略々連続するようになっていて全体で第２増幅
器のパスバンドをカッく−するようになっている）と、
工ｙベローブ検出器（整流器と可変時定数を有するロー
パスフィルタとから成る）を順に具えているｎ個の並列
チャンネルと、　（ｃ）　ｎ個のチャンネルの出力端子
に接続され、その出力信号に基づいて、各チャンネルの
中心周波数の信号の振幅の広がりを表わすと共に走査さ
れた組織における超音波減衰の周波数の関数としての変
化曲線の平均勾配（いわゆる微分超音波減衰率）に直接
局部的に関係するパラメータを計算する演算回路と、（
ｄ）この演算回路に接続され、走査された組織内で、遭
遇した最も重要な障害物に対応するエコーにより限界さ
れる各区域内の微分減衰率を決定する回路とを具え、こ
の減衰率決定回路の出力信号により表示装置上の表示画
像を変調するようにしている。
このように構成された装置は、微分超音波減衰率に直接
関係するパラメータの局部的計算により定量的情報を得
ることができ、次いでこの減衰率の値を直接Ａモード又
はＢモードエコーグラフィーに表示することができるの
で重要である。しかし、この装置の構成は、肴にｎ個の
フィルターを含むブロックの、存在のために複雑であり
、またこの装置のいくつかの部分をソフトウェア化して
も行なうべき計算は比較的長い時間を必要とする。
本発明の目的は上述した既知の装置よりも一層簡単な上
述した種類の装置を提供することにある。
この目的のために、本発明の装置においては、受信段は
前記第１処理回路と並列に接続された第２の処理回路を
具え、該第２処理回路はエコーの距離の関数として利得
を自動制御する制御回路と、回折効果を補正する補正回
路と、トランスジューサのパスバンド内の周波数Ｆ。を
中心とする狭い周波数帯域を選択する選択回路と、対数
増幅器と、出力端子が表示装置と接続されたＦ。−割算
器との直列接続を具えることを特徴とする。
斯る構成の饅置け、トランスジューサの出力信号の順次
の周波数スペクトルから、検査すべき物体の分析に最も
好適な周波数を中心とする狭い周波数帯域のみを考慮す
る点に特徴がある。この周波数帯域内のエネルギーの値
工はｒβＦｃｄに比例するため（ここでβは微分超音波
減衰率、Ｆ　は選択した周波数帯域の、中心周波数、ｄ
は組織の距離）、特性工（ｉＢ−ｆ（ｄ）は一定値のβ
及びＦ。Ｋ対しては直線になり、その平均勾配は、単位
を適当に選択すれば、常にそのまへ超音波減衰値を表わ
すものとなる。
以下、図面につき本発明の詳細な説明する。
第１〜８図につき説明する本発明装置の実施例は超音波
トランスジューサｌＯの支持体を構成する単一のプロー
ブを具え、このプローブはＡ型モードエコーグラムを得
るのに使用することができる。本発明は、レーダ型表示
装置に接続された１個のプローブを用い、これを手動的
に移動させるか機械的にセクタ走査することにより、或
は検査すべき組織のｐ個の平行走査方向に対応するＰ個
の超音波トランスジューサのりニアアレーを用い、これ
をスイッチング回路に接続し、これによりエコー処理装
置を駆動された各トランスジューサ又はトランスジュー
サ群に接続することによって、或は電子セクタ走査式ト
ランスジューサアレーを用い、これをスイッチング回路
及び遅延線又は位相シック回路網に接続することｋよっ
て組織の一つの直線だけでなく完全な平面部分を検査す
るときにも完全に同一に使用することができること明ら
かである。
トランスジューサ１０は送信段５ｏに接続され、この送
信段はトランスジューサ１ｏから超音波信号を被検組織
中に任意の走査方向に繰返し送出させるものである。ト
ランスジューサ１ｏはこのトランスジューサで受信され
る、送出超音波信号がその伝搬方向において遭遇した最
も重要な障害物に対応する超音波エコーを処理する受信
段にも接続される。斯る障害物の状態は組織と組織との
間の境界を示す大振幅のエコーによるエコーダラムに表
示され、この場合微分超音波減衰率を決定する必要があ
る。
受信段は既知のように受信超音波エコーを処理する第１
処理回路１００を具え、この回路は第１増幅器１０１（
実際には前置増幅器）と、利得補償装置１０Ｂと、表示
装置１０Ｂとから成る。トランスジューサｌＯの出力電
極は増幅器１０１の入力端子に接続され、・その出方信
号は利得補償装置１０ｇに供給され、これによりエコー
の振幅がエコーの距離に応じて補償され、斯る後にこれ
ら信号が表示装置１０Ｂ十にトランスジューサ１゜の主
伝搬方向に対応する軸に沿ってＡモードエコーダラムの
形態に表示される。
本発明受信段は、第１処理回路１００に加えてこれと並
列に接続された第２処理回路を具え、この第２処理回路
は次の回路素子、即ち （Ｉ！Ｌ）トランスジューサｌＯの出力端子に接続され
、エコーの距離の関数として利得を自動制御する制御回
路２１０と、 （ｂｌ　　回折効果を補正する補正回路２２０と、（Ｃ
）トランスジューサの最大出力に対応するスペクトルの
周波数Ｆ。を中心周波数とする周波数帯域を選択する回
路であって発振器ＺＢＩと乗Ｘａ２８２とローパスフィ
ルタ２４０とから成る選択回路２８０と、 （ａｔ　　対数増幅ａ２５０と、 （ｅ）　　Ｆｏで割算するよう割算器２６０　（Ｆｏ−
割算器）と を具える。
この第２処理回路は次のように動作する。時間の関数と
しての利得の補正及び回折の補正が行なわれると同時に
、このよう圧して回路２２０の出力端子に得られた信号
が発振器２８１の出力信号と乗算器２８８で混合され、
次いでローパスフィルタによりろ波されてこの信号の周
波数帯域がベースバンドに変換される。前述したように
、この周波数帯域の超音波エネルギーはｅ−βＦｃｄに
比例するため、対数増幅器ＺｏｏとＦｃ−割算器Ｚ６０
のみを回路ＺＢＯの出力端子に接続するだけでこの割算
器の出力端子に、走査した組織における超音波減衰の周
波数の関数としての変化を表わす曲線の平均勾配（この
勾配は微分超音波減衰高と称されている）に局所的に直
接関係する撮幅を有する信号を発生させることができる
。尚、周波数Ｆ。
はトランスジューサによって送出し得る最大出力に対応
する周波数、或は被検組織がローパスフィルタとして作
用する事実を考慮してこの最大出力に対応する周波数よ
り低い周波数に等しく選択する。
本例では、利得補償装置１０２．及び割算器２６０の出
力信号により表示装置１０１３上に表示される像を次の
ように変調する。この像は第１処理回路により供給され
る既知のムモードエコーダラムを含み、このエコーグラ
ムは表示装蓋１０Ｂの第１チヤンネルＹ□に与えられる
と共に、このチャンネルＹ０のエコーグラムにより表示
される組織間の境界と境界の間の超音波減衰率の種々の
値を表わす階段曲線が第２チヤンネルＹ８上に表示され
る（組織間の境界は被検組織において超音波が遭遇した
最も重要な障害物に相当し、従ってこれらの境界がチャ
ンネルＹ１のエコーグラムの大振幅エコーとして表示さ
れる）。
回折効果を補正する補正回路２２０は主な素子としてメ
モリ９２１と乗算１１ｉ２２Ｂを具える。このメモリは
クロック回路８８８により制御され、トランスジューサ
からの距離の関数として補正するために必要な補正信号
を含んでおり、これら信号は乗算器ｇｇｇに供給される
。これら信号（値）ハキヤリブレーションフェーズ後に
前もってストアしておく。ノンフォーカシングトランス
ジューサの場合には、このキャリブレーションフェーズ
は反射金属面をトランスジューサからエコーグラフ検査
において慣用されている種々の深さに対応する全ての距
離に順次位置させて得られるエコー信号を考慮するだけ
でよく、またもつと一般的なフォーカシングトランスジ
ューサの場合には超音波特性が予め正確に解っている模
型被検体を使用して得られたエコー信号を考慮するだけ
でよく、このようにして得られたエコー信号によってメ
モ＋７２２１　（本例ではＰＲＯＫ　）内に補正係数を
ストアすることができる。
自動利得制御回路の既知の回路は制御回路２１Ｂで制御
される可制圓増１１ｔａ２１１を具える。本発明による
エネルギー測定を正確にするためにはこの利得を２つの
瞬時ｔ　及びｔ８間（測定の実行に実際に必要とされる
時間）中一時的に固定するのが望ましい。これは、制御
回路２１０に時間窓を持たせその間増幅器の利得変化を
一時停止させるようにすることにより達成される。
この利得変化の一時停止の達成は、制御回路２１０に変
更を加える代りに、後段において第２図に示すように制
御回路２１２の出力信号に比例する信号を第２対数増幅
器９１Ｂを通した後に減算回に！５２１４において割算
器２６０の入力信号から減算することにより、或は第８
図に示すように２個の別個の周波数Ｆ　及びＦ。、を用
いることに１ より達成することもできる。徒者の場合には、自動利得
制御回路２１０の出力端子に２個の同一の並列接続チャ
ンネル、即ちそれぞれ回折効果補正用の補正回路８１１
．８１１（必要な場合のみ）、周波数帯域Ｆ　　、Ｆ　
　選択用の選択回路８１２゜ｃｌ　　　　　ｃＢ１ ８１８及び対数増幅器８１４，８２４を具える２個の並
列チャンネルを接続し、増＠器８１４゜８２４の出力端
子を減算回路２１４に接続する必要がある。この場合、
割算９２６０はＦ　　−Ｆｃｌ　　　　　ｃＢ 割算器（即ちＦ　　−Ｆ　　で割算する割算器）とすｃ
ｌ　　　　　　ａｌｌ る。
本発明は上述した実織例にのみ限定されるものでなく、
本発明の範囲内において多くの変形や変更が可能である
こと勿論である。トランスジューサ１０及びそのスペク
トル、が予め解っているときは、特に回路２８０の代り
に前述のＦ。に等しく選択した周波数を中心周波数とす
るパスバンドを有する簡単なバンドパスフィルタを用い
ることによって回路構成を簡単にすることができる。こ
のようにすると前述の回路よりも低コストになるが、こ
の回路は一つの所定のトランスジューサにしが使用でき
ない。
【図面の簡単な説明】
第１〜８図は本発明走査装置の８つの実施例の構成をそ
れぞれ示すブロック図である。 ｌＯ・・・超音波トランスジューサ ５０・・・送信段　　　　　　１００・・・第１処理回
路１０１・・・第１増幅器　　　１０Ｂ・・・利得補償
装置１０Ｂ・・・表示装置　　　　Ｂｏｏ・・・第２処
理回路２１０・・・自動利得制御回路 ２１１・・・可制御増幅器 ２１２・・・利得制御用制裸回路 ２２０・・・回折効果補正回路 ２２１・・・メモリ　　　　　２２９・・・乗算器２２
８・・・クロック回路 ２８０・・・周波数帯域選択回路 ２８１・・・発振器　　　　　９８ｉＳ・・・乗算器２
４０・・・ローパスフィルタ　２５０・・・対数増幅器
２６０・・・Ｆ　−割算器　　　ＢＩＢ・・・第２対数
増幅器２１４・・・減算回路 Ｂｌｌ　、　８２１・・・回折効果補正回路８１２　、
８２２・・・周波数帯域選択回路８１４　、８２４・・
・対数増幅器。 特許出願人　　エヌ・ペー・フィリップス・フルーイラ
ンベンファブリケン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　超音波エコーグラフィーにより物体、％に生体組織
    を走査する装置であって、超音波信号を繰返し送出する
    送信段と該送出超音波信号がその伝搬方向において遭遇
    した最も重要な障害物に対応する超音波エコーを受信す
    る受信段とに接続された少くとも１個の超音波トランス
    ジューサを具え、前記受信段は前記超音波トランスジュ
    ーサの出力成極に接続された第１増幅器と、利得補償装
    置と、受信エコーの走査方向の位置を時間の関数として
    表示すると共にその振幅を表示する表示装置とを具える
    受信エコーの第１の処理回路を具えている超音波エコー
    グラフィー走査装置において、前記受信段は前記第１処
    理回路に並列に接続された第２の処理回路を具え、該第
    ２処理回路は利得をエコーの距離の関数とじて自動制御
    する制御回路と、回折効果を補正する補正回路と、トラ
    ン・スジューサのパスバンド内の所定の周波数ＦＣを中
    心周波数とする狭い周波数帯域を選択する選択回路と、
    対数増幅器と、Ｆｏ−割算器との直列接続を具え、Ｆｏ
    −割算器の出力信号を前記表示装置に供給するようにし
    たことを特徴とする超音波エコーグラフィー走査装置。 ＆　特許請求の範囲１記載の装置において、前記周波数
    帯域選択回路はトランスジューサにより供給し得る最大
    パワーに対応するトランスジューサのスペクトルの周波
    数Ｆ０ヲ有スる発振器と、前記回折効果補正回路の出力
    信号と前記発振器の出力信号を入力端子に受信する乗算
    器と、該乗算器の出力信号を受信し前記対数増幅器の入
    力端子に出力を供給するローパスフィルタとで構成した
    ことを特徴とする超音波エコーグラフィー走査装置。 ＆　特許請求の範囲一１記載の装置において、前記周波
    数帯域選択回路はトランスジューサにより供給し得る最
    大パワーより低いパワーに対応するトランスジューサの
    スペクトルの周波数Ｆ。を有する発振器と、前記回折効
    果補正回路の出力信号と前記発振器の出力信号を入力端
    子に受信する乗算器と、該乗算器の出力信号を受信し前
    記対数増ｇ器の入力端子に出力を供給するローパスフィ
    ルタとで構成したことを特徴とする超音波エコーグラフ
    ィー走査装置。 ４　％許請求の範囲ｌ記載の装置において、前記周波数
    帯域選択回路はトランスジューサにより供給し得る最大
    パワーに対応するトランスジューサのスペクトルの周波
    数に等しい中心周波数Ｆ。を有するバンドパスフィルタ
    で構成したことを特徴とする超音波エコーグラフィー走
    査装圃。 ４　特許請求の範ｖ５１記載の装置＃において、前記周
    波数帯域選択回路はトランスジューサにより供給し得る
    最大パワーより低いパワーに対応するトランスジューサ
    のスペクトルの周波数に等しい中心周波数Ｆ。を有する
    バンドパスフィルタで構成し、たことを特徴とする超前
    記自動利得制御回路は時間窓を発生してその間利得の変
    化を一時停止させる装置を具えることを特徴とする超音
    波エコーグラフィー前記自動利得制御回路は利得制御用
    の制御回路で制御される可制御増幅器と、前記対数増幅
    器と前記割Ｘ器との間にあって前記対数増幅器の出力信
    号を正の入力端子に受信すると共に前記利得制御用の制
    御回路の出力端子に接続された第２対数増幅器の出力信
    号を負の入力端子に受信する減算回路を具えることを前
    記自動利得制御・回路の出力端子に２個の同一の並列接
    続チャンネルを接続し、各チャ／ネルは回折効果を補正
    する補正回路と、トランスジューサのパスバンド内の各
    別の所定の周波数Ｆ。□ｌ　Ｆ。、をそれぞれ中心周波
    数とする狭い周波数帯域を選択する選択回路と、対数増
    幅器を具え、両チャンネルの対数増＠器の出力端子は減
    算回路の正及び負の入力端子にそれぞれ接続し、該減算
    回路の出力端子と前記表示装置との間にＦ。□−Ｆｏ８
    で割算する割算器を接続したことを特徴とする超音波エ
    コーグラフィー走査装皺。
JP58189385A 1982-10-13 1983-10-12 超音波エコ−グラフイ−走査装置 Granted JPS5988143A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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FR8217141A FR2534707A1 (fr) 1982-10-13 1982-10-13 Appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore

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JPH0414017B2 JPH0414017B2 (ja) 1992-03-11

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EP (1) EP0106409B1 (ja)
JP (1) JPS5988143A (ja)
AU (1) AU560632B2 (ja)
BR (1) BR8305584A (ja)
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DE (1) DE3375518D1 (ja)
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Families Citing this family (15)

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