JPS6357037A

JPS6357037A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPS6357037A
Application number: JP20208186A
Authority: JP
Inventors: 裕柳川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1988-03-11
Also published as: JPH0568258B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は超音波診断装置に係り、特に超音波振動子に
駆動パルスを供給するパルサー回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、超音波診断装置においては、圧電素子等の超音
波振動子を被検体に近付けておいて、これにごく短時間
だけＭ　ＨＩ帯の高周波交流電圧を印加し、振動子から
パルス超音波を放射させている。

ここで、被検体が均一媒体であると、この中を直進的に
伝搬し、所定の時間の後、異なる音響インピーダンスを
有する組織の境界面があると、そこで一部が反射し、一
部は透過する。この反射波を振動子で受信し、超音波の
速度と往復して返ってくる超音波パルスとにより、振動
子から境界面までの距離が測定される。

そして、ラジアル走査方式の診断装置では、振動子は被
検体の断面内で回転されている。振動子が１回転する毎
に０回振動子により超音波パルスを送受信することによ
り、振動子を中心とした円を角度方向にｎ等分した走査
線が得られ、これにより被写体の画像が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕ここで、従来は超音波振動子を具備するプローブと、超
音波振動子に駆動パルス（高周波交流電圧）を印加する
とともに振動子から得た反射超音波信号から画像を形成
する電気回路部分は別体になっている。また、超音波系
動子は被検体によって種類が異なっている。種類として
は、例えば共振周波数があるが、超音波振動子の駆動パ
ルスの最適なパルス幅はそれぞれの持つ共振周波数によ
り異なっている。

ところが、電気回路部分は高価なこともあり、従来は全
てのプローブに対して同一のものが使用されている。こ
のため、接続されるプローブの種類によっては、最適の
パルス幅の駆動パルスを超音波振動子に供給できない場
合があった。共振周波数に応じていないパルス幅の駆動
パルスで超音波振動子を駆動すると、厚み撮動以外のモ
ードの振動も発生してしまう欠点がある。

この発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
その目的は超音波振動子の共振周波数が異なっても、常
に最適なパルス幅の駆動パルスで超音波振動子を駆動で
きる超音波診断装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による超音波診断装置は超音波振動子１２．１
４の走査に周期した駆動パルスを発生する観測装＠２４
と、超音波振動子１２．１４の一方を選択するスイッチ
２６と、駆動パルスのパルス幅をスイッチ２６により選
択された超音波振動子１２．１４の共振周波数に応じて
変換するパルス幅変換回路２８を具備する。

〔作用〕

この発明による超音波診断ｉ′Ｘａによれば、一体的に
走査されそれぞれ共振周波数の異なる複数の超音波振動
子１２．１４の一方をスイッチ２６により選択し、駆動
パルスのパルス幅を選択された超音波振動子１２．１４
の共振周波数に応じて変換してから超音波振動子に供給
することにより、超音波振動子の共振周波数が異なって
も、常に最適なパルス幅の駆動パルスで超音波摂動子を
駆動できる。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの発明による超音波診断装置の一
実施例を説明する。ここでは、超音波振動子を有するプ
ローブを取換えて超音波振動子を切換えるのではなく、
プローブ内に一体的に走査される複数の超音波系動子を
設けておいて、電気的に超音波振動子を切換えるとする
。これにより、被検体に応じてその都度プローブを取換
えることなく超音波振動子を切換えることができるとい
う利点がある。勿論、それぞれ共振周波数の異なる超音
波振動子を有する複数のプロニブを設けておいて、被検
体に応じてプローブを取換えることにより超音波振動子
を切換えてもよい。実施例としては、内？ＪＢＩ！（フ
ァイバースコープ）の挿入部の先端に一体的に走査され
る？！数の超音波振動子を内蔵した超音波内視鏡装置を
説明する。

第１図は第１実施例の構成を示す概略図である。

共振周波数の異なる２つの超音波振動子（圧電素子）１
２．１４が振動子固定部材１６に固定される。振動子固
定部材１６は超音波系動子１２．１４が固定されている
端部と反対側の端部でモータ１８により回転される。こ
れにより、超音波系動子１２．１４は一体的に回転され
る。＠動子固定部材１Ｇは内視鏡の挿入部内に挿入され
、被検体をラジアル走査する。

超音波振動子１２．１４は振動子固定部材１６の円周方
向の異なる場所に固定されているので、超音波振動子１
２．１４は所定の位相差（例えば、１８０°）をもって
回転される。

モータ１８にはロータリエンコーダ２０が接続され、ロ
ータリエンコーダ２０の出力がエンコーダ制御回路２２
に供給される。ロータリエンコーダ２０はモータ１８の
回転に周期してパルスを、例えば１回転毎に２５６個の
周期パルスを発生する。モータ１８の回転速度はエンコ
ーダ制御回路２２により制御される。

エンコーダ制御回路２２はロータリエンコーダ２０から
供給される周期パルスの立上がりと立下がりのエツジで
パルス（１回転の間に５１２個）を発生させ、これを振
動子を撮動させるためのタイミング信号として観測装置
２４に供給する。エンコーダ制御回路２２からは画面の
書出し位置を決める位置決めパルスも観測Ｖｔ置２４に
供給される。

観測装置２４はタイミング信号と周期した駆動パルスを
スイッチ２６を介してパルサー回路２８に供給する。ス
イッチ２６はマニュアルで切換えられ、観測Ｖ４置２４
からの駆動パルスを第１、第２出力端子のいずれかを介
してパルサー回路２８に供給する。

パルサー回路２８はこのパルスを昇圧してスイッチ２６
がどちら側に切換えられているかにより、超音波振動子
１２．１４のいずれかに供給する。

超音波振動子から送信され、異なる音響インピーダンス
を有する組織の境界面で反射されて再び超音波振動子に
受信された超音波パルスは受信信号に変換され、増幅器
３０を介して観測装置２４に入力される。観測装置２４
は受信信号を輝度変調して被検体の断ｍ像をモニタ上に
表示する。

ここで、スイッチ２６が切換えられると、画面の書出し
の位置決めパルスがエンコーダ制御回路２２により移動
する。これにより、観測装置２４のモニタの画面の書出
し位置が変り、超音波振動子が切換ねって回転位相が変
化しても、モニタ上での被検体の振動子に対する位置関
係は変化しないようになっている。

パルサー回路２８はスイッチ２６を介して観測装置２４
から供給される駆動パルスを超音波振動子１２．１４に
出力する前に、パルス幅を調整して、各超音波摂動子１
２．１４の共振周波数に適したパルス幅にする。

このため、第１実施例では第２図（ａ）に示すようなＣ
Ｒの微分回路が用いられる。時定数ＣＲの値を調整する
ことにより、出力パルスｙ　ｏｕｔのパルス幅が調整で
きる。すなわち、超音波振動子１２．１４の共振周波数
に適したパルス幅を得られる時定数ＣＲを有する微分回
路をそれぞれ超音波振動子１２．１４に接続しておき、
スイッチ３０の第１、第２出力がそれぞれ微分回路に供
給される。すなわち、スイッチ２６の選択により、微分
回路の一方が選択され、駆動パルスのパルス幅が共振周
波数に対応したパルス幅に変換される。実際には、第２
図（ｂ）に示すように、トランス３２を介して駆動パル
スが微分回路に供給される。

このようにして、駆動パルスのパルス幅を超音波振動子
の共振周波数に対応させると、必要とする厚み振動モー
ド以外のモードの撮動が減少する。

また、一般に、超音波振動子の電圧は礪械的振動が収ま
るまで時間がかかるが（第４図（ａ）、（ｂ）参照）、
共振周波数（第３図参照）では効率良く電気エネルギー
が機械エネルギーに変換されるため、振動の収まりがよ
い。このため、観測装置で画像表示を行なう場合、振動
子の電圧が早くＯに落ち、次の駆動パルスが入力するま
でに電位が０であるということは他のパルスの影響がな
く、被検体の画像表示において解像度が向上する。

以上説明したように第１実施例によれば、超音波振動子
が切換えられると、微分回路の時定数を切換えることに
より、観測装置２４から出力される駆動パルスのパルス
幅を超音波振動子の共振周波数に対応する最選な駆動パ
ルス幅に変換することができ、パルス信号損失の減少、
観測装置の１像度の向上が実現でき、超音波振動子を効
率良く駆動できる。

次に、この発明の他の実施例を説明する。第５図は第２
実施例のパルサー回路の部分の回路図である。第２実施
例はパルサー回路以外の部分においては第１実施例と同
一であるので、パルサー回路のみ説明する。

第２実施例ではパルス幅変換手段としてワンショトマル
チバイブレータ５０を用いている。ワンショトマルチバ
イブレータ５０は外付けの可変抵抗器Ｒ′の抵抗値を変
えて出力パルスのパルス幅を変化する。これによっても
、超音波振動子の共振周波数に対応したパルス幅の駆動
パルスが得られ、第１実施例と同様な効果が得られる。

第６図は第３実施例のパルサー回路の部分の回路図であ
る。第３実施例ではそれぞれ共振周波数の異なる超音波
Ｗ１１１１子を有する複数のプローブを設けておいて、
プローブを取換えることにより超音波振動子を切換える
とする。観測装置からの駆動パルスがＰＲＯＭ６０の入
力端子Ｖｉｎに供給される。ＰＲＯＭ６０にはスイッチ
６２が接続され、このスイッチ６２の切換えにより駆動
パルスはいずれかの出力端子から出力される。ＰＲＯＭ
６０の各出力端子にはそれぞれ時定数の異なる複数のワ
ンショトマルチバイブレータ６４が接続される。ワンシ
ョトマルチバイブレータ６４の出力がオーブンコレクタ
トランジスタ６６を介して超音波ｆｆｌ子に供給される
。すなわち、スイッチ６２の切換えにより駆動パルスが
異なるパルス幅のパルスに変換されるので、プローブが
取換えられ超音波振動子の共振周波数が変化しても、ス
イッチ６２を切換えてワンショトマルチバイブレータ６
４を選択することにより対処できる。また、第１実施例
と同様にスイッチによりＰＲＯＭ６０からワンショトマ
ルチバイブレーク６４へ供給する信号を複数の中から選
択するようにすれば、複数の異なる共振周波数の振動子
を駆動する場合にも適応できる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、駆動パルスのパ
ルス幅を超音波振動子の共振周波数に対応したパルス幅
に変換してから振動子に供給するので、駆動効率があが
り、信号伝送の時のパルス信号損失が減少して機械的振
動のおさまりが良く、解像度の高い超音波振動子を提供
することができる。なお、この発明は上述の実施例に限
定されずに、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
である。例えば、超音波内？Ｊ！　ｆｆｌに限られない
し、観測装置の動作等は何等限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による超音波診断装置の第１実施例の
概略を示す概略図、第２図＜ａ）、（ｂ）は第１図のパ
ルサー回路に用いられる微分回路を示す図、第３図は一
般的な超音波振動子のインピーダンス特性を示す図、第
４図（ａ）、（ｂ）は一般的な超音波振動子の入出力特
性を示す図、第５図は第２実施例のパルサー回路に用い
られるワンショトマルチバイブレータを示す図、第６図
は第３実施例のパルサー回路を示す図である。１２．１４・・・超音波振動子１８・・・モータ２０・・・ロータリエンコーダ２２・・・エンコーダ制御回路２４・・・観測装置２８・・・パルサー回路Ｖｏｕｔ・Ｖｉｎ　ｅ−１２第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超音波プローブと、前記超音波プローブから得ら
れた反射信号を処理する信号処理回路からなる超音波診
断装置において、前記信号処理回路は前記超音波プロー
ブの走査に周期した駆動パルスを発生する手段と、前記
駆動パルスのパルス幅を前記超音波プローブ内の超音波
振動子の共振周波数に応じて変換するパルス幅変換手段
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
（２）前記超音波プローブは内視鏡の挿入部に内蔵され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超音
波診断装置。
（３）前記超音波プローブはそれぞれ共振周波数の異な
る複数の超音波振動子を具備し、前記パルス幅変換手段
は前記複数の超音波振動子の１つを選択する手段と、前
記駆動パルスのパルス幅を前記選択された超音波振動子
の共振周波数に応じて変換する手段と、パルス幅が変換
された駆動パルスを前記選択された超音波振動子へ供給
する手段を具備することを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の超音波診断装置。
（４）前記超音波プローブは内視鏡の挿入部に内蔵され
、前記複数の超音波振動子は一体的にラジアル走査され
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の超音
波診断装置。
（５）前記パルス幅変換手段は微分回路であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
一項に記載の超音波診断装置。
（６）前記パルス幅変換手段はワンショトマルチバイブ
レータであることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
いし第４項のいずれか一項に記載の超音波診断装置。