(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルス発生部から所定の遅延量が与えられた駆動パルスを発生し、この駆動パルスを振動子に印加して超音波を被検体に向けて発射する一方、被検体からの超音波エコーを前記振動子で受信し、これにより得られるエコー信号を増幅検波等の処理をする超音波診断装置において、
前記超音波発射の選択駆動対象となる振動子のチャンネル数をnとしたとき、前記駆動パルス発生部の個数は、前記チャンネル数nよりも少なくなるように設定されるとともに、各々の駆動パルス発生部で発生される駆動パルスの総数が前記チャンネル数nと同じになるように、所定の駆動パルス発生部において駆動パルスが時分割で複数回発生されるように構成されており、かつ、各々の駆動パルス発生部をその駆動パルスの発生回数分だけ個別に選択して、各チャンネルの振動子に対して均等に駆動パルスを割り振るパルス分配手段を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波ビームを走査して被検体の断層像を得る場合に使用される超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の超音波診断装置、たとえばリニア走査型の場合には、図３に示す構成のものがある。
【０００３】
図３において、１1〜１pは超音波の送受信を行うp個分の振動子、２はこれらの振動子１1〜１pの内から超音波発射の選択駆動対象となる振動子(ここではチャンネル数をnとする)を選択するためのマルチプレクサである。なお、リニア走査型の場合、通常、チャンネル数nは、振動子１1〜１pの総数pよりも小さく、たとえば、p＝１２８に対してn＝６４に設定される。
【０００４】
また、３1〜３nはマルチプレクサ２で選択されるnチャンネル分の振動子をそれぞれ駆動する駆動パルスを発生する駆動パルス発生部、４1〜４nは駆動パルス発生用のトリガパルスに対して所定の遅延量を与えるための遅延回路である。そして、各遅延回路４1〜４nの遅延量は、フォーカス位置設定の遅延カーブに沿うように予め設定されている。
【０００５】
５1〜５nは図外の被検体からの超音波エコーを振動子１1〜１pで受信して得られるエコー信号に対して増幅検波等の処理をするエコー信号受信部、６は各エコー信号受信部５1〜５nから出力されるエコー信号を整相加算する加算回路である。
【０００６】
さらに、７は駆動パルス発生のためのトリガパルスを発生するとともに、マルチプレクサ２を制御する制御回路である。
【０００７】
そして、従来のものでは、駆動パルス発生部３1〜３n、遅延回路４1〜４n、およびエコー信号受信部５1〜５nは、いずれも振動子のチャンネル数nに合致した個数分だけ設けられている。
【０００８】
次に、上記構成の超音波診断装置の動作について説明する。
【０００９】
制御回路７から発生されるトリガパルスは、各遅延回路４1〜４nに与えられる。
【００１０】
遅延回路４1〜４nを通過してそれぞれ遅延カーブに沿った所定の遅延量が与えられたトリガパルスは、駆動パルス発生部３1〜３nに加えられる。
【００１１】
各駆動パルス発生部３1〜３nは、トリガパルスに応答して所定の遅延量が与えられた駆動パルスを発生し、この駆動パルスがマルチプレクサ２を介して予め選択されたnチャンネルの振動子に印加される。これにより、nチャンネル分の各振動子で発生された超音波が被検体に向けて発射される。
【００１２】
その場合、超音波の発射タイミングは、上記の遅延量だけずれているので、超音波は発散することなく、被検体内の所定のフォーカス位置に集束される。
【００１３】
一方、被検体からの超音波エコーは、再びnチャンネル分の各振動子で受信され、これにより得られるエコー信号がマルチプレクサ２を介してエコー信号受信部５1〜５nに入力され、ここで増幅検波等の処理が施される。
【００１４】
さらに引き続いて、各エコー信号受信部５1〜５nから出力されるエコー信号は、加算回路６において位相を揃えて整相加算されて出力される。
【００１５】
このように、従来のものでは、駆動パルス発生部３1〜３n、遅延回路４1〜４n、およびエコー信号受信部５1〜５nは、いずれも振動子のチャンネル数nに合致した個数分だけ設けられていて、各駆動パルス発生部３1〜３nからは、それぞれの遅延量をもつ駆動パルスが個別に発生されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図３に示した従来の超音波診断装置は、次の問題がある。
【００１７】
超音波の走査線密度を高めて緻密な画像を得ようとした場合には、チャンネル数nが多いのが好ましいが、このようにチャンネル数nを増加させる場合には、これに応じて駆動パルス発生部３1〜３nの個数も増加する。特に、駆動パルス発生部３1〜３nは、高電圧のパルスを発生させるために、回路部品が大きく、そのため、装置全体が大型化してしまい、取り扱いが難しくなるばかりか、余分なコストアップにもなる。
【００１８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、従来よりも駆動パルス発生部のチャンネル数を削減できるようにして、装置の小型化が図れるようにすることを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
駆動パルスに付与される遅延量は、フォーカス位置設定の遅延カーブに沿うように予め設定されるが、その場合、超音波の送信時に影響しない程度に互いの駆動パルスの遅延量が大きく異なっておれば、それらの駆動パルスは、従来のように必ずしも各チャンネルに個別に対応させて設けた駆動パルス発生部から発生させる必要はなく、同一の駆動パルス発生部から複数回に分けて発生したものであってもよいはずである。
【００２０】
そして、このようにすれば、駆動パルス発生部は、振動子のチャンネル数に個別に対応した数だけ設ける必要がなくなり、削減が可能である。
【００２１】
本発明は、このような観点から、上述した課題を解決するために、駆動パルス発生部から所定の遅延量が与えられた駆動パルスを発生し、この駆動パルスを振動子に印加して超音波を被検体に向けて発射する一方、被検体からの超音波エコーを前記振動子で受信し、これにより得られるエコー信号をエコー信号受信部で増幅検波等の処理をする超音波診断装置において、次の構成を採る。
【００２２】
すなわち、本発明では、超音波発射の選択駆動対象となる振動子のチャンネル数をnとしたとき、前記駆動パルス発生部の個数は、振動子のチャンネル数nよりも少なくなるように設定されるとともに、各々の駆動パルス発生部で発生される駆動パルスの総数が前記チャンネル数nと同じになるように、所定の駆動パルス発生部において駆動パルスが時分割で複数回発生されるように構成されており、かつ、各々の駆動パルス発生部をその駆動パルスの発生回数分だけ個別に選択して、各チャンネルの振動子に対して均等に駆動パルスを割り振るパルス分配手段を備えている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るリニア走査型の超音波診断装置の構成を示すブロック図であり、図３に示した従来例に対応する部分には同一の符号を付す。
【００２４】
図１において、１1〜１pはp個分の振動子、２はマルチプレクサで、ここではp個分の振動子１1〜１pの内から、nチャンネル分(ただし、n＜p)の振動子が選択されるようになっている。
【００２５】
また、３1〜３mは駆動パルス発生部、４1〜４nは遅延回路、５1〜５nはエコー信号受信部、６は加算回路、７は制御回路である。
【００２６】
そして、この実施形態では、各遅延回路４1〜４nの遅延量は、図２に示すように、フォーカス位置設定の遅延カーブＣに沿うように予め設定されている。
【００２７】
また、遅延回路４1〜４nおよびエコー信号受信部５1〜５nは、共に振動子のチャンネル数nと同数分設けられているが、駆動パルス発生部３1〜３mの個数mは、振動子のチャンネル数nよりも少なく(m＜n)なっている。
【００２８】
しかし、ある単位時間内において各々の駆動パルス発生部３1〜３mで発生される駆動パルスの総数は、振動子のチャンネル数nと同じになるように、(n−m)個分の特定の駆動パルス発生部については、複数の遅延回路が共通に接続されている。
【００２９】
たとえば、図中、符号３1の駆動パルス発生部に対しては、４1と４iの２つの遅延回路が共通に接続されて、符号３2の駆動パルス発生部に対しては、４２と４i+1の２つの遅延回路が共通に接続されている。この結果、(n−m)個分の特定の駆動パルス発生部からは、駆動パルスが時分割で複数回発生されることになる。
【００３０】
また、上記の制御回路７は、駆動パルス発生のためのトリガパルスを発生するとともに、マルチプレクサ２および後述のスイッチ回路８を制御するように構成されている。
【００３１】
８はスイッチ回路であって、このスイッチ回路８は、制御回路７の制御によって、各々の駆動パルス発生部３1〜３mをその駆動パルスの発生回数分だけ個別に選択して、マルチプレクサ２で選択されたn個分の各チャンネルの振動子に対して均等に駆動パルスを割り振るようになっている。よって、このスイッチ回路８と制御回路７とが、特許請求の範囲におけるパルス分配手段に該当する。
【００３２】
次に、図１に示した構成の超音波診断装置の動作を図２を参照して説明する。
【００３３】
nチャンネル分の振動子に対しては、最終的には、図２に示すように、フォーカス位置設定の遅延カーブＣに沿うように所定の遅延量が与えられた駆動パルスが個別に印加されることになるが、駆動パルス発生部３1〜３mの数はmで、振動子のチャンネル数nよりも少ないから(m＜n)、駆動パルス発生部３1〜３mから発生される駆動パルスの数は、(n−m)分だけ不足することになる。
【００３４】
そこで、この実施形態では、ある特定の駆動パルス発生部から複数回にわたって駆動パルスを発生させ、不足する(n−m)分の駆動パルスを補うようにする。その場合、制御回路７は、スイッチ回路８による各駆動パルス発生部３1〜３mとマルチプレクサ２との接続関係を調整して、マルチプレクサ２で選択されたnチャンネル分の振動子に対して個別に所定の遅延量をもつ駆動パルスが割り振られるように制御する。
【００３５】
具体的には、たとえば、図２において、制御回路７からある時刻t0で１回目のトリガパルスが発生されたとすると、そのトリガパルスは各遅延回路４1〜４nに入力される。
【００３６】
そして、このトリガパルスは、上段側の遅延回路４1ではτ1、次段の遅延回路４2ではτ2、次の遅延回路４3ではτ3、途中のiチャンネル目の遅延回路４iではτi、また、下段側の遅延回路４n-1ではτ2、さらに最下段の遅延回路４nではτ1というように、所定の遅延カーブＣに沿った遅延量が与えられて出力される。
【００３７】
このようにして各遅延量が与えられたトリガパルスは、各駆動パルス発生部３1〜３mに入力されるので、各駆動パルス発生部３1〜３mは、各トリガパルスに応答して所定の遅延量が与えられた駆動パルスを発生する。
【００３８】
ここで、上述のように、(n−m)個分の特定の駆動パルス発生部については、複数の遅延回路が共通に接続されているから、(n−m)個分の特定の駆動パルス発生部からは、駆動パルスが時分割で複数回発生されることになる。
【００３９】
たとえば、最上段の駆動パルス発生部３1に着目すると、この駆動パルス発生部３1からは、まず、最上段の遅延回路４1からのトリガパルスによって駆動パルス(遅延量τ1)が発生され、次にiチャンネル目の遅延回路４のトリガパルスによって再度駆動パルス(遅延量τi)が発生される。ただし、この場合の遅延量の差(τi−τ1)は、超音波の送信時に互いに影響しない程度の大きさとなるように考慮されている。
【００４０】
制御回路７は、nチャンネル分の振動子に対して所定の遅延量をもつn個分の駆動パルスが個別に加えられるように、スイッチ回路８を次のように制御する。
【００４１】
上記の例では、上段側の駆動パルス発生部３1から発生された駆動パルス(遅延量τ1)は１チャンネル目の振動子に、次段の駆動パルス発生部３2から発生された駆動パルス(遅延量τ2)は２チャンネル目の振動子に、また、下段側の駆動パルス発生部３m-1から発生された駆動パルス(遅延量τ2)は(n−１)チャンネル目の振動子に、さらに最下段の駆動パルス発生部３mから発生された駆動パルス(遅延量τ1)はnチャンネル目の振動子に加わるようにする。さらに、上段側の駆動パルス発生部３1から再度発生された駆動パルス(遅延量τi)はiチャンネル目の振動子に、次段の駆動パルス発生部３2から再度発生された駆動パルス(遅延量τi+1)はi＋１チャンネル目の振動子に加わるようにする。
【００４２】
このようにすれば、nチャンネル分の振動子から発射される超音波の発射タイミングは、従来と同様、n個の各チャンネルごとに所定の遅延カーブに沿った遅延量が与えられていることになる(図２参照)。
【００４３】
こうして、nチャンネル分の振動子から発射された超音波は、発散することなく、被検体内の所定のフォーカス位置に集束される。
【００４４】
そして、被検体からの超音波エコーは、再びnチャンネル分の各振動子で受信され、これにより得られるエコー信号がマルチプレクサ２を介してエコー信号受信部５1〜５nに入力され、ここで増幅検波等の処理が施され、引き続いて、これらのエコー信号が加算回路６において位相を揃えて整相加算されて出力される。
【００４５】
このように、この実施形態では、遅延回路４1〜４nおよびエコー信号受信部５1〜５nは、振動子のチャンネル数nに合致した個数分だけ設けられているが、各駆動パルス発生部３1〜３mは、振動子のチャンネル数nよりも少ない個数m(＜n)でよいため、従来よりも回路規模を縮小することができる。
【００４６】
なお、上記の実施形態では、遅延回路４1〜４nの遅延量が一定の遅延カーブに沿うように設定されている(したがって、フォーカス位置が一定)が、これに限定されるものではなく、制御回路７によって遅延回路４1〜４nの遅延量を制御できるように構成すれば、遅延カーブを任意に設定してフォーカス位置を調整することが可能である。
【００４７】
ただし、その場合には、同一の駆動パルス発生部から複数回に分けて発生される駆動パルスについて、超音波の送受信に影響しないように、その発生タイミングを考慮する必要がある。
【００４８】
さらに、この実施形態では、振動子１1〜１pのチャンネル数nは一定としたが、フォーカス位置の設定等に応じて、制御回路７によってマルチプレクサ２を制御することで、チャンネル数を任意に可変できるようにすることも可能である。
【００４９】
また、この実施形態では、リニア走査型の場合について説明したが、振動子１1〜１pの総数pとチャンネル数nとが等しい状態で超音波ビームを扇状に走査するセクタ走査型の場合にも本発明を適用することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を奏する。
【００５１】
(１)  従来よりも駆動パルス発生部のチャンネル数を削減できるため、装置の小型化を図ることができる。
【００５２】
(２)  逆に、超音波の走査線密度を高めて緻密な画像を得るために、振動子のチャンネル数を大きく設定する場合でも、そのチャンネル数分だけの駆動パルス発生部を設ける必要がないため、装置が大型化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す超音波診断装置のブロック図である。
【図２】各チャンネルの振動子と駆動パルスの発生タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の超音波診断装置のブロック図である。
【符号の説明】
１1〜１p…振動子、２…マルチプレクサ、３1〜３m…駆動パルス発生部、４1〜４n…遅延回路、５1〜５n…エコー信号受信部、６…加算回路、７…制御回路、８…スイッチ回路。
【図１】
0003824115.tif 000002
【図２】
0003824115.tif 000003
【図３】
0003824115.tif 000004