WO1989000026A1 - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Description

明 細 番

超啻^^

醫扁

本翻ま、棘さ; こ超 ビーム を行う超^^ ^に閲し、 さらに 詳しくは、 のスキャ ^ι¾とは！^な: ^におけるビーム^ ϋを iOTI^ら灘巨 離までの広い にわたつて ■ ^^さ"^:超 ^る

ma? 日 *!^^ム m e 2-1 17539号 tcie¾されている。そ いて、 m f- . ¾nのスキャ ^¾である χ方向カ旋のピッチで^！さ れ、舗のスキヤ とは な加である Υ方向が 3溯され、 3 により X 方向に 3つのアレイ わちエレメント列 1、 i 2及び 'ϋ 3が構成される ¾iェ レメン卜群 2と、

レンズ 4を有している。なお、超^ ¾Ιί面に難な她を Z¾f¾としている。この 様¾^¾» ^により、 ^^部腳深いときは、エレメント列 1、 ί 2及び 3 を 用いて Y銷^^□が駄 ¾t -、

われる。こ^^において、超激ビームの Y:m¾i«ま、雜レ ンズ 4により錢される。一方、 部 浅いとき、中:^！ W 2^¾？エレメン 卜のみて えは て ·^r ^i^Wわれる このとき Y„ 口が^^とき よりも J、さくなり、この小さ ¾彌口 t ^応して超 波ビームの Y方向 狭くなる。 従って、 Y銷 口を^ ¾する超 ま、浅 rnb^ら深 に:^ナ て Y方向 ί¾ «?1¾&¾¾#される。 しかし、

通常、 レンズ^ 深 v¾iigに^されているため、 レンズ におい て 撒ビームの Y方向 ί^^*⁵充分に² iibれないと言う^ ある。即ち、雜 レンズ^^^ら までの広■にわたつて Υ で られな いと言う f¾H^'ある。 本 目的は、鄉から までの広い猶にわたつて、龍のスキヤ ^η¾と

とにある

^ w ss^ .繊 の 1 アレイ 醉行に配 列され、

ス^けられている超^^ ^を用い、 ra^<^さに応じて超^) ¾波およ び または に するアレイ <¾aみ^ Hi:を職えて超 信号^ ¾信を行う ことを とする。 第 lisま、本 に用いられる超啻漏^

戯嚷、

第 2図は、本 ^ に用いられる超^^^^^ 翻、

第 3HRま、本 應 の ¾^fl成を^ rTブロック図、 第 4 Α図、第 4 BU¾び第 5醒ま、本！ I^W^i^^g^における超赍波 ビーム 態を^ m

第 6U¾び第 7図は、本^^他^！ ^に翻される超^^の を示 鼠

第 8図は、 «^を¾ ^である。

(翻を るため

先ず、本 こおいて用いられる超^^ 成について酈财る 第 び第 2図において、 -i ιは、翻、瓣膨^ wそれぞれ χ、

Υ及び ^にある «"«ct¾EH体を、 x:m¾ ^のピッチ《 l^¾»fェ レメントを形 るように し、 Y加は 1： 2： 1 さの比を^) 3^^) 子エレメントを^ るように分割したものとなって Vる。このような分割により、 X¾T¾に エレメント列 J? aと、 2^){¾§ϋ レメント列 i b !及び i b ₂からな る 3·θίΟアレイ：^成される。各エレメントの上面には、 Υ方向 いて 3 ί^レ メントを ¾ ^に^ Τる^!^ (第 1 2* ^され、そ^"^ま 1»

される。各エレメントの Eにはエレメント毎に信 (第 2電 極） 13 a、 13 b t及び 13 b₂がそれそ される _¾ ^レンズ 14はゴム部 材からなり、 ft$¥@Raのレンズ部 14aと ft$^Rb (>Ra)のレンズ部 1 4bとを る 2段^ となっている。 レンズ部 14aは信号電 極 13 a" ¾:わち 3¾エレメン卜列 aの Υ:¾Τ ^口をカノく一して^F aのレンズ を構^"る である。 レンズ部 14 bは信号 3 a、 13b!及び' 13 b₂す なわち全エレメント列 a, J! bi及び b₂による Υ:¾Τ¾Μ口をかく一して F bのレンズを る部分である。 このよう レンズ 14は、

ι

^¾¾¾ f面に される。 レンズ 14と超 11の中間に こ

のバッキング り付けられる（醜）。

第 3¾ま、 ±1己のように概さ; エレメントに搬される送受 麟を X方向の 1チヤネノ こつ、て示したものである。 エレメントの信

13

»tレメン卜の信号 ¾@ 13b, mi

3b₂は、.

上 雲 により、信号 3 aに係わる送 と信号 3 b ₁及び 13 b₂ に係わる 3M¾¾Mb^しくなる 従って、それぞれの信号 される 波 黝回,マッチング观り くなる。第 ま、プログラマブルカウ ンタ 21 a及びヽ送波ドライノく 22 aからなる送 と、プロテクション回路 23 a及 びプリアンプ 24 aからなる とて 成される。第 2ίΜ¾ ^ま、プログラマブ ルカウンタ 21 b及び送波ドライノ 22b力 3らなる と、 プロテクション回路 2 3b、プリアンプ 24b、 ^g§25及び ¾^^^26カ>らなる ¾ ^とて «され る。

しない 難 によって されるもので、 ^^る γ加 ロ卿に翻される。 ^ ^ 出力 {¾ アンプ 27て Himされ、 ビームフォーミング用のディレイライン（図 略）に与えられ、他のチャネル 波信号と翻力 される。撤ビームフォーミン グ用のディレイライン J»^)回 ffi^ま、 ^における通常 成と細である プログラマブルカウンタ 21 a及び 21 bi^¾iのクロック 2 0* ^えられ、 ^しない ± ί ^から与えられるプリセットデータと 脚信号 I Ν c¾づぃて ί&ίΗ·る。 腳による 下で、第 みによる超雜 ί¾Μ また ½H 1 と第 23i¾¾¾gによる超^ ¾ ¾の V r dj fb れる このよう ¾^ ^が、 される各信^! ¾i¾わち^ "ャネルに ついて設けられている。そして、

鍵と同じ^ τΐϊ¾れる。その

^浅いとき、 下で、 2-9ί0プログラマブルカウンタの うちプログラマブルカウンタ 2 1 aだけ^^して、その出力パルスで逸おドライバ 2 2 aをオンにする _β送波ドライバ 2 2 aの出力は信 3 aに 功 Bされ、エレ メン卜 1 1 aのみが！^される。エレメント 1 1

4 aて《 ¾さ^ビームとなって ίί^βに職 ίされる。 ¾fi ^ら tfO コ" ίまエレ メント 1 1 aで検出され、プロテクション回路 2 3 aを介してプリアンプ 24 aに入 力されて される。プリアンプ 24 aて¾if さ ilJt信号 ½¾Ρ3Τアンプ 27から出力 される。エコー信号はエレメント 1 1 In及び 1 l b₂によっても検出されるがこれ らの «im信号は、主 によって にされている^ ¾2 5によって阻止 される。このとき における超音波ビ一ムは、中 !!のエレメント 1 l aの寸

a いレンズ部 1 4 aて魏されることにより、浅 にぉぃて丫加^ 嫩ぃ ビームとなる。第 4Αϋίまこのとき ^ビーム开娥を^"。

次に、 ^深いとき、 下で、プログラマブルカウンタ 2 1 a及び 2 1 がともに Iff ^る。 これらのプログラマブルカウンタはそれぞれのプ リセットデータに基づくタイミングで出カノ レスを ¾ ^する。プリセットデータはプ ログラマブルカウンタ 2 1 bの出力パルスがプログラマブルカウンタ 2 1 aの出力ハ ルスよりも f^ dだけ ¾ iて るように定められている。このような出力パ ルスによって、 ドライノく 2 2 b3&¾i波ドライハ' 2 2 aより f^ " dた'け てォ ンにされる，従って、エレメント 1 1 及び 1 1 b₂はエレメント 1 1 aより^ て dだけ ¾h される。エレメント 1 1 a力 ¾する超^はレンズ部 1 4 aで 集束され こビームとして、. また、.エレメント 1 1 b _t及び 1 1 b₂力《^Φする薛 はレンズ部 14 bて さ; こビームとして、 それそ i^^iiに職される。

レンズ 14は、 レンズ部 14 aがレンズ部 14 bの上に乗った腿となっているため、 レンズ部 14 aが乗っている^のレンズ部 14

レンズ部 14 a から!^される超皆波はレンズ部 14 bから Sdiされる超皆波よりも る。エレメ ント 1

dは、 このよう^ t»lii¾iiiを るものであり、一種 ί ϋ子フォーカスとなる。 第 4 Β図において^てS力 超 ¾ビームはこのよう ^^ビーム 状を^:^ これに^ Tる^ から^ コ ま、エレメント 11 a、 11 b ,及び 11 b₂て 出される _t工コ ~¾信 (¾ϋ^¾^:ΐま、 ±^¾い から コー 信 と!^に、 でエレメント 1 lb!及び 1 lb₂ ^出信号を l¾itした状態で、エレメント 11 出信号だけを受信する。 したがつてこ ■ てま小さ ¾J§口でェコ ~¾信 われ、 またそのとき 就はレンズ部 14 aて iR¾さ;^ビームとなる。浅 t ^fi^らのエコー^信の を過ぎると、

25は信^1^ に纖ぇられ、鋼口で コ~¾信 われる。 わち、ェ レメント 11 aによる検出信号はプリアンプ 24 aて ϋίϋされて力 アンプ 27に入 力され、.ス、エレメント 1 Ibi及び 1 lb₂による検出信号はフ。リアンァ24bで i さ 後、

7に与えられる。

^^26は、エレメント 1 lb!及び 11 b₂による受信信号を^^ dだけ ¾ らせ、 レンズ部 14 aとレンズ部 14 bの^^によって生じる受信信- §^im^ 差を補 <S る。 こltま受信について 子フォーカスとなる。力! ^アンプ 27は蔽 麟からの信号を力瞋し主ディレイラインに出力する。 このようにして、触部位の 深さに応じてェコ ~¾信 口; «gされる。 このとき 就ビ一ム^^ は、第 4 B図において難ておようになり、浅い ら深い ¾fiまでの広い誦 にわたつて幅？^いものとなる。

第 5IUま、本 づいて製作さ:^離^ 置における Y:¾T¾}^能

(m)を示し、觀 さ（ を^ rT,なお、 した «レンズ^データは Τ¾ί¾1りである。

レンズ部 14a: mU2ya = 7. mi¾MFa = 5 Oar レンズ部 14b : 開 C12yb = 15ini、 ^EHFb = 10 OHB

レンズにおける ^差による^ d=50ns

グラフ Aは中 レメント 11 a"T¾:わち中央開口による特性、グラフ Bは全列 エレメントすなわち全開口による電子フオーカス付きの^ Cある。グラフ Cii^g 口による電子フォーカスな Wftを^^グラフ D1及び D2は、 ti Si^Jと同

口による 、 D2は全 開口による Sをそれぞれを^"。開口の iiJSと同じである。雜レン ¾ ' lOOnm^単^ ft^レンズである。第 5図において、グラフ Aと Bをつないだ は、開口 えを深さ 65ι»を境にして行い、力 >θ ^口のときに電子フォー カスを行った ^¾となる こ によ ま'、深さ 20〜15 . 3∞ί ビーム幅（一 6dB片道）力 保される。こ ^ ftは、グラフ D1と D2をつな いた 、

70∞を境にして行った^ に比べて、 Y:¾T¾のビーム幅が深さ^て にわたつて狭ぐ したがって^ ていること る。これ ( して、グラフ

Aと Cをつないた 、 ゎち開口^ «えを深さ約 5 Sumを境にして行い、力つ 鋼口のときに！:子フォーカスを行わな ¾¾^¾は、深さ^!^を 100∞とす ま' ±1己のい よ

わち、 本^月によ; fi^!SM^の広 V にわたつて Y方 を ¾ することができる _β また！^皿を^浅く n^ aま'さらに高 ^^を得ることができる。

尚、本翻 ϋΐ^¾に!^ るものて 1まない。例えば、第 3図において、 器 25と)^^26の1^回路又^^^26 うな、 超 あって信号 ¾®13 b i と 13 b₂

そ のプロテクション H|¾23 bffにドライノく 22 aの出力パルスを^ Tるように ば、電子フォーカスと開口繊ぇ手段また 子フォーカス稍を纖と

することができる。 これによつて送波ドライノくを一 しコス卜 ί ^を図るこ と: W能となる。

尚、

半 ra^ ^としたが、 ggm^まそれらに! ^されない 即ち、 ^ mm^c に比べて早 を用 る には、 ±ISH»Jと ίά¾に醜の 2鹏 レン ズと ま'よい。 さらに、 レンズの は 2段に限ら の にしてよい。 又、 レンズを、第 6図に^"ように、レンズ部 14 aの上げ]^分を職いた形 にしてもよい 更に、音^異なる 2 のゴム部材 15a及び 15bを用いて、第 7図 t S^"ように 2¾*^)t レンズを構成し、それぞれの ffi^)レンズ 中央 部の t a及び t bと a及び C bi ^腳

t a/t b=Ca/Cb

を満足するようにして、 ϊ¾の^!^^差を無くすようにしてもよい。これら第 6HIi3よび第 7Hk ^レンズを用いるときは、第 3®Τ·¾明したような、 2滅の 送波ドライバの出力パルス間に^^を り、 3®^ 26を設 { こりするこ とは^^となる _Φ超^ ¾好においてエレメント^! ^は、 Y^TC3分割さ れていてもよい。また、超 は、 l»Jのように^に 3分割されて v ¾rく ても、 3分割の信号 ^によって実節勺に 3 として するようなものであってもよい。

Oh、本翻を^TTるた 良 鄉について説明したが、本 属する技 術 常 を する者にとって I己の の ½Hを することなく種々 の麵をすることは である。

Claims

誠の顧

1 X^I¾に Fゾ淀のピ、、/チで分割される第 1 と Υ^Ι¾に淀の ®¾lで 3分割さ れる第 2電 極て される超 を備え、 X方向及び Y: ^をそれぞれ 方向及びスライス細として をするとき、餾藤2 を綱して γ ： 口を^ る超^^^において、

じ«に応じて、 Ι5Ι2 2¾^Φ ^による »、又は、全列による l¾Jに切 換える^ «Ιί¾と、 Ι¾Ι5 2¾^Φ ^腿による開口 t:^f応し^ び全

レンズを備え、浅い部位 して鐳藤 2¾ffiの中:^ Jと第 1^ (のレンズ部 で 5 ¾を行い、深い部位に対して編藤 2離 c ^列と第 2 のレンズ部て'毅 波を行うことを とする^ ^^置。

2 X^I¾に？ ^のピッチで分割される第 1¾¾と Υ:¾Π¾に HI ^の画匕で 3 さ れる第 2離て働される超^ を備え、 X方向及び Ύ: ^をそれぞれ^^ 向及びスライス: Mとして z方 i6rr'3i¾をするとき、 t^2H2ii®を 腳して γ方 向開口を ^する超音^^において、

、領域に応じて、搬 2翻の による漏、又は、全列による麵に切 換える制 ^段と、 1¾12^2^6の 嗎 による開 C ^応した第 &び全 腿による開口 応し7^2^ (を構 る 2藤率微で、力つ、 BSffl^ レンズと、 fl藤 2€¾の両 d に^^される信号ライン けられる遅 ^^とを備え、浅い部位 t ^して編藤 2¾^) «と第 1 のレンズ '送 を行い、深い部位^ ίして編藤2 ^ ^列と第 2 のレンズ部で を 行うと^:、 i5is^^により編 レンズの^による^^ ^を る ことを とする ^ ¾^®^。

3 X—Y面で 2繊勺に される開口を備え、 X細及び Y細をそれぞれ趙

x:¾f¾に所定のピッチで分割される第 び Y方向に l： 2： 1の srnt匕で 3 される第 2¾¾て睡される超皆^^と、編21 2¾¾の Φ^ι』による Y方 向開口に対応する^ び第 2¾«^列による Υ方向開口に対応する焦点を構成す る 2¾ ^職で、力つ、》&¥P3¾«^)^レンズとを備えることを とする超音

4 X— Y面で 2ί?5¾¾に" ¾される開口を備え、 X： ^及び Y^ri¾をそれぞれ^ 及びスライス方向として ¾1¾で¾¾をする超昔 に される雜レ ンズにおいて、

編溯口の Υ方向の^ ¾に対応する数^ ¾を備えることを とする超^^ 角好 ffl^レンズ。