JPS6379642A - 超音波診断装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は電子的に超音波ビームの収束点を可変する超
音波診断装置に関する。

（従来の技術） 配列振動子を持つ超音波診断装置は高分解能化のため、
注目部位の深さに合わせ収束点を切換えたり、受信信号
の深さに合わせ連続的に収束点を変化させたりしでいる
。さらに近年では、同心円状に振動子を配列するアニユ
ラアレイ振動子を用いて１例えばＢモード像を得ようと
した場合に。

方立方向の分解能を向上させるだけでな（、Ｂモード像
のスライス方向の分解能も同様に向上させようとする試
みもある。この場合、平板状又は凹面状のアニユラアレ
イ振動子を用いることになる。

しかし、凹面の形状を持つアニユラアレイ振動子の曲率
半径は、従来視野深度の１／２程度ｆ７’ｔは。

注目部位の集中する付近の深度を用いて決める場合が多
く、かならずしも最適直とは言ｔなかった。

特に収束点を電子的に可変する範囲でアニユラアレイ振
動子に与える遅延時間の最大値は小さいほど、超斤波ビ
ームのサイドローブ増化とい−）九性能劣化が少なく、
コストも低下することを考えると曲率半径の最適［を求
める必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来においてはアニエラアレイ振動子の曲率
半径は必ずしも最適値に設定されていなかった。

この発明は上述した従来装置の問題点に鑑み収束点を電
子的に可変する範囲で遅延時間の最大籠を最小にする凹
面の曲率半径の配列振動子を持っ超仔波診断装！ｔ′５
−提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するｔめの手段） この発明は、配列振動子の形状を平面としｔときに収束
点を可変する範囲の最も浅い収束点において必要とする
遅延時間の最大値をｆ４．最も深い収束点において必要
とする遅延時間の最大値をτ嘗　としｔときに（丁、十
丁、）／２の遅延時間に相当する分を配列振動子の凹面
の形状によって持つようｌこ曲率半径を決めるようにし
たものである。

（作用） このような構成によれば、遅延時間の最大値が小さくな
るｔめ、量子化の誤差Ｉこよるサイドローブの増加も少
なくてすみ、遅延時間の誤差も少なくすることが可能に
なる。ま九、遅延時間の最大値を小さくできるため、装
置のコストを低下させることができる。

（実施例） 第１図を弔いてアニユラアレイ振動子の各素子ｉこ与え
る遅延時間の与え方を説明する。

第１図は、アニユラアレイ振動子の上半分の断面をもと
に、アニユラアレイ振動子表面を縦軸。

収束点までの距離を横軸の右側、各素子Ａ、−ｗＡｎに
与える遅延時間ｔ５−横軸の左口に示しｔものである。

平成状のアニユラアレイ振動子を用いて電子収束を行な
うときに各素子に与える遅延時間ｔは次式により求める
ことができる。

Ｃ：音速 ａ：アニユラアレイ振動子の最大半径 Ｎ：龍素子数 １：素子の番号、中心を１．最外周の素子をＮとする Ｆｏ：収束点 ｔだし、耳１図Ｅこおいて理想的な遅延時間をｔ　ｒ。

量子化遅延時間２ｔｑ　としたときそれぞれの素子にお
いて遅延時間５：を子化しｔことによる理想的な遅延時
間からの誤差ｇｌ−）−、ｇｉ−の和が最小となるよう
な半径ｘｉが次式で求められるものとする。

ａｌ：　１番目の素子の外周の半径 まｔ、各素子の面積が等しくなるようにａｉを決めると
、ａｔは次式で表わされる。

収束点を電子収束−こより可変する範囲をＦ　ｒｘｅａ
ｒからＦｆａｒまでとすると、それぞれの収束点に超音
波ビームを収束させる九めに各素子に与える遅延時間の
最大値は中心の素子ＡＩに与えられる。

収束点をｐ　ｎｅａｒおよびＰｆａｒとしたときＡ、　
ｌこ与えられる遅延時間をｔ、　ｎｅａｒ　、ｔｔ、ｆ
ａｒとすると。

（４）式で求められる遅延時間ｔｄ、はアニユラアレイ
振動子を凹面にすることによって、その形状力）ら得る
ことができる。このとき、平板の場合の表面に対して凹
面にしｔことによる。くぼみの深さｌｔは、谷素子につ
いて次式で求められる。

しｔがって、収束点の範囲％ＦｎｅａｒからＦ　ｆａｒ
までとするとアニユラアレイ振動子の凹曲の曲率半径几
は より求められる。

上記凹面の曲率半径Ｒを持つアニユラ・プレイ振動子を
用いｔメカニカルセクタ超音彼診断湊崖の実施例を説明
する。

窮２図は１本発明による４１子の凹面アニユラアレイ振
動子を持つメカニカルセクタ超音波診断製置の概略構成
図である。送受信５１から出力される駆動パルスは、遅
延時間ｔｄを素子ごとにｔｄ１〜ｔｄ４まで設定しｔ遅
延回路２を通り所定の遅延時間の浸アニユラプレイ振動
子３の各素子に印加されるアニユラアレイ振動子は、ｔ
６１〜ｔｄ、によって定まる収束点を持つ超音波パルス
を送信し被検体からの反射信号を受信する。受信信号は
ふｔ之び遅延回路乏を通Ｖ送受信器１により増幅されｔ
後、検波回路４に入力される。検波回路により包絡線検
波され九受信信号はＤＳＣ５によりテレビ信号に変換さ
れｔ後、テレビモニタ６に表示される。１Ｌアニユラア
レイ振動子３は、メカスキャナ７Ｅこよって機械的に首
ふり運動を行ないメカニカルセクタ走置を行なう。この
メカスキャナ７の動きと、送受信器１．ＤＳＣ５のタイ
ミングはシステムコントロー−）８１こよって同期がと
られている。ま九、遅延回路２の遅延時間ｔｄ、〜ｔｄ
、は遅延時間制同回路によって制御され、設定しｔ収束
点の中で収束点をかえることを可能にしでいる。

このようＩこすると、：Ｒ延時間の最大［ヲ最小にする
ことが可能となりコスト低下に有効であるだけでなく、
量子化サイドローブの低下、遅延時間精度の向上といっ
た効果がある。ま７′２．、凹面の曲率は（６）式によ
って求められる几と一致していなくても近い１１［をと
るときには本発明の効果が失なわれるものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば遅延時間の最大値が小さくなるため、量
子化の誤差によるサイドローブの増加も少なくてすみ、
遅延時間の誤差も少なくすることが可能になる。ま九遅
延時間の最大値を小さくできるｔめ、装置のコストを低
下させることができる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明によるアニユラアレイ振動子の凹面の曲
率半径を求める説明の図、傳２図は本発明ｌこよるメカ
ニカルセクタ項音波診断裂覚の概略４１１図である。 Ｆｏ・・・収束点、ａ・・・アニユラアレイ振動子の最
大半径ｂＡｌ　〜ＡＩ−Ａｎ・・・ｉ番目のアニエラア
レイ素子、ｎ・・・総素子数、ｔｒ・・・理想的な遅延
時間、　　ｔｇ・・・量子化遅延時間、εｌ十〜ε１−
・・・量子化による遅延時間の誤差、ｘｉ・・・１番目
の振動子のｇｉ十〜ＣＩ−を最小にする半径 １・・・送受信器、２・・・遅延回路、３・・・凹面の
アニユラアレイＳ動子、４・・・検波回路、５・・・Ｄ
ＥＣ１６・・・テレビモニタ、７−メカスキャナ、８・
・・システムコントローラ、９・・・遅延時間制−回路
。 代理人　弁理士　　則　近　憲　右 同　　　　　竹　花　喜久男 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）凹面状の配列振動子のそれぞれに与える遅延時間
   を制御して超音波ビームの収束点の深さを可変する超音
   波診断装置において、凹面の曲率半径が、収束点を可変
   する範囲の最大値と最小値でそれぞれの配列振動子に与
   える遅延時間の最大値がほぼ等しくなるように決められ
   ていることを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）配列振動子は同心円状であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の超音波診断装置。