JPH021247A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、被検体に向けて送波した超音波の該被検体よ
りの反射成分を収集して診断に供する超音波診断装置に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an ultrasound system that collects reflected components of ultrasound waves transmitted toward a subject and uses the reflected components from the subject for diagnosis. Related to diagnostic equipment.
(従来の技術)
超音波診断装置においては、駆動パルス(励振パルスと
も称される)の印加により被検体に向けて超音波を送波
すると共に、該被検体よりの反射成分(超音波エコー)
を受波する超音波プローブが備えられている。(Prior Art) In an ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic waves are transmitted toward a subject by applying a drive pulse (also called an excitation pulse), and reflected components (ultrasonic echoes) from the subject are transmitted.
It is equipped with an ultrasonic probe that receives the waves.
実際の超音波診断装置においては、タイプの異なる複数
の超音波プローブが用意され、診断対象部位や用途に応
じて適宜に使い分けられている。In an actual ultrasonic diagnostic apparatus, a plurality of different types of ultrasonic probes are prepared and used appropriately depending on the region to be diagnosed and the purpose.
複数の超音波振動子をアレイ状に配列して成り超音波の
電子スキャン(リニアスキャン、セクタスキャン)を可
能とする超音波プローブを備える超音波診断装置におい
ては、該プローブの超音波振動子への駆動パルス印加用
の複数の送信系チャンネルと、超音波エコー信号処理用
の複数の受信系チャンネルとを有して成る送受信回路が
設けられている。この送受信回路は電子スキャン用超音
波プローブ専用であり、当該プローブにおける超音波振
動子に対して入出力インピーダンス等が最適の値に設定
されている。In an ultrasound diagnostic apparatus equipped with an ultrasound probe that is composed of a plurality of ultrasound transducers arranged in an array and that enables ultrasound electronic scanning (linear scan, sector scan), the ultrasonic transducer of the probe is A transmitter/receiver circuit is provided which has a plurality of transmitting system channels for applying drive pulses and a plurality of receiving system channels for processing ultrasonic echo signals. This transmitting/receiving circuit is dedicated to an ultrasonic probe for electronic scanning, and the input/output impedance and the like are set to optimum values for the ultrasonic transducer in the probe.
(発明が解決しようとする課題)
ところで、このような超音波診断装置において、電子ス
キャン用超音波プローブとは別のプローブ例えばメカニ
カルスキャン用の超音波プローブを用いて被検体の超音
波情報を収集したい場合がある。メカニカルスキャン用
の超音波プローブとしては、リング状に形成された複数
の超音波振動子を同心円状に配列して成り、電子フォー
カシングを可能としたアニユラアレイ型と、円形状の1
個の超音波振動子を有して成るシングル型とが挙げられ
るが、いずれのプローブにおいても電子スキャン用超音
波プローブの振動子に比して振動子の面積が大きく、逆
にインピーダンスが小さい。(Problem to be Solved by the Invention) Incidentally, in such an ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic information of a subject is collected using a probe other than the ultrasonic probe for electronic scanning, such as an ultrasonic probe for mechanical scanning. There are times when you want to. Ultrasonic probes for mechanical scanning are of the annular array type, which consists of a plurality of ring-shaped ultrasonic transducers arranged concentrically, and which enables electronic focusing, and the circular array type, which is made of a plurality of ring-shaped ultrasonic transducers arranged concentrically, and the circular array type, which enables electronic focusing.
There is a single type probe having two ultrasonic transducers, but in both types of probes, the area of the transducer is larger than the transducer of an ultrasonic probe for electronic scanning, and conversely the impedance is small.
上記のように、送受信回路が電子スキャン用超音波プロ
ーブにおける振動子に対して最適設計されているため、
この送受信回路をそのまま使用して上記のメカニカルス
キャン用超音波プローブを駆動しても、負荷(超音波振
動子)駆動能力低下や受信系におけるS/N比低下によ
り被検体の超音波情報を高S/N比で収集することは困
難であり、どうしてもメカニカルスキャン用超音波プロ
ーブ専用の送受信回路を別に付加する必要がある。しか
し、メカニカルスキャン用超音波プローブ専用の送受信
回路を付加すると、装置の大型化及びコスト増大を招来
する。As mentioned above, the transmitter/receiver circuit is optimally designed for the transducer in the ultrasonic probe for electronic scanning, so
Even if this transmitter/receiver circuit is used as is to drive the mechanical scanning ultrasound probe described above, the ultrasound information of the subject will be enhanced due to a decrease in the load (ultrasonic transducer) driving ability and a decrease in the S/N ratio in the receiving system. It is difficult to collect data with an S/N ratio, and it is necessary to add a separate transmitting and receiving circuit dedicated to the mechanical scanning ultrasonic probe. However, adding a transmitter/receiver circuit dedicated to a mechanical scanning ultrasonic probe increases the size and cost of the device.
そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、電子スキ
ャン用超音波プローブの他に、メカニカルスキャン用超
音波プローブの如く超音波振動子の数が送受信回路のチ
ャンネル数より少ない超音波プローブの使用を可能とす
る超音波診断装置であって超音波情報のS/N比の向上
を図ったものを小型且つ低コストにて提供することを目
的としている。Therefore, the present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks, and uses an ultrasonic probe in which the number of ultrasonic transducers is smaller than the number of channels of the transmitting/receiving circuit, such as an ultrasonic probe for mechanical scanning, in addition to an ultrasonic probe for electronic scanning. The purpose of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that is small in size and at low cost and that is capable of improving the S/N ratio of ultrasonic information.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記課題を解決するために本発明に係る超音波診断装置
では、超音波振動子への駆動パルス印加用の複数の送信
系チャンネルと、超音波エコー信号処理用の複数の受信
系チャンネルとを有する送受信回路を備え、この送受信
回路のチャンネル数よりも少ない数の超音波振動子を有
して成る超音波プローブの使用を可能とする超音波診断
装置において、複数の送信系チャンネル出力端を前記超
音波プローブにおける超音波振動子に対して並列接続す
ることで該振動子の並列駆動を可能とする第1の手段と
、複数の受信系チャンネル入力端を前記超音波プローブ
における超音波振動子に対して並列接続することにより
同一の超音波エコー信号の複数チャンネルでの受信処理
を可能とする第2の手段との少なくともいずれかを備え
ている。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a plurality of transmission system channels for applying drive pulses to an ultrasonic transducer, An ultrasonic probe comprising a transmitting/receiving circuit having a plurality of receiving channels for processing sound wave echo signals and having a smaller number of ultrasonic transducers than the number of channels of the transmitting/receiving circuit. In the diagnostic apparatus, a first means for enabling parallel drive of the ultrasonic transducers of the ultrasonic probe by connecting output ends of a plurality of transmission system channels in parallel to the ultrasonic transducers of the ultrasonic probe; and a plurality of reception system channels. and at least one of a second means that enables reception processing of the same ultrasound echo signal on multiple channels by connecting the input end in parallel to the ultrasound transducer in the ultrasound probe. .
ここで、過電流に対する保護抵抗を送信系チャンネルに
対応して設けるようにするとよい。Here, it is preferable to provide a protection resistor against overcurrent corresponding to each transmission channel.
(作 用)
前記第1の手段により、複数の送信系チャンネル出力端
を超音波振動子に対して並列接続した場合の等何回路を
第7図に示す。(Function) FIG. 7 shows a circuit in which a plurality of transmitting system channel output ends are connected in parallel to an ultrasonic transducer using the first means.
同図において、■Pは各送信系チャンネル毎のパルサ出
力電圧(内部起電力と考えられる)であり、ZPはパル
サの出力インピーダンスであり、ZLは超音波振動子の
入力インピーダンスである。In the figure, ■P is the pulsar output voltage (considered as internal electromotive force) for each transmission channel, ZP is the output impedance of the pulsar, and ZL is the input impedance of the ultrasonic transducer.
ここで、パルサ1個の場合を想定すると、この場合の超
音波振動子の両端間電圧V’Lは、と表され、例えばZ
L =ZPの条件下で、V’L=VP /2となる。Here, assuming the case of one pulser, the voltage V'L between both ends of the ultrasonic transducer in this case is expressed as, for example, Z
Under the condition of L=ZP, V'L=VP/2.
一方、第7図のようにM個(M=2. 3. 4゜・・
・)のパルサが並列接続された場合、超音波振動子の両
端間電圧VLは、
と表わされ、複数のZPの並列の条件下でZL)ZP/
Mが成立するから、vtnlvpとなり、パルサの出力
インピーダンスZPによる電圧降下を無視することがで
きる。従って、複数の送信チャンネル出力端を超音波振
動子に対して並列接続した場合には、送信回路の負荷駆
動能力が向上する。このため、超音波の送信レベルが増
大し、受信レベル増大により超音波情報のS/N比が向
上する。On the other hand, as shown in Figure 7, there are M pieces (M=2.3.4°...
・) When the pulsers of
Since M holds true, vtnlvp holds, and the voltage drop due to the output impedance ZP of the pulser can be ignored. Therefore, when a plurality of transmission channel output ends are connected in parallel to the ultrasonic transducer, the load driving ability of the transmission circuit is improved. Therefore, the transmission level of the ultrasound increases, and the increase in the reception level improves the S/N ratio of the ultrasound information.
前記第2の手段により、複数の受信系チャンネル入力端
を超音波振動子に対して並列接続した場合の等何回路を
第8図に示す。同図においてZsは超音波振動子の出力
インピーダンスであり、Vsは超音波振動子の出力信号
電圧(ノイズを含まない受信エコー)であり、vNはノ
イズ電圧であり、AMPは各受信チャンネルにおけるプ
リアンプ(増幅度Av=’J−とする)であり、ADD
は加算器である。Vs、VNが同時にM個(M=2゜3
.4.・・・)のプリアンプ(AMP)に同時に入力さ
れる。この場合、信号成分は互いに相関があるため、M
倍に加算されるが、プリアンプのノイズ成分は相関がな
いためff倍に加算されることになる。プリアンプ(A
MP)9の入力換算ノイズVniが超音波振動子の出力
ノイズVNよりも大きいとき、出力電圧Voutは、
Vouj =M (Vs 十V[) +、r11コT1
ゴと表わされる。従って、受信系におけるS/N比は、
S/N
−M−Vs/ L N +(MVnipとなり、
VN<V旧のときに受信系におけるS/N比が改善され
ることになる。FIG. 8 shows a circuit in which a plurality of receiving system channel input ends are connected in parallel to an ultrasonic transducer using the second means. In the figure, Zs is the output impedance of the ultrasonic transducer, Vs is the output signal voltage of the ultrasonic transducer (received echo without noise), vN is the noise voltage, and AMP is the preamplifier in each receiving channel. (Amplification degree Av='J-), and ADD
is an adder. There are M Vs and VN at the same time (M=2゜3
.. 4. ...) are simultaneously input to the preamplifier (AMP). In this case, since the signal components are correlated with each other, M
However, since the noise component of the preamplifier has no correlation, it is multiplied by ff. Preamplifier (A
When the input conversion noise Vni of MP) 9 is larger than the output noise VN of the ultrasonic transducer, the output voltage Vout is Vouj = M (Vs 10V [) +, r11 koT1
It is expressed as Go. Therefore, the S/N ratio in the receiving system is S/N - M - Vs/ L N + (MVnip,
When VN<Vold, the S/N ratio in the receiving system is improved.
ここで、複数のパルサ、複数のプリアンプ、加算器を含
んで成る送受信回路は、本来電子スキャン用超音波プロ
ーブ専用のものであり、新たに付加したものではない。Here, the transmitting/receiving circuit including a plurality of pulsers, a plurality of preamplifiers, and an adder is originally dedicated to the electronic scanning ultrasonic probe, and is not newly added.
従って、本発明によれば、メカニカルスキャン用超音波
プローブの如く超音波振動子の数が送受信回路のチャン
ネル数より少ない超音波プローブの使用を可能とする超
音波診断装置を、小型且つ低コストにて提供できる。Therefore, according to the present invention, an ultrasonic diagnostic apparatus that enables the use of an ultrasonic probe in which the number of ultrasonic transducers is smaller than the number of channels of a transmitting/receiving circuit, such as an ultrasonic probe for mechanical scanning, can be made small and at low cost. can be provided.
尚、負荷(超音波振動子)駆動能力の向上又は受信系S
/N比の向上により、装置全体としての超音波情報のS
/N比の向上が可能となるから、上記第1.第2の手段
の双方を具備するのが理想的ではあるが、いずれか一方
を具備する場合でも本発明の目的を達成し得る。In addition, improving the drive capacity of the load (ultrasonic transducer) or receiving system S
By improving the /N ratio, the ultrasonic information of the entire device can be
/N ratio can be improved, so the above 1. Although it is ideal to have both of the second means, the object of the present invention can be achieved even if either one is provided.
(実施例)
以下、図面に示した実施例に基づき本発明を具体的に説
明する。(Example) The present invention will be specifically described below based on the example shown in the drawings.
第1図は本発明の一実施例たる超音波診断装置のブロッ
ク図である。同図において、1aはコネクタであり、超
音波プローブはこのコネクタ1aにより装置本体に着脱
自在に結合される。2−1乃至2−mは超音波プローブ
における振動子の駆動タイミングを遅延させる送信遅延
部であり、3−1乃至3−mは該振動子の励振に供され
る駆動パルスを発生するパルサである。4は振動子の切
換え接続を行う高圧スイッチ群である。6−1乃至6−
mは、振動子から高圧スイッチ群4を介して入力される
超音波エコー信号(超音波情報)を増幅するプリアンプ
であり、7−1乃至7−mはこのプリアンプ6−1乃至
6−mの出力を遅延する受信遅延部であり、8はこの受
信遅延部7−1乃至7−mの出力を加算する加算器であ
る。また、9はこの加算器8の出力を取込み、エコー信
号の処理を行うエコー信号処理部であり、10はフレー
ムメモリを中心に構成されたディジタルスキャンコンバ
ータであり、11はこのディジタルスキャンコンバータ
10の出力を可視化する表示部である。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1a denotes a connector, and the ultrasonic probe is detachably connected to the main body of the apparatus through this connector 1a. 2-1 to 2-m are transmission delay units that delay the drive timing of the transducer in the ultrasonic probe, and 3-1 to 3-m are pulsers that generate drive pulses used to excite the transducer. be. 4 is a group of high-voltage switches for switching and connecting the vibrators. 6-1 to 6-
m is a preamplifier that amplifies the ultrasonic echo signal (ultrasonic information) input from the transducer via the high voltage switch group 4, and 7-1 to 7-m are preamplifiers 6-1 to 6-m. This is a reception delay section that delays the output, and 8 is an adder that adds the outputs of the reception delay sections 7-1 to 7-m. Further, 9 is an echo signal processing unit that takes in the output of this adder 8 and processes the echo signal, 10 is a digital scan converter mainly configured with a frame memory, and 11 is a digital scan converter of this digital scan converter 10. This is a display unit that visualizes the output.
尚、上記のパルサ3−1乃至3−m、送信遅延部2−1
乃至2−m、プリアンプ6−1乃至6−m、受信遅延部
7−1乃至7−m、加算器8を有して送受信回路14が
形成される。In addition, the above-mentioned pulsers 3-1 to 3-m, transmission delay section 2-1
2-m to 2-m, preamplifiers 6-1 to 6-m, reception delay sections 7-1 to 7-m, and adder 8, forming a transmitting/receiving circuit 14.
また、超音波プローブのタイプ識別のためのプローブ[
DはCPU13によって認識されるようになっている。In addition, the probe for identifying the type of ultrasound probe [
D is recognized by the CPU 13.
CPU13は、機能的に送受信制御手段12と駆動条件
設定手段15とを有する。The CPU 13 functionally includes a transmission/reception control means 12 and a driving condition setting means 15.
送受信制御手段12は、前記高圧スイッチ群4゜送信遅
延部2−1乃至2−m、受信遅延部7−1乃至7−m等
の動作制御を司るものである。駆動条件設定手段13は
プローブID情報に基づいて超音波プローブのタイプを
認識し、当該認識結果に基づいて超音波プローブの駆動
条件設定を行うものである。The transmission/reception control means 12 controls the operations of the high voltage switch group 4.degree. transmission delay sections 2-1 to 2-m, reception delay sections 7-1 to 7-m, and the like. The drive condition setting means 13 recognizes the type of ultrasound probe based on the probe ID information, and sets the drive conditions of the ultrasound probe based on the recognition result.
第2図は、電子スキャン用超音波プローブ16がコネク
タla、lb (laは装置本体側コネクタ、lbはプ
ローブ側コネクタ)を介して装置本体に結合された状態
を示している。この超音波プローブ16は、複数の振動
子19をアレイ状に配列して成るもので、高圧スイッチ
群4における各スイッチの断続によってリニアスキャン
が可能となる。FIG. 2 shows a state in which the electronic scanning ultrasonic probe 16 is connected to the apparatus main body via connectors la and lb (la is the apparatus main body side connector, lb is the probe side connector). This ultrasonic probe 16 is made up of a plurality of transducers 19 arranged in an array, and enables linear scanning by turning on and off each switch in the high-voltage switch group 4.
第3図は、アニユラアレイ型のメカニカルセクタスキャ
ン用超音波プローブ17がコネクタla。In FIG. 3, an annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe 17 is connected to a connector la.
lb’を介して装置本体に結合された状態を示している
。この超音波プローブ17はリング状に形成された複数
の超音波振動子17を同心円状に配列して成るものであ
る。この超音波プローブ17における超音波振動子20
の数は、送受信回路14のチャンネル数より少ない。プ
ローブ側コネクタlb’ において4チヤンネル毎に並
列接続されており、これに対応して高圧スイッチ群4は
送受信制御手段12の制御により4チャンネル単位で駆
動されるようになっている。つまり、この高圧スイッチ
群4のONにより、4チャンネル分の送信系チャンネル
出力端(パルサ出力端を意味する)又は4チャンネル分
の受信系チャンネル入力端(プリアンプ出力端を意味す
る)が1個の超音波振動子20に対して並列接続される
ことになる。It shows a state where it is coupled to the main body of the device via lb'. This ultrasonic probe 17 is made up of a plurality of ring-shaped ultrasonic transducers 17 arranged concentrically. Ultrasonic transducer 20 in this ultrasonic probe 17
The number of channels is smaller than the number of channels of the transmitting/receiving circuit 14. At the probe side connector lb', every four channels are connected in parallel, and correspondingly, the high voltage switch group 4 is driven in units of four channels under the control of the transmission/reception control means 12. In other words, by turning on this high-voltage switch group 4, the transmitting system channel output terminals for four channels (meaning the pulsar output terminal) or the receiving system channel input terminals for four channels (meaning the preamplifier output terminal) become one. It will be connected in parallel to the ultrasonic transducer 20.
それ故に、本発明における第1.第2の手段は、第3図
の如(複数のコネクタピンが短絡結線されたプローブ側
コネクタlb’ と高圧スイッチ群4によって実現され
る。Therefore, the first aspect of the present invention. The second means is realized by a probe-side connector lb' in which a plurality of connector pins are short-circuited and a high-voltage switch group 4, as shown in FIG.
次に、上記のように構成された実施例装置の作用につい
て説明する。Next, the operation of the embodiment device configured as described above will be explained.
装置本体に電子スキャン用超音波プローブ16が装着さ
れた場合(第2図参照) 、CPU13における駆動条
件設定手段15によって当該プローブ16が認識され、
送受信制御手段12の制御下でリニアスキャンが実行さ
れ、これにより得られた超音波情報がエコー信号処理部
9により処理され、ディジタルスキャンコンバータ10
を介して表示部11上に表示される。この場合の各部の
動作は従来装置と同様である。When the electronic scanning ultrasonic probe 16 is attached to the main body of the apparatus (see FIG. 2), the drive condition setting means 15 in the CPU 13 recognizes the probe 16,
A linear scan is executed under the control of the transmission/reception control means 12, and the ultrasonic information obtained thereby is processed by the echo signal processing section 9 and sent to the digital scan converter 10.
is displayed on the display unit 11 via. The operations of each part in this case are similar to those of the conventional device.
次に、装置本体にメカニカルセクタスキャン用超音波プ
ローブ17が装着された場合(第3図参照)、CPU1
3における駆動条件設定手段15によって当該プローブ
17が認識され、送受信制御手段12の制御下でメカニ
カルセクタスキャンが実行される。本実施例では、超音
波の送信において超音波プローブ17の各超音波振動子
に対してパルサ3−1乃至3−mのうちの4個が並列接
続され、また、超音波の受信においてプリアンプ6−1
乃至6−mのうちの4個が並列接続される。Next, when the ultrasonic probe 17 for mechanical sector scanning is attached to the main body of the device (see Fig. 3), the CPU 1
The probe 17 is recognized by the drive condition setting means 15 in step 3, and a mechanical sector scan is executed under the control of the transmission/reception control means 12. In this embodiment, four of the pulsers 3-1 to 3-m are connected in parallel to each ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 17 when transmitting ultrasonic waves, and a preamplifier 6 is connected in parallel when receiving ultrasonic waves. -1
6-m are connected in parallel.
つまり、高圧スイッチ群4の作用によって送信系チャン
ネル出力端及び受信系チャンネル入力端がそれぞれ4チ
ャンネル単位で並列接続されるのである。これによれば
、送信時において各超音波振動子が4個の送信系チャン
ネルによって並列駆動され、また、受信時において同一
の超音波エコーが4個の受信系チャンネルで受信処理さ
れることになる。従って、既述した理由により、送信系
の負荷(超音波振動子)駆動能力が向上し、また、受信
系のS/N比が向上する。That is, by the action of the high-voltage switch group 4, the transmitting channel output terminals and the receiving channel input terminals are connected in parallel in units of four channels. According to this, each ultrasonic transducer is driven in parallel by four transmission channels during transmission, and the same ultrasound echo is received and processed by four reception channels during reception. . Therefore, for the reasons already mentioned, the load (ultrasonic transducer) driving ability of the transmitting system is improved, and the S/N ratio of the receiving system is improved.
尚、当該プローブ17によるメカニカルセクタスキャン
において、送信遅延部2−1乃至2−m及び受信遅延部
7−1乃至7−mの遅延時間は、それぞれ超音波振動子
に並列接続されるチャンネル毎に同一となる。In addition, in the mechanical sector scan by the probe 17, the delay times of the transmission delay sections 2-1 to 2-m and the reception delay sections 7-1 to 7-m are determined for each channel connected in parallel to the ultrasonic transducer. be the same.
このように本実施例装置においては、高圧スイッチ群4
の作用により、複数のパルサ出力端の並列接続及び複数
のプリアンプ入力端の並列接続が行われるため、本来、
電子スキャン用超音波プローブ専用の送受信回路14で
あるにもかかわらず、アニユラアレイ型に対する最適化
がなされ、良好な超音波情報の収集が可能となる。また
、アニユラアレイ型メカニカルセクタスキャン用超音波
プローブ専用の送受信回路を必要としないため、装置の
大型化、コスト上昇を回避できる。In this way, in the device of this embodiment, the high voltage switch group 4
Due to the action of , multiple pulsar output terminals are connected in parallel and multiple preamplifier input terminals are connected in parallel.
Although the transmitter/receiver circuit 14 is dedicated to an ultrasound probe for electronic scanning, it is optimized for an annular array type and can collect good ultrasound information. Furthermore, since there is no need for a dedicated transmitter/receiver circuit for the annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe, it is possible to avoid an increase in the size and cost of the device.
次に、他の実施例について説明する。Next, other embodiments will be described.
上記実施例では、複数の送信系チャンネル出力端が同一
の超音波振動子に対して並列接続されるため、送信系チ
ャンネル間で遅延時間のばらつき、あるいは誤動作等が
あると、各送信系チャンネル出力端が短絡したのと等価
になり、過電流が流れるために回路破壊の虞れがある。In the above embodiment, multiple transmission system channel output ends are connected in parallel to the same ultrasonic transducer, so if there is variation in delay time or malfunction between the transmission system channels, the output ends of each transmission system channel This is equivalent to a short circuit at the ends, and there is a risk of circuit destruction due to overcurrent flowing.
そこで、これを防止するため、第4図に示すように、送
信系チャンネルの過電流に対する保護抵抗21を各チャ
ンネル対応して設けるとよい。この抵抗21は、送信系
チャンネル出力端に対して直列となれば、いかなる箇所
に挿入接続してもよいが、他の超音波プローブ例えば電
子スキャン用超音波プローブ16等の切換え使用を考慮
すれば(第2図参照)、第4図のように超音波プローブ
側、具体的にはプローブ側コネクタlb’ 内に配置す
るのがよい。このようにすれば、アニユラアレイ型のメ
カニカルセクタスキャン用超音波プローブ17を使用す
る場合にのみ、保護抵抗21が送信系チャンネル出力端
と直列に接続されることになり、他の超音波プローブ切
換え使用の場合の保護抵抗21の関与を排除できる。Therefore, in order to prevent this, as shown in FIG. 4, it is preferable to provide a protection resistor 21 for overcurrent in the transmission channel corresponding to each channel. This resistor 21 may be inserted and connected at any point as long as it is connected in series with the output end of the transmission system channel, but if you consider switching use of other ultrasonic probes, such as the ultrasonic probe 16 for electronic scanning, (See FIG. 2), it is preferable to arrange it on the ultrasonic probe side, specifically, inside the probe side connector lb' as shown in FIG. In this way, the protective resistor 21 will be connected in series with the transmission channel output end only when using the annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe 17, and when using other ultrasonic probes by switching. In this case, the involvement of the protective resistor 21 can be eliminated.
ここで保護抵抗20の値は以下のように決定される。Here, the value of the protective resistor 20 is determined as follows.
第5図は第4図の構成において送信系チャンネル出力端
を超音波振動子に対して並列接続した場合の等何回路を
示している。vpt乃至VPMは各送信系チャンネル毎
のパルス出力電圧、ZPはパルサの出力インピーダンス
、ZLは超音波振動子の入力インピーダンスである。FIG. 5 shows an equivalent circuit in the configuration shown in FIG. 4 when the transmitting system channel output end is connected in parallel to the ultrasonic transducer. vpt to VPM are pulse output voltages for each transmission channel, ZP is the output impedance of the pulser, and ZL is the input impedance of the ultrasonic transducer.
送信時の最大電流を■ とし、保護抵抗21AX
の値をRとし、送信パルスの電圧(波高)をVHとした
場合、
Ro央v■/■MAX
Ro =R+ZP
の関係よりRを求めることができる。If the maximum current during transmission is ■, the value of the protective resistor 21AX is R, and the voltage (wave height) of the transmitted pulse is VH, then R can be found from the relationship Roov■/■MAX Ro = R+ZP. .
例えば第6図に示すように、CHI乃至CHMのうちC
HIのみ遅延時間がずれた場合、他の送信系チャンネル
及び負荷ZLに対して、VPIにによる電流■1が流れ
る。この■1の最大値I I MAX’よ1
但し、Ro =ZP +R
となる。これより、
となり、この式を満すようにRの値を決定すればよい。For example, as shown in FIG.
If only the HI delay time deviates, a current 1 due to the VPI flows to other transmission channels and the load ZL. The maximum value of (1) I I MAX' is 1. However, Ro = ZP + R. From this, it becomes as follows, and the value of R may be determined so as to satisfy this formula.
但し、Rをあまり大きくすると、負荷駆動能力が大幅に
低下するので注意を要する。However, care must be taken because if R is made too large, the load driving ability will be significantly reduced.
このように保護抵抗21を設けることにより、遅延回路
のばらつきや外乱ノイズによる誤動作等があった場合で
も、過電流が流れることがないから、回路の破壊が防止
される。また、保護抵抗21の存在により負荷駆動能力
は上記実施例の場合よりも若干低下することになるが、
それでも、受信の場合にはこの保護抵抗21をほとんど
無視することができ、複数の受信系チャンネル入力端を
超音波振動子に対して並列接続した場合のSZN比改善
については上記実施例の場合と同等であり、装置全体と
しての超音波情報のS/N比は、従来(こ比して向上す
ることになる。By providing the protective resistor 21 in this way, even if there is a malfunction due to variations in the delay circuit or disturbance noise, no overcurrent will flow, and the circuit will be prevented from being destroyed. Also, due to the presence of the protective resistor 21, the load driving ability will be slightly lower than in the above embodiment;
However, in the case of reception, this protective resistor 21 can be almost ignored, and the improvement of the SZN ratio when multiple reception system channel input ends are connected in parallel to the ultrasonic transducer is similar to the case of the above embodiment. They are equivalent, and the S/N ratio of ultrasound information as a whole of the apparatus is improved compared to the conventional method.
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可
能であるのは言うまでもない。Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, and that various modifications can be made.
例えば上記実施例ではアニユラアレイ型のメカニカルセ
クタスキャン用超音波プローブを用いる場合について説
明したが、通常の電子スキャン用超音波プローブの他に
、送受信回路14におけるチャンネル数よりも少ない数
の超音波振動子を有して成る超音波プローブを用いる場
合の全てにおいて本発明を適用することができる。尚、
シングル型のメカニカルスキャン用超音波プローブのよ
うに送受信の遅延時間が不要な場合には、該遅延時間を
零に設定すればよい。For example, in the above embodiment, a case has been described in which an annular array type mechanical sector scanning ultrasonic probe is used. The present invention can be applied to all cases where an ultrasonic probe having the following is used. still,
If a transmission/reception delay time is unnecessary, such as in a single-type mechanical scanning ultrasonic probe, the delay time may be set to zero.
また、上記実施例ではプローブID情報に基づいて超音
波プローブの認識を行い、この認識結果に応じて高圧ス
イッチ群4の動作を制御するようにしたが、装置の操作
パネル上に超音波プローブのタイプに対応したスイッチ
を設け、このスイッチの操作によって駆動条件を設定す
るようにしてもよい。Furthermore, in the above embodiment, the ultrasound probe is recognized based on the probe ID information, and the operation of the high voltage switch group 4 is controlled according to the recognition result. A switch corresponding to the type may be provided, and the driving conditions may be set by operating the switch.
更に、上記実施例では高圧スイッチ群4によって実現さ
れる第1.第2の手段の双方を備えたものについて説明
したが、いずれか一方の手段を省略してもよい。Furthermore, in the above embodiment, the first . Although a case has been described that includes both of the second means, either one of the means may be omitted.
そしてまた、高圧スイッチ群4を具備しない装置におい
ても本発明を適用することができる。すなわち、使用可
能プローブのうち超音波振動子数の最も多いプローブに
対応する送受信回路を有し、この回路において超音波送
受信の0N10FF制御を行うようにした超音波診断装
置においても、超音波波振動子の並列駆動及び同一超音
波エコー信号の複数チャンネルでの受信処理を行うこと
ができ、従って、上記実施例と同様の効果を奏する。こ
の場合、本発明における第1.第2の手段は、第3図の
如(結線されたプローブ側コネクタと、前記送受信回路
の超音波送受信0N10FF制御部とによって形成され
る。Furthermore, the present invention can also be applied to a device that does not include the high-voltage switch group 4. That is, even in an ultrasonic diagnostic apparatus that has a transmitter/receiver circuit corresponding to the probe with the largest number of ultrasonic transducers among usable probes, and performs 0N10FF control of ultrasonic transmitter/receiver in this circuit, ultrasonic wave vibration It is possible to drive the ultrasound echo signals in parallel and to receive the same ultrasonic echo signal in a plurality of channels. Therefore, the same effects as in the above embodiment can be achieved. In this case, the first aspect of the present invention. The second means is formed by a connected probe-side connector and an ultrasonic transmitting/receiving 0N10FF control section of the transmitting/receiving circuit as shown in FIG.
[発明の効果コ
以上詳述したように本発明によれば、電子スキャン用超
音波プローブの他に、超音波振動子数が送受信回路のチ
ャンネル数より少ない超音波プローブの使用を可能とす
る超音波診断装置であって超音波情報のS/N比の向上
を図ったものを、小型且つ低コストにて提供することが
できる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, in addition to an ultrasonic probe for electronic scanning, an ultrasonic probe in which the number of ultrasonic transducers is smaller than the number of channels in a transmitting/receiving circuit can be used. It is possible to provide a small-sized and low-cost sonic diagnostic device that improves the S/N ratio of ultrasound information.
第1図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
ブロック図、第2図及び第3図は本実施例装置の主要部
の詳細な説明図、第4図は他の実施例の説明図、第5図
は第4図の構成の場合の等価回路図、第6図は送信パル
スのタイミング図、第7図及び第8図は本発明の原理説
明図である。
(1b’、4)・・・第1の手段、第2の手段、14・
・・送受信回路、
19.20・・・超音波振動子、
21・・・保護抵抗。Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the ultrasonic diagnostic device according to the present invention, Figs. 2 and 3 are detailed explanatory diagrams of the main parts of the device of this embodiment, and Fig. 4 is another embodiment. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for the configuration shown in FIG. 4, FIG. 6 is a timing chart of transmission pulses, and FIGS. 7 and 8 are diagrams explaining the principle of the present invention. (1b', 4)...first means, second means, 14.
... Transmission/reception circuit, 19.20... Ultrasonic transducer, 21... Protection resistor.
Claims (3)
系チャンネルと、超音波エコー信号処理用の複数の受信
系チャンネルとを有する送受信回路、及び、この送受信
回路のチャンネル数よりも少ない数の超音波振動子を有
して成る超音波プローブを備えた超音波診断装置におい
て、複数の送信系チャンネル出力端を前記超音波プロー
ブにおける超音波振動子に対して並列接続することで該
振動子の並列駆動を可能とする第1の手段と、複数の受
信系チャンネル入力端を前記超音波プローブにおける超
音波振動子に対して並列接続することにより同一の超音
波エコー信号の複数チャンネルでの受信処理を可能とす
る第2の手段との少なくともいずれかを有することを特
徴とする超音波診断装置。(1) A transmitting/receiving circuit having multiple transmitting system channels for applying drive pulses to the ultrasonic transducer and multiple receiving system channels for processing ultrasound echo signals, and a number of channels smaller than the number of channels of this transmitting/receiving circuit. In an ultrasonic diagnostic apparatus equipped with an ultrasonic probe having several ultrasonic transducers, a plurality of transmission system channel output ends are connected in parallel to the ultrasonic transducers of the ultrasonic probe, thereby reducing the vibration. The first means enables parallel driving of the same ultrasound echo signal in multiple channels by connecting a plurality of receiving system channel input terminals in parallel to the ultrasound transducer of the ultrasound probe. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by having at least one of a second means that enables reception processing.
を各送信系チャンネルに対応して設けた請求項1記載の
超音波診断装置。(2) The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a protection resistor against overcurrent of the transmission system channel is provided corresponding to each transmission system channel.
2記載の超音波診断装置。(3) The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the protective resistor is provided on the ultrasonic probe side.
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US07/481,202 US5092337A (en) | 1989-02-22 | 1990-02-20 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
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