[go: up one dir, main page]

JP2006015071A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasonic diagnostic equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2006015071A
JP2006015071A JP2004198458A JP2004198458A JP2006015071A JP 2006015071 A JP2006015071 A JP 2006015071A JP 2004198458 A JP2004198458 A JP 2004198458A JP 2004198458 A JP2004198458 A JP 2004198458A JP 2006015071 A JP2006015071 A JP 2006015071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
windings
primary
transmission power
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004198458A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Morio Nishigaki
森緒 西垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2004198458A priority Critical patent/JP2006015071A/en
Publication of JP2006015071A publication Critical patent/JP2006015071A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52019Details of transmitters
    • G01S7/5202Details of transmitters for pulse systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

【課題】送信用電源の出力電圧のモード間における変化を小さく抑え、電圧降下を補償するためのキャパシタにおける消費電力および発熱を小さくする。
【解決手段】超音波の送受信を行なう振動子を駆動するためのトランス16およびスイッチ手段から構成された送信パルス発生器15と、送信パルス発生器に電流を供給する送信用電源5と、送信用電源の出力端に接続されたキャパシタと、送信用電源の電圧を制御する制御器4とを備える。トランスの1次側巻線は、巻線数が異なる複数系統の1次側巻線16a、16bからなり、複数系統の1次側巻線には各々、2系統のスイッチ手段13A、13B、17A、17Bが接続され、2系統のスイッチ手段を介して、送信用電源から各々の1次側巻線に逆向きの電流が流される。
【選択図】図1
A change in output voltage of a transmission power supply between modes is suppressed, and power consumption and heat generation in a capacitor for compensating for a voltage drop are reduced.
A transmission pulse generator 15 comprising a transformer 16 and a switching means for driving a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a transmission power supply 5 for supplying current to the transmission pulse generator, and a transmission A capacitor connected to the output terminal of the power supply and a controller 4 for controlling the voltage of the transmission power supply are provided. The primary winding of the transformer is composed of a plurality of primary windings 16a and 16b having different numbers of windings, and each of the plurality of primary windings includes two switching means 13A, 13B and 17A. , 17B are connected to each other, and currents in opposite directions are supplied from the transmission power source to the primary windings via the two switch means.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、振動子により超音波の送受信を行ない体内の情報を得るための超音波診断装置、特に振動子を駆動する回路の改良に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining information in a body by transmitting and receiving ultrasonic waves using a vibrator, and more particularly to improvement of a circuit for driving the vibrator.

振動子を用いて体内に超音波の送受信をくり返し行うことで、体内の2次元情報を得る超音波診断装置の原理は、広く知られている。2次元走査の方式としては、単一の振動子を機械的に走査するものと、配列振動子を用い、配列振動子からの送受信方向を変える、もしくは、送受信に用いる配列振動子の選択を少しずつ変えていくことで走査を行なう方式が知られている。以下に、セクタ走査と呼ばれる、配列振動子からの送受信方向の偏向角を変えることで2次元走査を行なう方式について説明する。   The principle of an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains two-dimensional information in the body by repeatedly transmitting and receiving ultrasonic waves in the body using a vibrator is widely known. As a two-dimensional scanning method, a single transducer is mechanically scanned and an array transducer is used. The direction of transmission / reception from the array transducer is changed, or the array transducer used for transmission / reception is slightly selected. There is known a method of performing scanning by changing each time. Hereinafter, a method called two-dimensional scanning by changing the deflection angle in the transmission / reception direction from the array transducer, which is called sector scanning, will be described.

配列振動子を用いてセクタ走査を行なう超音波診断装置は、たとえば図6のように構成される。超音波の送受信を行なう振動子1−1〜1−8に、送信パルス発生器2−1〜2−8が接続されており、制御器4による制御のもとに送信トリガ発生器3で発生されたトリガパルスに基づき、送信パルス発生器2−1〜2−8より駆動パルスが発生され、振動子1−1〜1−8が駆動される。送信パルス発生器2−1〜2−8で発生する駆動パルスの振幅は、制御器4でコントロールされた送信用電源5の出力電圧で決定される。送信用電源5の出力端には、電圧安定のためにキャパシタ11が設置される。また、振動子1−1〜1−8には受信アンプ6−1〜6−8が接続され、適当なゲインに増幅された後に、ビーム形成器7で遅延加算が行なわれる。さらに、検波器8で検波された信号をスキャンコンバータ(DSC)9で走査変換を行ない、表示器10に表示する。   An ultrasonic diagnostic apparatus that performs sector scanning using an array transducer is configured as shown in FIG. 6, for example. Transmission pulse generators 2-1 to 2-8 are connected to transducers 1-1 to 1-8 that transmit and receive ultrasonic waves, and are generated by transmission trigger generator 3 under the control of controller 4. Based on the generated trigger pulse, drive pulses are generated from the transmission pulse generators 2-1 to 2-8, and the vibrators 1-1 to 1-8 are driven. The amplitude of the drive pulse generated by the transmission pulse generators 2-1 to 2-8 is determined by the output voltage of the transmission power source 5 controlled by the controller 4. A capacitor 11 is installed at the output terminal of the transmission power supply 5 for voltage stabilization. Also, receiving amplifiers 6-1 to 6-8 are connected to the transducers 1-1 to 1-8, and after being amplified to an appropriate gain, the beamformer 7 performs delay addition. Further, the signal detected by the detector 8 is scan-converted by a scan converter (DSC) 9 and displayed on the display 10.

送信パルス発生器2の一例について、図7を参照して説明する。図7(a)に示すように、送信パルス発生器2の内部は、昇圧用のトランス12と、スイッチ手段13A、13Bから構成されている。トランス12の1次側は中間タップを持ち、中間タップには、送信用電源5から電流が供給されている。   An example of the transmission pulse generator 2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7A, the inside of the transmission pulse generator 2 includes a step-up transformer 12 and switch means 13A and 13B. The primary side of the transformer 12 has an intermediate tap, and current is supplied from the transmission power supply 5 to the intermediate tap.

送信パルスを発生しないときには、スイッチ手段13A、13BはOFFになっている。送信パルスを発生する際には、まずスイッチ手段13AがONになる。それにより、中間タップからトランスの1次側巻線を上方向に電流が流れ、磁束が発生し、2次側に誘導起電力による電流が発生し、振動子1を駆動する。次にスイッチ手段13AがOFFになり、スイッチ手段13BがONになると、中間タップからトランスの1次側巻線を下方向に電流が流れ、磁束が発生し、2次側に誘導起電力による電流が発生するが、この電流の方向はスイッチ手段13AがONになったときと逆方向である。このようにして、バイポーラの送信パルスがトランス2次側に発生し、振動子を駆動する。   When no transmission pulse is generated, the switch means 13A and 13B are OFF. When generating a transmission pulse, the switch means 13A is first turned ON. As a result, a current flows upward from the intermediate tap through the primary side winding of the transformer, a magnetic flux is generated, a current due to the induced electromotive force is generated on the secondary side, and the vibrator 1 is driven. Next, when the switch means 13A is turned OFF and the switch means 13B is turned ON, a current flows downward from the intermediate tap through the primary winding of the transformer, a magnetic flux is generated, and a current due to the induced electromotive force is generated on the secondary side. However, the direction of this current is opposite to that when the switch means 13A is turned on. In this way, a bipolar transmission pulse is generated on the secondary side of the transformer and drives the vibrator.

最近の超音波診断装置では、振幅情報を輝度に置き換えて表示するBモード表示の他に、血流情報をスペクトラムで表示するドプラモード、血流情報を色で表示するカラーフローモードなどが、1つの装置で動作可能になっており、走査線ごとに異なるモード動作を行なうことが可能である。   In recent ultrasonic diagnostic apparatuses, in addition to the B mode display in which amplitude information is replaced with luminance, a Doppler mode in which blood flow information is displayed in a spectrum, a color flow mode in which blood flow information is displayed in color, and the like are 1 It is possible to operate with one device, and it is possible to perform different mode operations for each scanning line.

分解能が重視されるBモードに比較し、カラーフローモードもしくはドプラモードでは感度が重視される。このため送信波形において、Bモードでは比較的少ない波数で、カラーフローモードまたはドプラモードでは比較的多い波数で表示することが多い。   In the color flow mode or the Doppler mode, sensitivity is more important than the B mode in which resolution is important. Therefore, the transmission waveform is often displayed with a relatively small wave number in the B mode and with a relatively large wave number in the color flow mode or the Doppler mode.

一方、体内に入射できる超音波の強度には規定があり、同じ振幅でも波数の多い場合には単位時間あたりのパワーが大きくなるため、振幅を小さく設定する必要がある。また波数の小さいBモードでは、S/N比を向上させるために、規定の許す範囲で振幅を大きくする必要がある。   On the other hand, the intensity of ultrasonic waves that can enter the body is regulated, and the power per unit time increases when the number of waves is large even with the same amplitude, so it is necessary to set the amplitude small. Further, in the B mode with a small wave number, in order to improve the S / N ratio, it is necessary to increase the amplitude within the range allowed by the regulation.

図7(b)に示されるように、送信用電源5の出力電圧VBは、制御器4の制御により、Bモードの大きな振幅が必要な際にはVB1の電圧となり、振幅V1の送信パルスを発生する。また、カラーフローモードもしくはドプラモードでは、送信用電源5の出力電圧VBはVB2に下がり、振幅V2の送信パルスを発生する。   As shown in FIG. 7B, the output voltage VB of the transmission power source 5 becomes a voltage of VB1 when a large amplitude in the B mode is required by the control of the controller 4, and the transmission pulse of the amplitude V1 is changed. appear. In the color flow mode or the Doppler mode, the output voltage VB of the transmission power supply 5 drops to VB2, and a transmission pulse having an amplitude V2 is generated.

Bモードおよびカラーフローモードやドプラモードを高速に切り替えるためには、送信用電源の出力電圧を高速に変える必要があるが、図6に示したような1つの電源では、高速切り替えが難しいという問題があった。   In order to switch between the B mode, the color flow mode, and the Doppler mode at high speed, it is necessary to change the output voltage of the transmission power supply at high speed. However, it is difficult to switch at high speed with a single power supply as shown in FIG. was there.

これを解決するためには例えば、特許文献1に記載のように、複数の電源を持ち、スイッチにより供給する電源を切り替えて使用すればよい。図8に、特許文献1に記載された送信用の電圧切替方法を示す。図8(a)に示すように、送信用電源5A、5Bを用い、スイッチ14によりこれら2つの電源を切り替える。図8(b)に示すように、Bモードで比較的大きな振幅V1の送信波形を発生するときには、スイッチ14はa側に接続され、送信用電源5Aから電圧B1が供給される。カラーフローモード用に比較的小さな振幅V2で送信波形を発生するためには、スイッチ14はb側に接続され、送信用電源5Bの出力電圧B2が供給され、VBはB2と等しくなる。この動作を繰り返すことで、Bモード用の送信/受信とカラーフロー用の送信/受信を時分割で行なう。   In order to solve this, for example, as described in Patent Document 1, a plurality of power supplies may be used, and the power supplied by a switch may be switched. FIG. 8 shows a voltage switching method for transmission described in Patent Document 1. As shown in FIG. 8A, the transmission power supplies 5A and 5B are used, and these two power supplies are switched by the switch. As shown in FIG. 8B, when a transmission waveform having a relatively large amplitude V1 is generated in the B mode, the switch 14 is connected to the a side, and the voltage B1 is supplied from the transmission power supply 5A. In order to generate a transmission waveform with a relatively small amplitude V2 for the color flow mode, the switch 14 is connected to the b side, the output voltage B2 of the transmission power supply 5B is supplied, and VB becomes equal to B2. By repeating this operation, transmission / reception for the B mode and transmission / reception for the color flow are performed in a time-sharing manner.

図6に示したものと同様に、送信用電源5A、5Bの出力側にはそれぞれ、キャパシタC1、C2が取り付けられている。またスイッチ14の出力側には、キャパシタC3が取りつけられている。これは、送信パルス発生時に送信パルス発生器において急激な電力消費が発生し、スイッチ14の内部抵抗がゼロでないため電圧降下が発生し、出力電圧が下がるため、一時的な電源として用いるものである。
特開平11−290321号公報
Similar to that shown in FIG. 6, capacitors C1 and C2 are attached to the output sides of the transmission power supplies 5A and 5B, respectively. A capacitor C3 is attached to the output side of the switch 14. This is used as a temporary power source because a sudden power consumption occurs in the transmission pulse generator when a transmission pulse is generated, a voltage drop occurs because the internal resistance of the switch 14 is not zero, and the output voltage decreases. .
JP-A-11-290321

上記従来例においては、Bモードおよびカラーフローモードやドプラモードを高速に切り替えるためには、送信用電源の出力電圧を高速に変える必要があるが、キャパシタ、例えば図8(a)におけるキャパシタC3における電荷のチャージおよびディスチャージによる電力消費が大きく、また、発熱量が増えるという問題があった。   In the above conventional example, in order to switch the B mode, the color flow mode and the Doppler mode at high speed, it is necessary to change the output voltage of the transmission power supply at high speed. However, in the capacitor, for example, the capacitor C3 in FIG. There is a problem that power consumption due to charge and discharge is large and the amount of heat generation increases.

また、消費電力の問題のほかに、矩形波による駆動のために高調波が発生するので、生体内で発生した高調波歪みを用いて画像を生成する、いわゆるハーモニックイメージングにおいても、送信波形に含まれる高調波が混在することにより画像が劣化するという問題も生じていた。   In addition to the problem of power consumption, harmonics are generated due to driving with a square wave, so even harmonic imaging, which generates images using harmonic distortion generated in vivo, is included in the transmitted waveform. There has also been a problem that the image deteriorates due to the presence of higher harmonics.

本発明はこれらの問題を解決し、電圧降下を補償するためのキャパシタにおけるチャージ、ディスチャージの電荷量を減らし、電力消費および発熱を少なくすることを目的とする。   An object of the present invention is to solve these problems, to reduce the amount of charge and discharge in a capacitor for compensating for a voltage drop, and to reduce power consumption and heat generation.

また、送信波形を矩形波より正弦波に近づけることで、高調波の発生を抑えることを目的とする。   It is another object of the present invention to suppress the generation of harmonics by making the transmission waveform closer to a sine wave than a rectangular wave.

本発明の超音波診断装置は、超音波の送受信を行なう振動子を駆動するためのトランスおよびスイッチ手段から構成された送信パルス発生器と、前記送信パルス発生器に電流を供給する送信用電源と、前記送信用電源の出力端に接続されたキャパシタと、前記送信用電源の電圧を制御する制御器とを備える。上記課題を解決するために、前記トランスの1次側巻線は、巻線数が異なる複数系統の1次側巻線からなり、前記複数系統の1次側巻線には各々、2系統のスイッチ手段が接続され、前記2系統のスイッチ手段を介して、前記送信用電源から各々の前記1次側巻線に逆向きの電流が流される構成を有することを特徴とする。   An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes a transmission pulse generator composed of a transformer for driving a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves and a switch means, and a transmission power source for supplying current to the transmission pulse generator. And a capacitor connected to the output terminal of the transmission power source, and a controller for controlling the voltage of the transmission power source. In order to solve the above problems, the primary side winding of the transformer is composed of a plurality of primary side windings having different numbers of windings, and each of the plurality of primary side windings includes two systems. A switch means is connected, and a reverse current flows from the transmission power source to each of the primary windings via the two systems of switch means.

この構成によれば、送信パルス発生器のトランスの1次側巻線を複数系統とすることで、駆動のモードに応じて1次側巻線の使用形態を切換え、送信用電源の電圧の変化を少なくして、消費電力および発熱を低減することができる。   According to this configuration, by using a plurality of primary windings of the transformer of the transmission pulse generator, the usage of the primary winding is switched according to the drive mode, and the voltage of the transmission power supply is changed. It is possible to reduce power consumption and heat generation.

上記構成の超音波診断装置において、前記送信用電源は複数系統あり、前記複数系統の1次側巻線に対して、各々異なる系統の前記送信用電源から電流が供給される構成とすることができる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus having the above-described configuration, the transmission power supply includes a plurality of systems, and current is supplied from the transmission power supplies of different systems to the primary windings of the plurality of systems. it can.

また、振幅の大きな送信パルスを発生する際には、前記複数系統の1次側巻線に同時に電流を流す構成とすることができる。   Further, when a transmission pulse having a large amplitude is generated, a current can be simultaneously supplied to the multiple primary windings.

また、前記1次側巻線は2系統設けられ、波数の少ない送信パルスを発生する際には前記2系統の1次側巻線を同時に使用し、一方の系統の1次側巻線には、他方の系統の1次側巻線に比較してパルス幅の短いパルスを印加する構成とすることができる。   The primary side windings are provided in two systems, and when generating transmission pulses with a small wave number, the two primary side windings are used simultaneously, and the primary side windings of one system are used as the primary side windings. Further, it is possible to apply a pulse having a pulse width shorter than that of the primary winding of the other system.

また、前記1次側巻線は2系統設けられ、送信パルスを発生する際に前記2系統の1次側巻線を同時に使用し、一方の系統の1次側巻線には、他方の系統の1次側巻線に比較してパルス幅の短いパルスを印加し、かつ、前記他方の系統の1次側巻線に印加されるパルス幅の長いパルス中に前記短いパルスが含まれるように制御される構成とすることができる。それにより、送信波形の高調波ひずみを少なくすることができる。   The primary side windings are provided in two systems, and when the transmission pulse is generated, the two systems of primary side windings are used at the same time. A pulse having a shorter pulse width than that of the primary side winding of the other pulse is applied, and the short pulse is included in a pulse having a longer pulse width applied to the primary side winding of the other system. It can be configured to be controlled. Thereby, the harmonic distortion of the transmission waveform can be reduced.

上記構成の超音波診断装置によれば、トランス昇圧型送信パルス発生器において1次側巻線を複数系統設けることで、送信用電源の出力電圧のモード間における変化を小さく抑えることができ、消費電力および発熱を小さく抑制することができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus having the above-described configuration, by providing a plurality of primary windings in the transformer step-up transmission pulse generator, changes in the output voltage of the transmission power source between modes can be suppressed to a small level. Electric power and heat generation can be reduced.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における超音波診断装置を構成する、トランスを用いた送信パルス発生器15および周辺回路を示すブロック図である。送信パルス発生器15は、トランス16およびスイッチ手段13A、13B、17A、17Bより構成されている。トランス16の一次側巻線は2系統あり、上側の巻線16aにはスイッチ13A、13Bが、下側の巻線16bにはスイッチ17A、17Bがそれぞれ接続されている。上側の巻線数に対し、下側の巻線数が少く構成されている。上側の巻線16a及び下側の巻線16bの中間タップには各々、送信用電源5から電流が供給される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a transmission pulse generator 15 using a transformer and peripheral circuits constituting the ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The transmission pulse generator 15 includes a transformer 16 and switch means 13A, 13B, 17A, and 17B. There are two primary windings of the transformer 16, switches 13A and 13B are connected to the upper winding 16a, and switches 17A and 17B are connected to the lower winding 16b. The number of lower windings is smaller than the number of upper windings. Current is supplied from the transmission power source 5 to the intermediate taps of the upper winding 16a and the lower winding 16b.

以下、図1(b)を参照して動作を説明する。Bモード用の比較的振幅の大きな送信パルスを出力する際は、スイッチ手段13A、13Bが図7に示した従来例のようなタイミングでON−OFFする。これによりトランス16の2次側には振幅V1のパルスが出力され、振動子1を駆動する。このときの送信用電源5の出力電圧VBはVB1である。   Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG. When outputting a transmission pulse having a relatively large amplitude for the B mode, the switch means 13A and 13B are turned on and off at the timing as in the conventional example shown in FIG. As a result, a pulse having an amplitude V1 is output to the secondary side of the transformer 16, and the vibrator 1 is driven. At this time, the output voltage VB of the transmission power supply 5 is VB1.

カラーモードもしくはドプラモードにおいては、スイッチ手段17A、17BがON−OFFされ、トランス16の2次側には振幅V2のパルスが出力され、振動子1を駆動する。カラーモードおよびドプラモードでは、送信用電源5の出力電圧VBはVB2となるが、トランス1次側の巻線数が上の巻線数に対し、下の巻線数が少ないために、VB1とVB2の差が少なくなる。   In the color mode or the Doppler mode, the switch means 17A and 17B are turned on and off, and a pulse with an amplitude V2 is output to the secondary side of the transformer 16 to drive the vibrator 1. In the color mode and the Doppler mode, the output voltage VB of the transmission power supply 5 is VB2. However, since the number of windings on the transformer primary side is smaller than the number of upper windings, the number of lower windings is less than VB1. The difference in VB2 is reduced.

これにより制御器4により制御される電圧の変化が少なくなり、送信用電源5の出力側に配置された電圧安定のためのキャパシタ(図示せず)へのチャージディスチャージの電荷を少なくすることができる。その結果、電力消費および発熱を低減することができる。   As a result, the change in voltage controlled by the controller 4 is reduced, and the charge discharge charge to the capacitor (not shown) for voltage stabilization arranged on the output side of the transmission power supply 5 can be reduced. . As a result, power consumption and heat generation can be reduced.

(実施の形態2)
図2は、実施の形態2における超音波診断装置を構成する、トランスを用いた送信パルス発生器15および周辺回路を示すブロック図である。実施の形態1と同様、送信パルス発生器15は、トランス16およびスイッチ手段13A、13B、17A、17Bより構成されている。トランス16の一次側巻線は2系統あり、上側の巻線16aにはスイッチ手段13A、13Bが、下側の巻線16bにはスイッチ手段17A、17Bがそれぞれ接続されている。上側の巻線数に対し、下側の巻線数が少く構成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a block diagram showing a transmission pulse generator 15 using a transformer and peripheral circuits constituting the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. Similar to the first embodiment, the transmission pulse generator 15 includes a transformer 16 and switch means 13A, 13B, 17A, and 17B. The transformer 16 has two primary windings. The upper winding 16a is connected to switching means 13A and 13B, and the lower winding 16b is connected to switching means 17A and 17B. The number of lower windings is smaller than the number of upper windings.

本実施の形態においては、上部の巻線16aの中間タップと、下部の巻線16bの中間タップに電力を供給する送信用電源18A、18Bが別個に設けられている。このため、Bモードではスイッチ手段13A、13Bおよび送信用電源18Aを、カラーモードおよびドプラモードにおいては、スイッチ手段17A、17Bおよび送信用電源18Bを用いることで、送信用電源の出力端に付加されているキャパシタ(図示なし)へのチャージ、ディスチャージをなくし、電力消費および発熱を低減することができる。   In the present embodiment, transmission power supplies 18A and 18B for supplying power to the intermediate tap of the upper winding 16a and the intermediate tap of the lower winding 16b are separately provided. Therefore, the switch means 13A, 13B and the transmission power supply 18A are used in the B mode, and the switch means 17A, 17B and the transmission power supply 18B are used in the color mode and the Doppler mode. It is possible to eliminate charging and discharging of a capacitor (not shown), and to reduce power consumption and heat generation.

これに対して、トランスの1次側巻線を1系統にし、中間タップに接続する電源をスイッチにより切り替える手法も考えられる。しかしながら、高速で切り替え可能なスイッチは数Ω程度のインピーダンスを持つので、スイッチより中間タップ側にキャパシタが必要となるため、電力消費の低減を図ることはできない。
(実施の形態3)
図3は、実施の形態3における超音波診断装置を構成する、トランスを用いた送信パルス発生器15および周辺回路を示すブロック図である。実施の形態1と同様、送信パルス発生器15は、トランス16およびスイッチ手段13A、13B、17A、17Bより構成されている。トランス16の一次側巻線は2系統あり、上側の巻線16aにはスイッチ手段13A、13Bが、下側の巻線16bにはスイッチ手段17A、17Bがそれぞれ接続されている。上側の巻線数に対し、下側の巻線数が少く構成されている。上側の巻線16a及び下側の巻線16bの中間タップには各々、送信用電源5から電流が供給される。
On the other hand, a method is also conceivable in which the primary winding of the transformer is made one system and the power source connected to the intermediate tap is switched by a switch. However, since a switch that can be switched at high speed has an impedance of about several Ω, a capacitor is required on the intermediate tap side of the switch, so that power consumption cannot be reduced.
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram showing a transmission pulse generator 15 using a transformer and peripheral circuits constituting the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment. Similar to the first embodiment, the transmission pulse generator 15 includes a transformer 16 and switch means 13A, 13B, 17A, and 17B. The transformer 16 has two primary windings. The upper winding 16a is connected to switching means 13A and 13B, and the lower winding 16b is connected to switching means 17A and 17B. The number of lower windings is smaller than the number of upper windings. Current is supplied from the transmission power source 5 to the intermediate taps of the upper winding 16a and the lower winding 16b.

本実施の形態においては、回路の構成は実施の形態1と同一であるが、スイッチ手段13A、13B、17A、17Bのシーケンスが異なっている。これについて、図3(b)を参照して説明する。   In the present embodiment, the circuit configuration is the same as in the first embodiment, but the sequence of the switch means 13A, 13B, 17A, and 17B is different. This will be described with reference to FIG.

Bモードにおいては、比較的大きな振幅が必要となる。Bモードのための送信パルスを発生する際には、スイッチ手段13Aと17Aを同時に、またスイッチ手段13Bと17Bを同時にONする。これによりトランス16に発生する磁束の量は増大し、トランス2次側に発生する電圧も高くなる。   In the B mode, a relatively large amplitude is required. When the transmission pulse for the B mode is generated, the switch means 13A and 17A are turned on simultaneously, and the switch means 13B and 17B are turned on simultaneously. As a result, the amount of magnetic flux generated in the transformer 16 increases, and the voltage generated on the secondary side of the transformer also increases.

カラーモードもしくはドプラモードにおいては、スイッチ手段13Aのみ、スイッチ手段13BのみをONする。これにより、Bモード時の駆動パルスの振幅V1より低い振幅V2を発生させることができる。Bモードおよびカラーモード、ドプラモードで必要なパルス振幅により、上部巻線と下部巻線の巻線比は決められる。また、図3(b)においては、カラーモードおよびドプラモードにおいてスイッチ手段13A、13Bを用いるように説明したが、必要な送信パルス振幅に応じて、スイッチ手段17A、17Bを用いてもよい。
(実施の形態4)
図4は、実施の形態4における超音波診断装置を構成する、トランスを用いた送信パルス発生器15および周辺回路を示すブロック図である。実施の形態2と同様、送信パルス発生器15は、トランス16およびスイッチ手段13A、13B、17A、17Bより構成されている。トランス16の一次側巻線は2系統あり、上側の巻線16aにはスイッチ手段13A、13Bが、下側の巻線16bにはスイッチ手段17A、17Bがそれぞれ接続されている。上側の巻線数に対し、下側の巻線数が少く構成されている。また、上部の巻線16aの中間タップと、下部の巻線16bの中間タップに電力を供給する送信用電源18A、18Bが別個に設けられている。
In the color mode or Doppler mode, only the switch means 13A and only the switch means 13B are turned ON. Thereby, the amplitude V2 lower than the amplitude V1 of the drive pulse in the B mode can be generated. The turn ratio of the upper winding and the lower winding is determined by the pulse amplitude required in the B mode, the color mode, and the Doppler mode. In FIG. 3B, the switch means 13A and 13B are described as being used in the color mode and the Doppler mode. However, the switch means 17A and 17B may be used according to the necessary transmission pulse amplitude.
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a block diagram showing a transmission pulse generator 15 using a transformer and peripheral circuits constituting the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment. Similar to the second embodiment, the transmission pulse generator 15 includes a transformer 16 and switch means 13A, 13B, 17A, and 17B. The transformer 16 has two primary windings. The upper winding 16a is connected to switching means 13A and 13B, and the lower winding 16b is connected to switching means 17A and 17B. The number of lower windings is smaller than the number of upper windings. Further, transmission power supplies 18A and 18B for supplying power to the intermediate tap of the upper winding 16a and the intermediate tap of the lower winding 16b are separately provided.

本実施の形態においては、回路の構成は実施の形態2と同一であるが、スイッチ手段13A、13B、17A、17Bのシーケンスが異なっている。これについて図4(b)を参照して説明する。   In the present embodiment, the circuit configuration is the same as in the second embodiment, but the sequence of the switch means 13A, 13B, 17A, and 17B is different. This will be described with reference to FIG.

Bモードにおいては、比較的大きな振幅が必要となる。このため波形の立ち上がり時間が短い(スルーレートが速い)ことが必要である。本実施の形態においてBモードのための送信パルスを発生する際には、スイッチ手段13Aと17Aを同時に、またスイッチ手段13Bと17Bを同時にONし、スイッチ手段17A、17Bは立ち上がりの瞬間の短い時間のみONさせる。これによりBモード時の波形の立ち上がり時間を短くすることができ、優れた送信パルス波形を出力することが可能になる。
(実施の形態5)
図5は、実施の形態5における超音波診断装置を構成する、トランスを用いた送信パルス発生器15および周辺回路を示すブロック図である。実施の形態2と同様、送信パルス発生器15は、トランス16およびスイッチ手段13A、13B、17A、17Bより構成されている。トランス16の一次側巻線は2系統あり、上側の巻線16aにはスイッチ手段13A、13Bが、下側の巻線16bにはスイッチ手段17A、17Bがそれぞれ接続されている。上側の巻線数に対し、下側の巻線数が少く構成されている。また、上部の巻線16aの中間タップと、下部の巻線16bの中間タップに電力を供給する送信用電源18A、18Bが別個に設けられている。
In the B mode, a relatively large amplitude is required. For this reason, it is necessary that the rise time of the waveform is short (the slew rate is fast). In the present embodiment, when the transmission pulse for the B mode is generated, the switch means 13A and 17A are simultaneously turned on, and the switch means 13B and 17B are turned on at the same time. Only ON. Thereby, the rise time of the waveform in the B mode can be shortened, and an excellent transmission pulse waveform can be output.
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a block diagram showing a transmission pulse generator 15 using a transformer and peripheral circuits constituting the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth embodiment. Similar to the second embodiment, the transmission pulse generator 15 includes a transformer 16 and switch means 13A, 13B, 17A, and 17B. The transformer 16 has two primary windings. The upper winding 16a is connected to switching means 13A and 13B, and the lower winding 16b is connected to switching means 17A and 17B. The number of lower windings is smaller than the number of upper windings. Further, transmission power supplies 18A and 18B for supplying power to the intermediate tap of the upper winding 16a and the intermediate tap of the lower winding 16b are separately provided.

本実施の形態においては、回路の構成は実施の形態2と同一であるが、スイッチ手段13A、13B、17A、17Bのシーケンスが異なっている。これについて図5(b)を参照して説明する。   In the present embodiment, the circuit configuration is the same as in the second embodiment, but the sequence of the switch means 13A, 13B, 17A, and 17B is different. This will be described with reference to FIG.

近年普及してきたハーモニックイメージングは、体内に照射した超音波信号の伝搬において非線形な歪みが発生し、高調波成分として捉えられることを用いたものである。生体内で発生した高調波信号を受信する際に、送信波形そのものに高調波が含まれていると、生体内で発生した高調波と混在してしまうので、画質が劣化する。しかしながら、従来の駆動波形は矩形波であり、高調波を多く含んでいた。   Harmonic imaging, which has become widespread in recent years, uses the fact that nonlinear distortion occurs in the propagation of an ultrasonic signal irradiated into the body and is captured as a harmonic component. When a harmonic signal generated in the living body is received, if the transmission waveform itself contains a harmonic, it is mixed with the harmonic generated in the living body, so that the image quality deteriorates. However, the conventional driving waveform is a rectangular wave and includes many harmonics.

本実施の形態では、スイッチ手段13AがONして、少し遅れて(具体的にはスイッチ手段13AのON時間の25%程度)スイッチ手段17AがONする。スイッチ手段17AのON時間はスイッチ手段13AのON時間の半分程度であり、スイッチ手段17AがOFFしてから遅れてスイッチ手段13AがOFFする。   In the present embodiment, the switch means 13A is turned on, and the switch means 17A is turned on with a little delay (specifically, about 25% of the ON time of the switch means 13A). The ON time of the switch means 17A is about half of the ON time of the switch means 13A, and the switch means 13A is turned OFF after the switch means 17A is turned OFF.

スイッチ手段13Bと17Bも上記と同じON−OFFのシーケンスを行なう。   The switch means 13B and 17B also perform the same ON-OFF sequence as described above.

このとき発生したパルスは、図5(b)の送信パルス出力の波形に示すようになり、従来の矩形波より正弦波に近く、高調波成分が少ない。これにより、ハーモニックイメージングにおいて、より生体内の高調波を抽出することが可能となる。   The pulse generated at this time is as shown in the waveform of the transmission pulse output in FIG. 5B, which is closer to a sine wave than a conventional rectangular wave and has less harmonic components. As a result, harmonics in the living body can be extracted more in harmonic imaging.

なお、以上の実施の形態の説明では、送信パルス発生器を構成するトランスの一次側巻線を2系統としたが、必要に応じて、3系統以上の複数系統とすることも可能である。   In the above description of the embodiment, the primary winding of the transformer constituting the transmission pulse generator is two systems, but a plurality of systems of three systems or more can be used as necessary.

本発明の超音波診断装置は、トランス昇圧型送信パルス発生器の1次側巻線を複数系統もうけることで、送信用電源の出力電圧のモード間における変化を小さく抑え、電圧降下を補償するためのキャパシタにおける消費電力および発熱を小さくすることができ、実用上有利である。   The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is provided with a plurality of primary windings of the transformer boost type transmission pulse generator to suppress a change in the output voltage of the transmission power source between modes and compensate for a voltage drop. This makes it possible to reduce power consumption and heat generation in the capacitor, which is practically advantageous.

実施の形態1における超音波診断装置を構成する送信パルス発生器及び周辺の要素回路を示し、(a)は回路図、(b)はその動作を示す波形図The transmission pulse generator which comprises the ultrasonic diagnosing device in Embodiment 1, and a peripheral element circuit are shown, (a) is a circuit diagram, (b) is a waveform diagram which shows the operation | movement. 実施の形態2における超音波診断装置を構成する送信パルス発生器及び周辺の要素回路を示し、(a)は回路図、(b)はその動作を示す波形図The transmission pulse generator which comprises the ultrasonic diagnosing device in Embodiment 2, and a peripheral element circuit are shown, (a) is a circuit diagram, (b) is a waveform diagram which shows the operation | movement. 実施の形態3における超音波診断装置を構成する送信パルス発生器及び周辺の要素回路を示し、(a)は回路図、(b)はその動作を示す波形図The transmission pulse generator which comprises the ultrasonic diagnosing device in Embodiment 3, and a peripheral element circuit are shown, (a) is a circuit diagram, (b) is a waveform diagram which shows the operation | movement. 実施の形態4における超音波診断装置を構成する送信パルス発生器及び周辺の要素回路を示し、(a)は回路図、(b)はその動作を示す波形図The transmission pulse generator which comprises the ultrasonic diagnosing device in Embodiment 4, and a peripheral element circuit are shown, (a) is a circuit diagram, (b) is a waveform diagram which shows the operation | movement. 実施の形態5における超音波診断装置を構成する送信パルス発生器及び周辺の要素回路を示し、(a)は回路図、(b)はその動作を示す波形図The transmission pulse generator which comprises the ultrasonic diagnosing device in Embodiment 5, and a peripheral element circuit are shown, (a) is a circuit diagram, (b) is a waveform diagram which shows the operation | movement. 従来のセクタ走査を行なう超音波診断装置のブロック図Block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus for performing sector scanning 従来の超音波診断装置の他の例における要部を示し、(a)はブロック図、(b)はその動作を示す波形図The principal part in the other example of the conventional ultrasonic diagnosing device is shown, (a) is a block diagram, (b) is the waveform diagram which shows the operation | movement. 従来例におけるセクタ走査を行なう超音波診断装置のブロック図Block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus that performs sector scanning in a conventional example

符号の説明Explanation of symbols

1、1−1〜1−8 振動子
2、2−1〜2−8、15 送信パルス発生器
3 送信トリガ発生器
4 制御器
5、5A、5B、18A、18B 送信用電源
6−1〜6−8 受信アンプ
7 ビーム形成器
8 検波器
9 走査変換器(DSC)
10 表示器
11、C1、C2、C3 キャパシタ
12、16 トランス
13A、13B、17A、17B、14 スイッチ手段
16a、16b 一次巻線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1-1 to 1-8 Vibrator 2, 2-1 to 2-8, 15 Transmission pulse generator 3 Transmission trigger generator 4 Controller 5, 5A, 5B, 18A, 18B Transmission power supply 6-1 6-8 Reception Amplifier 7 Beamformer 8 Detector 9 Scan Converter (DSC)
10 Indicator 11, C1, C2, C3 Capacitor 12, 16 Transformer 13A, 13B, 17A, 17B, 14 Switch means 16a, 16b Primary winding

Claims (5)

超音波の送受信を行なう振動子を駆動するためのトランスおよびスイッチ手段から構成された送信パルス発生器と、前記送信パルス発生器に電流を供給する送信用電源と、前記送信用電源の出力端に接続されたキャパシタと、前記送信用電源の電圧を制御する制御器とを備えた超音波診断装置において、
前記トランスの1次側巻線は、巻線数が異なる複数系統の1次側巻線からなり、前記複数系統の1次側巻線には各々、2系統のスイッチ手段が接続され、前記2系統のスイッチ手段を介して、前記送信用電源から各々の前記1次側巻線に逆向きの電流が流される構成を有することを特徴とする超音波診断装置。
A transmission pulse generator composed of a transformer and a switching means for driving a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a transmission power source for supplying current to the transmission pulse generator, and an output terminal of the transmission power source In an ultrasonic diagnostic apparatus comprising a connected capacitor and a controller for controlling the voltage of the transmission power supply,
The primary winding of the transformer is composed of a plurality of primary windings with different numbers of windings, and two switching means are connected to each of the primary windings of the plurality of windings. An ultrasonic diagnostic apparatus having a configuration in which a reverse current flows from each of the transmission power sources to each of the primary windings via a system switch.
前記送信用電源は複数系統あり、前記複数系統の1次側巻線に対して、各々異なる系統の前記送信用電源から電流が供給される請求項1に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the transmission power source includes a plurality of systems, and current is supplied from the transmission power sources of different systems to the primary windings of the plurality of systems. 振幅の大きな送信パルスを発生する際には、前記複数系統の1次側巻線に同時に電流を流す請求項1に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein when a transmission pulse having a large amplitude is generated, a current is simultaneously supplied to the plurality of primary windings. 前記1次側巻線は2系統設けられ、波数の少ない送信パルスを発生する際には前記2系統の1次側巻線を同時に使用し、一方の系統の1次側巻線には、他方の系統の1次側巻線に比較してパルス幅の短いパルスを印加する請求項1に記載の超音波診断装置。   The primary side windings are provided in two systems, and when generating a transmission pulse with a small wave number, the two primary side windings are used at the same time. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a pulse having a shorter pulse width than that of the primary winding of the system is applied. 前記1次側巻線は2系統設けられ、送信パルスを発生する際に前記2系統の1次側巻線を同時に使用し、一方の系統の1次側巻線には、他方の系統の1次側巻線に比較してパルス幅の短いパルスを印加し、かつ、前記他方の系統の1次側巻線に印加されるパルス幅の長いパルス中に前記短いパルスが含まれるように制御される請求項1に記載の超音波診断装置。   The primary side windings are provided in two systems, and when the transmission pulse is generated, the two primary side windings are used at the same time, and the primary side winding of one system has 1 of the other system. A pulse having a shorter pulse width than that of the secondary winding is applied, and the short pulse is controlled to be included in a pulse having a long pulse width applied to the primary winding of the other system. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
JP2004198458A 2004-07-05 2004-07-05 Ultrasonic diagnostic equipment Withdrawn JP2006015071A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004198458A JP2006015071A (en) 2004-07-05 2004-07-05 Ultrasonic diagnostic equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004198458A JP2006015071A (en) 2004-07-05 2004-07-05 Ultrasonic diagnostic equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006015071A true JP2006015071A (en) 2006-01-19

Family

ID=35789815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004198458A Withdrawn JP2006015071A (en) 2004-07-05 2004-07-05 Ultrasonic diagnostic equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006015071A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013157633A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 株式会社 東芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and power source apparatus
JP2022123577A (en) * 2021-02-12 2022-08-24 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic device
JP2023173610A (en) * 2022-05-26 2023-12-07 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic diagnostic device, drive signal generation method, and program

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013157633A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 株式会社 東芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and power source apparatus
JP2013236926A (en) * 2012-04-20 2013-11-28 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and power supply device
CN103997973A (en) * 2012-04-20 2014-08-20 株式会社东芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and power source apparatus
US9335404B2 (en) 2012-04-20 2016-05-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasound diagnosis apparatus and power supply
CN103997973B (en) * 2012-04-20 2016-10-19 东芝医疗系统株式会社 Diagnostic ultrasound equipment and supply unit
JP2022123577A (en) * 2021-02-12 2022-08-24 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic device
JP7601658B2 (en) 2021-02-12 2024-12-17 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasound diagnostic equipment
JP2023173610A (en) * 2022-05-26 2023-12-07 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic diagnostic device, drive signal generation method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5477946B2 (en) Voltage generation circuit and ultrasonic diagnostic apparatus
JP5384491B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2010042146A (en) Ultrasonic imaging apparatus
JP5138249B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
WO2011058956A1 (en) Ultrasonic diagnosis device
JP4597993B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2010022761A (en) Ultrasonic imaging apparatus
US9581685B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus with pulse timing controller
JP2007117668A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2006015071A (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5019561B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP4749448B2 (en) Ultrasonic imaging device
JP5718152B2 (en) Ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic equipment
JP3897991B2 (en) Transmission circuit for ultrasonic diagnostic equipment
JP5231921B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
KR101574841B1 (en) Transmitting/receiving circuit, ultrasonic probe and ultrasonic image display apparatus
JP2010194045A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and transmission unit for ultrasonic diagnostic apparatus
JP2008212541A (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5002363B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and transformer circuit
JPH07178087A (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2006081730A (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JPH11347030A (en) Method and device for ultrasonic transmission/reception and ultrasonic imaging device
JP2009050414A (en) Ultrasonic imaging system
JP5014647B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2000316848A (en) Ultrasonic diagnostic device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071002