JPH03206986A - プログラマブルビーム形成方法及びその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は超音波画像システムに関し、特にこのようなシ
ステムのためのビーム形成方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 単一トランスデューサ（エネルギ変換器）超音波画像シ
ステムにおいては、超音波ビームは視野内の固定された
一点に便宜上フォーカス（焦点合せ）されるのみである
。しかしながら、複合トランスデューサ超音波画像シス
テム、即ちトランスデューサ素子のリニャアレイ（線形
配列）を使用するシステムにおいては、ビームは視野内
の異なった焦点深度に電子的にフォーカスされる。

アレイ状の各トランスデューサ素子により受信された成
分信号の位相を合わせて合成フォーカスビームを形成す
るには各種の技法が用いられる。

例えばマスラック（ｋａｓｌａｋ）特許４，１４０，０
２２には、トランスデューサ素子に専用のミキサーとマ
スタデレイラインが開示されている。ローカルオツシレ
ータ（局部発振器）の出力がある位相ズレをもってミキ
サに印加され、そのミキサ出力がデレイラインのタップ
に選択的に印加されて各トランスデューサ素子により受
信されたエコーがコヒーレントに結合される。デレイラ
インのタップは充分に近接して“適度な”位相的コーヒ
レンス（結合）をもたらし、かつミキサによる位相のシ
フトとローカルオツシレータによる選択的位相のシフト
により、フォーカス機能が完威される。

フォー力ルゾーンの変更が要求される毎に、ローカルオ
ツシレータの新しい移相セットが選択されて、ある場合
には新しいデレイタツプが選ばれる。ある送信超音波バ
ースト（発射）よるエコーは視野内の異なった増加する
深度から受信されるので、このような異なった深度に対
する最適フォー力ルゾーンはリャルタイム基準で選択さ
れなければならない。従って、受信されたエコーは“ダ
イナミックレシーブフォーカス”モードで処理される。

マスラックはデレイラインタ・ンプが各フオ−カルゾー
ンの変化に応じて変更できる旨開示しているが、デレイ
ラインタップは、ノイズのない高価なタップセレクタス
イッチを使用しないためにも、そう度々は変更すべきで
ないものと考察される。

山口特許４，３９２，３７９では、超音波画像システム
のトランスデューサアレイにより受信したエコーを動的
にフォーカスする一対の同相アレイ回路を開示している
。各同相アレイ回路は一群の切換スイッチでトランスデ
ューサ素子が接続されるタップを有したデレイラインで
ある。切換えスイッチはデレイラインタップに配線され
て、スイッチのセット状況に応じてシステム視野内の異
なったゾーンから受信されるエコーをフォーカスする。

２つの同相アレイ回路は交互に作動されかつリセットさ
れる。即ち、一方の回路が作動中には、他方の回路のス
イッチがセットされる。受信したエコーをフォーカスす
るために要求される遅延はトランスデューサアレイヘッ
ドの特性に依存する。従って、切換スイッチの配線は、
システムに使用される個々のトランスデューサアレイヘ
ッドの特性に合わせて特別に設計される。

（発明の概要） 本発明によれば、超音波トランスデューサアレイを有す
る超音波画像システムにより受信された一連のエコーが
第１及び第２プログラマブルビームフォーカスモジュー
ルにより波形整形されかつフォーカスされる。トランス
デューサ素子に接続された複数のチャンネルからの基本
超音波エコー信号はフォーカスゾーンにより規定されか
つ各モジュールにより結合されたプログラムに応じて、
選択的に減衰又は移相される。ビームフォーカスモジュ
ールは異なった特性を有するトランスデューサアレイヘ
ッド毎に再度プログラムされる。多くの異なったトラン
スデューサアレイヘッドがシステムのフォーカス能力を
低下することなく超音波画像システムで使用できる。結
合されたエコー信号は更に従来の方式で処理される。ダ
イナミ・ソクレシーブフォーカスモードでは、モジュー
ルは交互に動作する。１つのモジュールがプログラムさ
れている間に、他のモジュールが処理のための基本エコ
ー信号を結合する。フォーカルゾーンは密に設定されて
いるので、変更を要するチャンネルが少なくモジュール
を再度プログラムする時間は短い。結果として、トラン
スデューサアレイにより形成された受信エコービームは
トランスデューサアレイから離れてゾーンからゾーンに
高速でフォーカスできるので、切換に要する過渡状態は
ない。高価なデレイラインタップセレクタ又はハード的
なスイッチ接続は用いないで、低ノイズ性能がダイナミ
ックレシーブフォーカスモードで達成できる。

好ましい実施例では、各ビームフォーカスモジュールは
複数の入力タップとチャンネルを選択的に入力タップに
接続するクロスポイントスイッチを有するデレイライン
から成る。モジュールはクロスポイントスイッチの個々
のクロスポイントを選択的に閉じることによりプログラ
ムされる。

本発明の特徴は、各モジュールで基本エコー信号を結合
する前に、エコーを選択的に減衰することによるビーム
整形即ちアボダイジング（ａｄｏｄ　ｉｚ−ｉｎｇ）す
ることにある。１つのモジュールの移相かクロスポイン
トスイッチにより再度プログラムされる期間に、選択的
減衰も又再度プログラムされる。従って、受信されたエ
コービームも又トランスジューサアレイから離れてゾー
ンからゾーンへ整形されて、結合されたエコー信号の品
質を最適化する。

本発明の他の特徴はモジュールを直列に接続するための
モジュールの再構成である。結果として、最大利用可能
デレイ、即ち共に動作している２つのモジュールの移相
が実現できることにある。これにより、トツブラーモー
ドと電子セクタスキャニングモードでの操作に要求され
るデレイを得ることができる。

本発明の他の特徴は“模擬ダイナミックレシーブフォー
カス“モードではビームフォーカスモジュールを並列的
に動作することにある。最初に、２つのモジュールがプ
ログラムされてエコーを処理することなく２つの近接す
るゾーン中にフォーカスされ、第２番目にエコーが一方
のゾーンにフォーカスされたモジュールで処理され、第
３番目に他方のゾーンにフォーカスされたモジュールで
処理され、次にモジュールが再度プログラムされて、２
つの他のゾーンで上記のプロセスが繰り返される。

（実施例） 第１図で、超音波画像システムは複数（例えば９６個）
のピエゾエレクトリックトランスデューサ素子Ｅｌ，Ｅ
２，Ｅ３・・・Ｅ９６から成る超音波トランスデューサ
アレイヘッド１０を有する。トランスデューサへッド１
０はどのような形式のアレイ、例えば、平面、凸状、固
定ビームまたは操作ビームであってもよい。トランスデ
ューサへッド１０は、トランスデューサ素子の半分の数
（例えば４８個）のトランスミット／レシーブ（送受信
）スイッチ対ＳＷＩ，ＳＷ２，ＳＷ３・・・ＳＷ４８を
有する送受信素子選択マルチブレキシングネットワーク
１２に接続される。スイッチ対ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３
，・・・ＳＷ４８は第１図では図示されていない。この
実施例では、最大エコー捕捉口径は４８素子である。（
勿論、異なった最大口径サイズも使用できる。）従って
、ネットワーク１２は一度にアレイヘッド１０の総数か
ら一群の４８個の近接トランスデューサ素子を選択する
。

必要なら、より多数の素子を有するアレイヘッドをネッ
トテワーク１２又はヘッド自体に設けられたネットワー
クで、４８素子最大口径に多重送信することもできる。

第２図を用いて以下より詳細に説明するように、４７個
の介在トランスデューサ素子（例えば、Ｅ１とＥ４９．
Ｅ２とＥ５０，Ｅ３とＥ５１等）により物理的に離れた
トランスデューサ素子の対が、各スイッチ対（例えば、
ＳＷＩ，ＳＷ２，ＳＷ３等）に接続される。ネットワー
ク１２は２方向バス１４により同様のプログラマブルデ
レイモジュール（ＤＭ）１６．１８，２０．２２とトラ
ンスミットパルス発生器２４に接続される。バス１４は
スイッチ対ＳＷＩ，ＳＷ２，ＳＷ３・・・ＳＷ４８に対
応するそれと同数の複数の（例えば４８個）のラインＢ
ｌ，　Ｂ２，　　Ｂ３・・・８４８から成る。各スイッ
チ対（例えばＳＷＩ）は２つのトランスデューサ素子（
例えばＥ１又はＥ４９，Ｅ２又はＥ５０，Ｅ３又はＥ５
１等）の１つを交互に対応するライン（例えばＢｌ，Ｂ
２，Ｂ３等）に接続する。口径を変える場合には、デレ
イモジュール１６〜２２を各々プログラムして信号がい
くつかのラインに伝達されないようにし、一定の口径／
焦点距離比を保持し、複数（例えば、３２個）の移相の
１コを各ライン上の信号に導入し、複数（例えば４８個
）の減衰値の１つを各ライン上の信号に導入し、移相さ
れかつ減衰された信号を結合してトランスデューサヘッ
ド１０により受信したエコービームをフォーカスしかつ
波形整形する。更に、トランスデューサヘッド１０が操
作ビーム型のときは、デレイモジュール１６〜２２がプ
ログラムされてビームを所定の方法で操作するデレイを
導入する。トランスミットパルス発生器２４は従来方式
で機能し、複数の異なった移相をもつパルスを発生しか
つこれらのパルスを各トランスミットスイッチＳＷ１〜
ＳＷ４８に分配して、超音波画像システムの視野内の選
択された深度で送信されたビームをフォーカスする。

以下に詳述する他のスイッチを用いて、デレイモジュー
ル１６〜２２を並列接続して交互に又は逐次、作動させ
たり、又は直列接続して同時作動させたりすることもで
きる。

ダイナミックレシーブフォーカスモードと呼ばれる並列
交互動作モジュールの場合には、超音波送信バースト（
発射）がトランスミットパルス発生器２４により視野内
の一点にフォーカスされ、１つ以上のデレイモジュール
１６〜２２が動作に視野内の１つのゾーンから受信した
エコーをフォーカスし、一方残りのデレイモジュールが
プログラムされてトランスデューサヘット１０から更に
遠方の次の近接ゾーンから受信されたエコーをフォーカ
スする。デレイモジュール１６−２２はこのように処理
期間とプログラム期間とを交互に入れかえて、受信エコ
ーフォーカスを高速リアルタイムで変化させる。結果と
して、視野の全深度からの各送信超音波バーストの全エ
コーが処理されて、ビデオディスプレイ端子３８の全ス
キャンラインが各送信超音波バーストに応答して生成さ
れる。このモードでの画像に対する代表的フレーム率は
３０フレーム／秒である。

疑似ダイナミックフォーカスモードと呼ばれる並列逐次
動作モードの場合には、２つ以上のデレイモジュール１
６〜２２が同時にプログラムされて非処理期間に近接ゾ
ーン内にフォーカスされ、次いで、これらのモジュール
が処理期間にリャルタイムてこれらのフォーカスゾーン
から受信したエコーを処理する。従って、視野内深度の
一部から受信された各送信超音波バーストのエコーが処
理され、ビデオ端子３８のスキャンラインの一部がこの
超音波バーストに応答して生成される。このモードでの
画像に対する代表的フレーム率は７〜１５フレーム／秒
である。

複合モードと呼ばれる直列同時動作の場合には、全デレ
イモジュール１６〜２２が同時に動作し１つのゾーン内
にフォーカスして最大利用可能デレイを増加する。デレ
イモジュールがプログラムされ１つのゾーンにフォーカ
スされて、このゾーン近くにフォーカスした超音波バー
ストがトランスデューサヘッド１０により送信され、そ
のゾーンから受信したエコーが処理されてスキャンライ
ンの一部を生成し、このサイクルが視野深度を有する各
ゾーン毎に繰り返されてスキャンラインの生成を完了す
る。このモードでの代表的フレーム率は選らばれたフォ
ー力ルゾーンの数に依存して４〜８フレーム／秒である
。

上記のモードを達成するために、いわゆる“デイジイ（
ｄａｓｙ）バス゜２５により、デレイモジュール１６が
（４−１）マルチプレクサスイッチ（ＭＵＸ）２６と、
（４−１）マルチプレクサスイッチ（ＭＵＸ）２８と、
デレイモジュール１８に接続され、デレイモジュール１
８がマルチプレクサスイッチ２６と、マルチブレクサス
イッチ２８と、デレイモジュール２０に接続され、デレ
イモジュール２０がマルチプレクサスイッチ２６と、マ
ルチプレクサスイッチ２８と、デレイモジュール２２に
接続され、デレイモジュール２２がマルチブレクサスイ
ッチ２６と、マルチプレクサスイッチ２８と、デレイモ
ジュール１６にそれぞれ接続される。従って、バス２５
はデレイモジュール１６〜２２間でスイッチ２６〜２８
に対してディジイチェーン（連鎖）を形成する。マルチ
プレクサスイッチ２６はプログラマブルバンドバスフィ
ルタ（ＢＰＦ）３０によりゾーンセレクトスイッチ３２
に接続される。マルチプレクサスイッチ２８はプログラ
マブルバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１によりゾーン
セレクトスイッチ３２に接続される。マルチブレクサス
イッチ２６と２８及びゾーンセレクトスイッチ３２の動
作は動作モードとデレイモジュール１６〜２２の接続（
並列又は直列）に依存する。ダイナミックレシーブフォ
ーカスモードと疑似ダイナミックレシーブフォーカスモ
ードでは、ゾーンセレクトスイッチ３２が交互にチャン
ネルを選択し、即ちフィルタ３０の信号又はフィルタ３
１の信号を交互に選択して、選択されなかったチャンネ
ルを切り離してプログラムノイズが選択されたチャンネ
ルの信号に影響しないようにする。複合フォーカスモー
ドでは、ゾーンセレクトスイッチ３２が同時に２つのチ
ャンネルを選択する。ゾーンセレクトスイッチ３２は復
調、タイムゲイン制御、振巾圧縮等の通常のいくつかの
動作を行うビデオプロセッサ（ＶＰ）３４に接続される
。フォー力ルゾーンに依存するこれらの動作パラメータ
はデレイモジュールがプログラムされる時に設定される
。一般的には、送信される超音波バーストは２．５〜１
０ＭＨｚの周波数範囲にあり、ビデオプロセッサ３４と
その駆動装置（ビデオプロセッサ３４の左側の装置）の
帯域巾は７〜１２ＭＨｚである。

一例として、ダイナミックレシーブモード又は疑似ダイ
ナミックレシーブモードでは、デレイモジュールｌ６の
出力をデイジイバス２５によりデレイモジュール１８の
入力に接続してビームフォーカスモジュールの１つを形
成することも又デレイモジュール２０の出力をデイジイ
バス２５によりデレイモジュール２２の入力に接続して
その１つのモジュールと並列に他のビームフォーカスモ
シュールを形或することもてきる。（ディジイバス２５
をゾーンセレクトスイッチ３２に接続するチャンネル数
を倍にして４つのデレイモジュール全部を並列に接続す
ることもできる。）同様に、複合フォーカスモードでは
、デレイモジュール１６の出力をデレイモジュール１８
の入力に接続し、デレイモジュール１８のデイジイ出力
をデレイモジュール２０のデイジイ入力に接続し、デレ
イモジュール２０の出力をデレイモジュール２２の入力
に接続して、全デレイモジュール１６〜２２の合計に相
当するデレイ能力をもった単一ビームフォーカスモジュ
ールを実質的に形成することもできる。

ビーム形成装置の動作は、システムクロック３３からの
タイミングパルスとスキャンコンバータ３６のコントロ
ール信号が入力されるリャルタイムコントローラ３７に
より制御される。クロック３３は又タイミングパルスを
ビデオディスプレイ端子３８とスキャンコンバータ３６
に送りこれらの動作のタイミングを制御する。スキャン
ライン又はスキャンラインの一部が生成される毎に、ス
キャンコンハータ３６は制御信号をリャルタイムコント
ローラ３７に送る。コントローラ３７内のＲＡＭは送信
超音波バーストを所定のゾーンにフォーカスするための
送信パルス遅延値のファイル、受信エコーを所定のゾー
ンにフォーカスするためのデレイモジュール１６〜２２
内にプログラムされる遅延値のファイル、必要なら口径
をアポダイズするため即ち受信エコーを整形するための
デレイモジュール１６〜２２内にプログラムされる減衰
値のファイル、かつ必要なら、一定の口径／焦点距離比
（Ｆナンバー）を保持するために使用される口径サイズ
値のファイルをそれぞれ記憶する。スキャンコンバータ
３４からの制御信号に応答して、コントローラ３７はパ
ルス発生器２４を作動させて超音波バーストをトランス
デューサヘッド１０より送信する。スキャンコンバータ
３６も又各スキャンラインのスタート時にコントローラ
３７に信号を送り、コントローラ３７にネットワーク１
２のトランスミット／レシーブスイッチの設定方法を知
らせて、特定のスキャンライン番号に対するトランスデ
ューサ素子Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ３，・・・Ｅ９６の正しい結
合方法を選択させる。

スキャンラインが生成されている間に、クロツク３３に
同期した深度クロックパルスがコントローラ３７の動作
を、例えば視野内超音波エネルギの伝播深度１ミリメー
タ毎に１パルスとなるように調整する。代表的な視野深
度は２０センチメートルである。深度クロックパルスは
又コントローラ３７によるデレイモジュール１６〜２２
のプログラム、受信エコービームのフォーカスと整形の
ための正しいタイミングでの遅延、減衰、デレイモジュ
ールへの口径サイズファイルの転送を制御する。最後に
、探度クロックパルスはコントローラ３７によりゾーン
セレクトスイッチ３２の動作を制御して、ダイナミック
又は疑似ダイナミックモードでは同時に１つのチャンネ
ルのみをビデオプロセッサ３４に接続する。

このビーム形成装置は異なった型式の機能をもった、異
なったトランスデューサヘット寸法の、異なったモード
即ち複合フォーカス、ダイナミ・ソク疑似ダイナミック
モードで適用可能である。新しいトランスデューサヘッ
ドがビーム形成装置に接続されるごとに、適用可能ファ
イルがメインシステムプロセッサ３５からコントローラ
３７のＲＡＭに記憶され、又コントロールパネル３９で
設定することにより異なったモードが選択される毎に、
デイジイバス２５がコントロールパネル３つで選らばれ
たモードで動作するよう再構成される。

第２図で、ネットワーク１２は複数（例えば４８個）の
同じトランスミット／レシーブ部４０を有する。これは
トランスデューサヘッド１０のトランスデューサ素子（
例えば９６個）の半分の数である。各部４０はヘッド１
０の２つのトランスデューサ素子に交互に接続される。

２つの素子の一方が高電圧絶縁回路４２を介してレシー
ブスイッチ（ＲＣＶ　　ＳＷ）４４に接続され、他方の
高電圧絶縁回路４６を介してレシーブスイッチ４４に接
続される。レシーブスイッチ４４はアンプ４８を介して
トランスミット／レシーブコントロールスイッチ（Ｔ／
Ｒ　　ＳＷ）５０に接続される。コントロールスイッチ
５０はトランスミットスイッチ（ＸＭＩＴ　　ＳＷ）５
２に接続され、更に高重圧パルサアンプ５４を介して一
方の素子に高重圧パルサアンブ５６を介して他方の素子
にそれそれ接続される。バルサ５４と５６は入力パルス
でトリガされると電気エネルギの高周波バーストを発生
し、超音波バーストを発するよう接続されたトランスデ
ューサ素子を励起する。各種の信号がバス１４を介して
コントロールスイッチ５０へ又はスイッチ５０から印加
される。４７個の介存素子て物理的に隔離された複数対
のトランスデューサ素子信号は各トランスミット／レシ
ーブ部４０を介してバス１４の１ラインを介して交互に
発送される。従って、素子Ｅ１又はＥ４９はラインＢ１
て、素子Ｅ２又はＥ５０はラインＢ２で素子Ｅ４８又は
Ｅ９８はラインＢ４８で、それぞれ素子信号が送られる
。

ヘッド１０の動作においては、希望の口径サイ依存して
、１つのトランスミット／レシーブサイクル中に同時に
最大４８個の近接素子で作動する。１つのサイクルが終
了すると、４８個の作動素子が１素子位置だけシフトさ
れる。従って、４８サイクルがあり、各サイクルが４８
素子巾の超音波トランスミット／レシーブ口径を表すこ
とになる。作動素子は作動レシーブスイッチ４４とトラ
ンスミットスイッチ５２により選択される。

位置Ａでは、レシーブスイッチ４４が回路４２にトラン
スミットスイッチ５２がアンプ５４に接続される。従っ
て、各対の上方の素子で作動する。

位置Ｂでは、レシーブスイッチ４０が回路４６に、トラ
ンスミットスイッチ５２がアンブ５６に接続される。従
って各対の下方の素子が作動する。代表的な動作モード
では、第１トランスミット／レシーブサイクル中に、全
スイッチ４４と５２が位置Ａにあり、第２サイクルでは
第１部４０のスイノチ４４と５２が位置Ｂに変化する。

次のサイクルでは第２部４０のスイッチ４４と５２が位
置Ｂに変化する。その次のサイクルでは、ある部４０の
レンーブスイッチ４４とトランスミットスイッチ５２か
位置Ｂに変化する。このように、４８素子のトランスミ
ット／レシーブ口径がトランスデューサアレイの一端か
ら他端に移動して、ライン８１〜８４８の各々に印加さ
れる口径の素子信号セグメント（分割部分）が回転する
。例えば、全スイッチ４４と５２が位ｉｔＡにあの時は
、口径の右端のセグメントがラインＢ１に接続され、左
端のセグメ冫トかラインＢ４８に、口径の中間のセグメ
ントかライン８２〜Ｂ４７にそれぞれ接続されることに
なる。次のサイクルで第１部のスイッチ４４と５２か位
置Ｂに変化すると、口径の右端セグメントかラインＢ２
に、左端セグメントがラインＢ１に、中間セグメントが
ライン８３〜Ｂ４８に接続される。次のサイクルで第２
部のスイッチ４４と５２が位置Ｂに変化すると、口径の
右端セグメントがラインＢ３に、左端セグメントがライ
ンＢ２に、中間セグメントがライン８４〜Ｂ１に接続さ
れる。口径がトランスデューサアレイの残部を移動する
時は、ライン８１〜８４８に接続された口径セグメント
が同様に回転し続ける。

各サイクルで、トランスミットパルスがトランスミット
スイッチ５２に印加されるようスイッチ５０が配置され
、その後アンプ４８から素子のエコー信号を受信するよ
う配置される。

第３図に示すように、各デレイモジュール１６〜２２は
１つのクロスポイントスイッチ５２を有する。クロスポ
イントスイッチ５２は４８行×３２列−１５３６交点を
有し、どの行及び列も選択的に接続することができる。

バス１４のラインＢｌ．，Ｂ２，Ｂ３・・・Ｂ４８は相
互コンダクタンスアンプ５４とアポダイザＡＩ，Ａ２，
Ａ３・・・Ａ４８によりクロスポイントスイッチ５２の
各水平行に接続されて、バス１４を介して送信された電
圧をその振巾が個々にプログラム可能な電流に変換する
。クロスポイントスイッチ５２はバス１４からの信号を
どの列にも発送するよう又はしなＬ１ようプログラムさ
れる。発送しない場合には、クロスポイントスイッチ５
２はトランスデューサ素子からの信号の伝達を阻止する
。デレイラインはデレイラインセグメント（ＤＬ）５６
，５８．６０を有し、各セグメントは入力タップ、出力
タップ、複数の中間タップを有する。入力タップと中間
タップは出力タップに到着した信号に異なった遅延を与
える。デレイラインセグメント５６の出力タップは周波
数補償アンブ６２を介してデレイラインセグメント５８
の入力タップに接続される。デレイラインセグメント５
８の出力タップは周波数補償アンプ５４を介してデレイ
ラインセグメント６０の入力タップに接続される。アン
ブ５４はシステムの帯域巾を拡張する。クロスポイント
スイッチ５２の３２列はデレイラインの各タップにより
、直接接続される。デレイラインの各タップによりデレ
イラインに印加される信号に異なった遅延が与えられ、
かっ又この遅延された信号が他のタップに印加された遅
延信号と結合される。遅延されかつ結合された信号はデ
レイラインセグメント６０の出力タップから取り出され
る。

代表的には、上記デレイラインは、信号が印加されるデ
レイラインタップにより、４０ナノセコンド毎に最大１
２８０ナノセコンドの遅延が可能である。バス１４によ
りクロスポイントスイッチ５２に送信された信号はこの
クロスポイントスイッチ５２によりデレイラインタップ
に選択的に送られて遅延され、視野内の規定のゾーンの
受信されたエコービームをフォーカスする。クロスポイ
ントスイッチ５２に印加される前に、信号はアボダイザ
Ａ１〜Ａ４８により減衰されて受信したエコービームを
整形する。口径サイズを減少して一定の口径／焦点距離
比を維持するためには、バス１４の選択ラインがクロス
ポイントスイッチ５２で阻止されるか又は適用可能なア
ボダイザをプログラムして信号全体を減衰する。

デレイラインセグメント６０の出力タップはバツファア
ンブ６６を介してスイッチ６８に接続される。スイッチ
６８は各プログラム期間中では開となりプログラム動作
に関連したスイッチノイズをデレイモジュール内に閉じ
込めるが、各処理期間中では閉となる。スイッチ６８動
作中に発生する過渡的ノイズによりビデオプロセッサ３
４に送られたビデオ信号が影響されないよう、ゾーンセ
レクトスイッチ３２がデレイラインかデイジイバス２５
で接続されるチャンネルを選択していない間に、スイッ
チ６８が開閉される。スイッチ６８はバッファアンプ７
０を介して出力端子７２に接続され、出力端子７２は第
１図を用いて説明したようにデイジイバス２５のライン
に接続される。

デイジイバスのラインに同様に接続される入力端子７４
はバッファアンブ７６を介してスイッチ７８に接続され
る。スイッチ７８はデレイラインセグメント７６の入力
タップに接続される。スイッチ７８の開閉状態は超音波
画像システムの、動作モードとデレイモジュール間のデ
イジイバスの相互接続関係に依存する。スイッチ７８は
ある特定のモードでは全動作期間中同一の開又は閉の状
態に保持される。この状態は、デレイモジュール１６〜
２２が再構戊された時コントロールパネル３９により変
化させることができる。

第４図にアポダイザＡ１〜Ａ４８の１つを示す。

クロスポイントスイッチ５２の適合する行が対応する相
互コンダクタンスアンプ５４により４行×４列のクロス
ポイントスイッチ８２の全行に結合される。クロスポイ
ントスイッチ８２の行の１つか低インピーダンスオペレ
ーショナルアンプ８４の入力に接続される。アンブ８４
の出力は適合するデレイラインタップに接続される。残
りの他の３つの行は接地される。１６個のクロスポイン
ト（交点）の各々は第４図で抵抗器として表わされる内
部抵抗を有する。この内部抵抗は対応するクロスポイン
トスイッチ素子が閉の時のみアポダイザによる減衰に影
響を与える。クロスポイントスイッチ８２はこのように
クロスポイントスイッチ素子を選択的に閉じることによ
りプログラムされて、可変電流テバイダとして機能する
。クロスポイントスイッチ素子の開閉状態に依存して、
４８種の異なった減衰値のいずれか１つがクロスポイン
トスイッチ８２により得ることができる。

第５図はゾーン選択スイッチ３２を示す。ビデオプロセ
ッサ３４がゾーン選択スイッチ３２からの信号を受信す
るため、ゾーン選択スイッチ３２か入力に接続されたチ
ャンネルを遮断して実質的に切換えノイズ発生なしに選
択されたチャンネルに同しゲインを導入することは重大
である。このため、入力端子１１２はビデオ信号を一つ
のチャンネルに受信する。入力端子１１２はバッファ増
幅器１１３によってトランス１１４の一次巻線に接続さ
れ、二次巻線にダブルエンド信号を発生する。トランス
１１４の二次巻線の一つのタップはバッファ増幅器１１
５によって電界効果トランジスタ１１６に接続されてい
る。二次巻線の他端のタップはバッファ増幅器１１７に
よって電界効果トランジスタ１１８のベースに接続され
ている。

増幅器１１５、１１７の入力に加えられる信号は位相が
１８００ずれている。バッファ増幅器１１５、１１７の
入力は信号平衡抵抗１１９，１２０によってそれそれ接
地されている。トランジスタ１１６のドレンは信号組合
わせトランス１２１の一次巻線の一端のタップに接続さ
れている。トランジスタ１１８のドレンはトランス１２
１の一次巻線の他端に接続されている。リアルタイム制
御器３７からの制御パルスは活動開始端子１２２に加え
られる。活動開始端子１２２は増幅器１２３によってパ
ルスシエーパ１２４に接続されている。パルスシエーバ
１２４はトランジスタ１１６、１１８のゲートに接続さ
れそれらを同時にオン、オフする。入力端子１２６は別
のチャンネルのビデオ信号を受信する。入力端子１２６
はバッファ増幅器１２７によってトランス１２８の一次
巻線に接続され、ダブルエンド信号を発生する。トラン
ス１２８の二次巻線の一つのタップはバッファ増幅器１
２９によって電界効果トランジスタ１３０のベースに接
続されている。

二次巻線の他端のタップはバツファ増幅器１３１によっ
て電界効果トランジスタ１３２のベースに接続されてい
る。増幅器１２９、１３１の入力に加えられる信号は１
８０°位相がずれている。ノくッファ増幅器１２９、１
３１の入力は信号平衡抵抗器１３３、１３４によってそ
れぞれ接地されている。トランジスタ１３０のドレンは
信号組合せトランス１２１の一次巻線の一端の夕・ソブ
に接続されている。制御パルスはリアルタイム制御器３
７から活動開始端子１３４に加えられる。活動開始端子
１３４は増幅器１３５によってパルスシ工−パ１３６に
接続されている。パルスシエーバ１３６はトランンスタ
１３０、１３２のゲートに接続されそれらを同時にオン
、オフする。

トランス１２１の二次巻線はバツファ増幅器］３７によ
って出力端子１３８に接続され出力信号終了信号を発生
する。好ましくは、トランジスタ１１６、１１８、１３
０、１３２はすべてモノリンック集積回路上に設けられ
、それらの低インピーダンス状態および高インピーダン
ス状態は密に適合し、えられるゾーン選択スイッチの機
能は対称的となる。パルスンエーバ１２４、１３６は対
称的の、僅かに重なるゲート信号をトランジスタ１１６
、１１８および１３０、１３２に対して発生する。しか
して、一対のトランジスタたとえば１１６、１１８はオ
ンからオフに切換えられ、一方他の一対のトランジスタ
たとえば１３０，１３２はオフからオンに切換えられ、
スムースな移行の結果ビデオプロセッサ３４に加えられ
る信号の量に対する効果は最少となる。トランジスタ１
１６によって発生された切換ノイズはその間の１８０’
の位相差のため、トランジスタ１１８によって発生され
た切換えノイズによって相殺される。同様に、トランジ
スタ１３０によって発生された切換えノイズはその間の
１８０°の位相差のため、トランジスタ１３２によって
発生された切換えノイズによって相殺される。

第６図に示すように、リアルタイム制御器３７は受信回
転ＲＡＭ２００、受信回転ＲＡＭ２０２、伝送ＲＡＭ２
０４、パルス受信器および遅延バスＲＡＭ２０６、ゾー
ンデータＲＡＭ２０８およびデータバス２１２によって
主方式プロセ・ンサ３５に接続された走査ラインシーケ
ンスＲＡＭ２　１　０を有する。ＲＡＭ２００は遅延モ
ジュール１６、１８をプログラムするデーファイルを記
憶して、遅延モジュール１６、１８がビデオブロセ・ソ
サ３４に接続された各焦点ゾーン、たとえばゾーン１、
３、５および７にビームを発生し、また受信シタエコー
の強さを追跡するためフィルタ３０をプログラムする。

ＲＡＭ２０２は遅延モジュール２０，２２をプログラム
するデータファイノレを５己憶して、遅延モシュール２
０、２２がビデオプロセッサ３４に接続される各焦点ゾ
ーン、たとえばゾーン２、４、６および８にビームを発
生し、また受信したエコーの強さを追跡するためフィル
タ３１をプログラムする。ＲＡＭ２０４は伝達パルス発
生器２４をプログラムするデータファイルを記憶して、
伝達されるビームを選択された焦点ゾーンに焦点を合わ
せる。ＲＡＭ２００、２０２および２０４は各モードで
全体的に異なっている。

ＲＡＭ２０６は発生する表示の走査ラインの数および走
査ラインの形式に従ってマルチブレックスネットワーク
１２の送受信スイッチの位置を制御するデータファイル
を記憶する。ゾーンデータＲＡＭ２０８は、クロックパ
ルスに関連するＤＲＦモードの焦点ゾーンの境界を画定
し、環状ハス接続を決定し、伝達焦点区域の選択された
数および位置に依存するデータ獲得期間（ＡＣＱＥＮＡ
ＢＬ）を画定し、ビデオプロセッサ３４、プログラムフ
ィルタ３０、３１への選択された入力を特定し、さらに
処理される焦点区域のビデオプロセッサパラメータを設
定するデータファイを記憶する。走査ラインシーケンス
ＲＡＭ２１０は受信回転ＲＡＭ２００、２０２に記憶さ
れた各焦点ゾーン位相シフト値設定のスタートアドレス
、および減衰値設定のスタートアドレスおよびラインＢ
１からＢ４８まで接続されたトランジューサヘッド１０
の送受信アバーチャセグメントの回転に対して適当な位
相シフトおよび減衰値を指定する各走査ラインのインデ
クス値を記憶する。

超音響映像方式に接続された特殊なトランスジューサ用
データファイルのダウンロード作用を記述する。超音響
映像方式によって作用するトランスジューサはデータバ
ス２１５上をＸＤＣＲＩＤレジスタ２１４に伝達される
デジタルトランスジューサ識別信号を発生する。方式ク
ロック３３はタイミング信号をタイミング、シーケンス
および制御（Ｔ　Ｓ　Ｃ）回路２１８に伝達する。

ＴＳＣ回路２１８は新しいトランスジューサ識別信号か
方式に接続されるときを決定するため周期的にＸＤＣＲ
　　ＩＤレジスタ２１４にバス２１３を通して間急わせ
、レジスタ２１４の識別信号を変化する。ＴＳＣ回路２
１８かそのような変化を検出するとき、フラグビットを
設定することにより負荷モートを始動し、それはレンス
タ２１４に記憶されたトランスジューサ識別信号ととも
に制御バス２１９上でプロセッサ３５に送られる。フラ
グビットに応じて、プロセッサ３５は識別されたトラン
スジューサに関するファイルをサーチする。これらのフ
ァイルがプロセッサ３５のメモリに入力された後、プロ
セッサ３５は負荷ビットを設定し、それは制御バス２２
０上をＴＳＣ回路２１８に送られる。そこで、リアルタ
イム制御器３７は負荷モードに進入し識別されたトラン
スジューサのファイルはデータバス２１２上をプロセッ
サ３５からＲＡＭ２００ないし２１０にダウンロードす
る。ついで、プロセッサ３５は正確なファイルかリアル
タイム制御器３７にダウン口ードされ、ランビソトを設
定したことを検査し、それは制御バス２２２上をＴＳＣ
回路２１８に送られる。ランビットに応じて、リアルタ
イム制御器３７はランモードに設定され、方式制御はプ
ロセッサ３５から走査コンバータ３６に伝達される。

ランモードにおいてリアルタイム制御器３７は遅延モジ
ュールと走査コンバータ３６のインターフエイスとして
作用し、それに遅延モジュールは同期する。制御パネル
３つにおいて、オペレータは表示のため使用される伝送
焦点ゾーンを選択し、それは走査コンバータ３６に送ら
れる。ビデオ表示端子３８に表示された各走査ラインは
伝送焦点ゾーンの選択された数に等しい多数の走査ライ
ンセグメントによって構成され、たとえば一ったけの伝
送焦点ゾーンが選択されると、全走査ラインを構戊する
只一本の走査ラインセグメントが存在し、三つの伝送焦
点ゾーンが選択されると、全走査ラインを構成する三本
の走査ラインセグメントが存在する。ＡＣＱ　　ＥＮＡ
ＢＬＥ信号は獲得期間を画定し、その間受信されたエコ
ーは走査コンハータ３８に記憶され表示の走査ラインを
構戊する。説明のため、連続伝送焦点ゾーン、たとえば
ゾーン１、２および３：ゾーン３、４、５および６また
はゾーン７および８を選択しなければならないものとす
る。新しい走査ラインまたは走査ラインセグメントか走
査コンバータ３６によって形成されると、走査コンバー
タ３６は制御データをデータバス２２３上でリアルタイ
ム制御器３７に送る。制御データは走査ライン数、走査
ラインの型、伝送焦点ゾーンおよびライン指示の端末を
含んでいる。

表示における走査ライン密度は列のトランスジューサ要
素の数に対応して、連続した走査ラインの送／受信アバ
ーチャの偶数および奇数のトランスジューサ要素の数を
交換することにより、たとえば９６本に増加することが
できる。たとえば、伝送要素を偶数および奇数の間で交
換する一方受信要素を偶数のままにすると、各要素の間
隔が半分になった二倍の数の走査ラインが得られる。伝
達要素の偶数と奇数の交換および連続した走査ラインの
受信要素の偶数と奇数の交換は、各要素の間隔を四分の
一にした四倍の走査ラインを生ずる。

後の場合、例示的シーケンスは下記の通りである。

要素１ないし４の伝送（偶数）、要素１ないし４の受信
（偶数）；要素１ないし５の伝送（奇数）、要素ｌない
し４の受信（偶数）；要素１ないし５の伝送（奇数）、
要素エないし４の受信（偶数）；要素１ないし５の伝送
（奇数）、要素２ないし５の受信（奇数）；要素２ない
し５（偶数）で始まる繰返しシーケンス。このようにラ
イン密度を増加しようとするときは、データファイルの
別のバンクが偶数要素の伝送アパーチャと奇数要素の伝
送アパーチャをＲＡＭ２０４に記憶しなければな６す、
データファイルの別のバンクはＲＡＭ２００、２０２に
それぞれ偶数要素受信アパーチャおよび奇数要素受信ア
バーチャを記憶しなければならない。

獲得される走査ラインセグメント伝送焦点ゾーンおよび
走査ラインを構戒する他のセグメントの伝送焦点ゾーン
の位置によって、リアルタイム制８器３７は遅延モジュ
ールからエコー信号データを獲得するとき、獲得期間お
よび信号（ＡＣＱＥＮＡＢＬＥ）走査コンバータ３６を
決定する。

獲得期間を決定するため使用されるデータはＲＯＭ２０
Ｂに記憶され、かつ走査ラインセグメントおよびライン
指示端末を示す伝送焦点ゾーンデータに応じてサーチさ
れる。表示の走査ラインを形成するのに必要なすべての
エコー信号データか得られたとき、走査コンバータ３６
はリアルタイム制御器３６に信号（ＸＤＲ　　ＡＣＱ）
を送って最後の走査ラインセグメントの獲得期間を終了
する。

制御バネル３９の選択したモードたとえばＤＲＦ，組合
せまたは疑似ＤＲＦに従って、信号はＴＳＣ回路２１８
に送られモードフラグビットをそこに設定する。ＴＳＣ
回路２１８のモードフラグビットはさらにバス２３７を
通してマルチブレソクススイッチ２６、２８の状態を設
定する。

ダイナミック受信モードフラグビットが設定されると、
第９Ａ図に示すようにビデオ表示端子３８の走査コンバ
ータ３６によって発生された非明滅信号の負に向かうパ
ルス移行によって下記の作用がそれぞれ開始される。非
ブリンク信号は方式クロック３３によって同期される。

走査ライン数、走査ライン型式および伝達焦点ゾーンデ
ータは第９Ｂ図に示されたようにバス２２３上をＲＡＭ
２１０に送られ、走査コンバータ３６はＸＤＲＡＣＱ信
号をバス２２５上でＴＳＣ回路２１８に送り、新しい走
査ラインまたは走査ラインセグメントを表示のため要求
する。そこで、リアルタイム制御器３７は伝送パルス発
生器２４、遅延モジュール１６ないし２２およびフィル
タ３０、３１をプログラムし始める。ＲＡＭ２　１　０
は、識別タグを備えた複数の（たとえば８つの）各伝送
焦点ゾーンに対する、位相シフト値設定のＲ　Ａ　Ｍ　
２　０　４におけるアドレスを記憶する。

ＲＡＭ２００もまた各走査ライン数のインデックス値を
記憶する。ＸＤＲ　　ＡＣＱ信号の受信の際、ＴＳＣ回
路２１８はＲＡＭ２１０をサーチして走査コンバータ３
６から受信した伝送焦点ゾーンの識別タグを発見し、Ｒ
ＡＭ２１０からＲＡＭ２０４にこの識別タグを有する一
組の位相シフト値のアドレスを転送し、ＲＡＭ２１０か
ＲＡＭ２０４に走査コンバータ３６から受信された走査
ライン数に対応するインデックス値を転送する。

またＲＡＭ２１０は連続して一組の位相シフト値一組の
減衰値および一組の各受信焦点ゾーンのフィルタ３０、
３１の周波数バンドトラッキング値のＲＡＭ２００また
はＲＡＭ２０２におけるアドレスを記憶する。上記のよ
うに方式の走査ライン密度が増加すると、ＲＡＭ２１０
もまたＲＡＭ２０４、２００および２０２の特定のアド
レスに対する走査ライン数に関連する走査ラインマップ
を紀憶する。ＸＤＲＡＣＱ信号の受信の際、ＴＳＣ回路
２１８はまたはＲＡＭ２１０からＲＡＭ２００に一組の
位相シフト値のアドレスである連続した第１受信アドレ
ス、一組の減衰値、および第１受信焦点ゾーンのフィル
タ３ｏを調節する一組の周波数バンドトラッキング値な
らびに走査コンバータ３６から受信した走査ライン数に
対応するインデックス値を転送する。ＸＤＲＡＣＱ信号
の受信の際、ＴＳＣ回路２１８はまたＲＡＭ２１０から
ＲＡＭ２０２に一組の位相シフト値のアドレスである連
続した第２受信アドレス、一組の減衰値、および第２受
信焦点ゾーンのフィルタ３１を調節する一組の周波数バ
ンドトラッキング値、ならびに走査コンバータ３６から
受信した走査ライン数に対応するインデックス値を転送
する。ＲＡＭ２０８は受信した焦点ゾーン境界の連続し
たデブス値、ゾーン選択スイッチ３２の最初の状態およ
び識別タグを備えた各伝送焦点ゾーンの境界を記憶する
。ＸＤＲ　　ＡＣＱ信号の受信の際、ＴＳＣ回路２１８
はまたＲＡＭ２０８からゾーン選択スイッチ３２にその
最初の状態を転送し、ゾーン境界（Ｚ　Ｂ）レジスタ２
２９に連続してデブス値を画定する第１受信焦点ゾーン
を転送し、またビデオプロセッサ３４にデータバス２２
８上でその値を設定するパラメータを伝送する。ＸＤＱ
　　ＡＣＱ信号の受信の際、ＴＡＣ回路２１８はまたＲ
ＡＭ２０８をサーチして走査コンバータ３６から受信し
た伝送焦点ゾーンの識別タグを発見し、Ｒ　Ａ　Ｍ　２
　０　８から獲得期間レジスタ２３９にこの伝送焦点ゾ
ーンの境界値を転送する。

ＸＤＲ　　ＡＣＱ信号の受信の際、ＴＳＣ回路２１８は
またＲＡＭ２０６からマルチプレクシングネットワーク
１２にスイッチ４４、５２の設定をデータパス２３０上
で転送する。ＴＳＣ回路２１８はインデックスされた位
相シフト値のアドレスされた組をＲＡＭ２０４から伝送
パルス発生器２４にデータバス２２４上で転送して選択
されたゾーンにおいて伝達されるビームを焦点合わせす
るのに必要な時間遅れを導入し、第９図Ｆに示すように
、インデックスされた位相シフト値のアドレスされた組
およびインデックスされた減衰値のアドレスされた組を
ＲＡＭ２００から遅延モジュール１６、１８のデータバ
ス２２６上の伝送を制御して、第１焦点ゾーンにおいて
受信されたエコーをシエイプするのに必要な遅延および
減衰を導入するように遅延モジュールをプログラムし、
第９Ｇ図に示すようにインデックスされた位相シフト値
のアドレスされた組およびインデックスされた減衰値の
組をＲＡＭ２０２から遅延モジュール２０，２２へのデ
ータバス２２７上での伝送を制御して、゛遅延モジュー
ル２０、２２を第ｌ焦点ゾーンにおいて受信したエコー
をシエイブするのに必要な遅延および減衰を導入するよ
うにプログラムし、周波数バンドトラッキング値のＲ　
Ａ　Ｍ２００からフィルタ３１へのデータバス２２６上
での転送を制御して受信したエコーの周波数シフトを制
御し、周波数パンドトラッキンク値のＲＡＭ２０２から
フィルタ３１へのデータバス２２６上での伝送を制御し
、ゾーン選択スイッチ３２が遅延モジュール１６、１８
をビデオプロセッサに接続し、第９Ｃ図に示すように、
ＸＤＲＲＥＡＤＹ信号を走査コンバータ３６にバス２３
１上で送る。

第７図はＲＡＭ２００またはＲＡＭ２０２における位相
シフトおよび減衰ファイルの機能的構威を示している。

説明を簡単にするため、一つのデータファイルのバンク
しかないものとする。たとえばゾーン１、３、５および
７の、ＲＡＭ２　０　０の場合の連続受信焦点ゾーンの
、位相シフトおよび減衰値は、連続したアドレスを有す
るＲＡＭの記憶区域に入力され、たとえばゾーン５の記
憶ゾーンアドレスはゾーン３のｌ己憶ゾーンアドレス１
こ続いている。ゾーン５に示すように、各ゾーンの記憶
区域には４８位相シフト値の組か連続した記憶セル０１
、０２、０３、０４、０５、０６、０７、０８、０９・
・・・・・０４８に、４８の減衰値の組が連続した記憶
セルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８
、Ａ９・・・・・・Ａ４８に、また周波数バンド設定値
Ｆが記憶されている。各受信アドレスは矢印“ＡＤＲＥ
ＳＳ”で示したようにＲＡＭ２１０からＲＡＭ２００ｓ
および２０２に連続的に伝送され、対応する記憶区域は
インデックス値のセルによって開始するため矢印“ＩＮ
ＤＥＸ”で示したように、セル５、６、７、８、・・・
・・・４８、１、２、３、４において、連続したセルに
おける値が増加する一組の位相シフト値および一組の減
衰値を読出すためアクセスされる。

一般的に、トランスジューサアバーチャの端末セグメン
トが要素ｌ、４８から一方向に回転するとき、インデッ
クス値は他の方向に同じ数の要素を回転する。たとえば
、最大アパーチャの端末セグメントが４８、１から要素
４４、４５までの四つの要素によって時計方向に回転す
るとき、インデックスは第７図に示すように要素１から
要素５までの四つの要素によって時計方向に回転する。

読出された位相シフト値は同じ順序で、第８図に示すよ
うに、適用しうるＲＡＭ（２００または２０２）の交差
点スイッチ５２のアドレスレジスタに転送される。各レ
ジスタに転送された位相シフト値はどの垂直コラムが水
平列に接続されるかを決定するａｍアドレスとして作用
する。そこで、チャンネルは適当な遅延ラインのタップ
に接続され特定の位相シフトを導入する。

ＸＤＲ　　ＲＥＡＤＹ信号を受信した後走査コンバータ
３６はＸＤＲ　　ＦＩＲＥ信号をバス２２５上でＳＴＣ
回路２１８に、また第９Ｄ図に示すように、バス２４１
上で伝送パルス発生器２４に送り（第１図）、トランス
ジューサの要素を付勢し、爆発的超音響エネルギを伝送
する。ＸＤＲＦＩＲＥ信号に応じて、第９Ｅ図に示すよ
うにＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号が、下記に詳細に説明
するように、選択された伝送焦点ゾーンの数および位置
に従うデータ獲得期間に対して設定される。

第９Ｅ図の例において、ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号は
スキンラインに設定されまた受信ゾーン４の末端に再設
定され、該ゾーンはゾーン４における第１伝送焦点ゾー
ンおよびゾーン５における第２伝送焦点ゾーンに対応す
る。

デブスクロック２３１は方式クロック３３と同期してい
る。クロック２３１はもっとも普通にデブスクロックパ
ルスを本体ティシューを通して音響伝播速度と１対１の
周波数で、たとえばミリメートルまたは他の長さの単位
当たり１デプスク口ックパルスを生ずる。デブスカウン
タ２３２はｓｋｉｎ　　ｌｉｎｅ”においてゼロから開
始する、ＸＤＲ　　ＦＩＲＥ信号の後にデブスクロック
パルスをカウントする。伝送焦点ゾーンの境界値および
受信信号ゾーン境界値はスキンラインのデプスクロック
カウントによって表示される。

ＲＡＭ２０８に記憶されたゾーン選択スイッチ３２の最
初の状態のため、遅延モジュール１６、１８は第９Ｆ図
に示すようにエコー信号を処理し、遅延モジュール２０
、２２は第９Ｇ図に示すように準備状態になる。ついで
、カウンタ２３２のカウント数はＺＢレジスタ２２９の
第１焦点ゾーン境界値と比較され、いつゾーン遍択スイ
ッチ３２を設定するか決定され、遅延モジュール２０，
２２をビデオプロセッサ３４に接続される。二つの値が
等しければ、制御信号はゾーン選択スイッチ３２にその
状態に従って変更するためバス２３８上で送られ、そこ
で遅延モジュール１６、１８は第９Ｆ図に示すように再
度プログラムされ、遅延モジュール２０、２２は第９Ｇ
図に示すようにエコー信号を処理する。ＴＳＣ回路２１
８はまたＲＡＭ２１０をＲＡＭ２００のつぎのアドレス
に接続し、第２焦点ゾーン境界をＺＢレジスタ２２８に
転送するためＲＡＭ２０８に接続する。

このようにして、モジュール１６、１８およびモシュー
ル２０、２２は交互にエコー信号を受信し、ついでエコ
ー信号が視野全体たとえば８焦点ゾーンにえられるまで
焦点ゾーン境界値に再プログラムされる。その都度モジ
ュール１６、１８は再プログラムされフィルタ３０は周
波数シフトを追跡する。ついて、ＸＤＲ　　ＡＣＱＳＸ
ＤＲＲＥＡＤＹ，ＸＤＲ　　ＦＩＲＥおよびＡＣＱＥＮ
ＡＢＬＥ信号は第９Ｂ，９Ｃおよび９Ｄ図に示すように
再設定され、そしてＡＣＱ ＥＮＡＢＬＥ信号はスイッチ６８を開く。

ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号はバス２４０によってその
正の（設定）状態の受信データ獲得期間中走査コンバー
タ３６に、またビデオプロセッサ３４の表示の走査ライ
ンまたは走査ラインセグメントを形成するとき信号走査
コンバータ３６に送られる。その後、上記方法は次つぎ
の非プリンキングパルスに応じて繰返される。

ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号は設定されかつ下記のよう
に作用する。すなわち、走査コンパータ３６によって最
後の走査ラインかえられると、走査コンバータ３６は最
後のゾーン信号をバス２４１上でＴＳＣ回路２１８に送
り、ＸＤＲＦＩＲＥ信号か設定された後、（図示しない
）最後のゾーンレジスタ信号をラッチする。最後のゾー
ンレジスタは、つぎの走査ラインの開始を示す、つぎの
走査ラインセグメントのＳＣＲ　　ＦＩＲＥ信号の後ま
でラッチされたままされる。しかして、最後のゾーンレ
ジスタがラッチされ、ＸＤＲＦＩＲＥ信号またはつぎの
走査ラインセグメントの発生により、ＡＣＱ　　ＥＮＡ
ＢＬＥ信号が設定され、獲得期間が第９Ｅ図に示すよう
にスキンラインに開始され、第９Ｂ図に示すように走査
コンハータ３６がＸＤＲ　　ＡＣＱ信号を再度設定する
とき終了し、その信号はＴＳＣ回路にバス２２５上で送
られてＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号を再設定し獲得期間
を終了し、ＸＤＲ　　ＲＥＡＤＹおよびＸＤＲ　　ＦＩ
ＲＥ信号も同様に第９Ｅ，９Ｃおよび９Ｄ図に示すよう
に再設定される。オペレータか表示用に只一つしか伝送
焦点ゾーンを選択しないと、上記のようにＡＣＱ　　Ｅ
ＮＡＢＬＥ信号が設定および再設定される。オペレータ
が表示のため一つ以上の伝送焦点ゾーンを選択すると、
第１ゾーンのＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号が設定され、
最後のゾーンのＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号が上記のよ
うに再設定される。他のＡＣＱ ＥＮＡＢＬＥ信号はＲＡＭ２０８からレジスタ２３９に
転送される伝送焦点ゾーン境界値に応して設定および再
設定される。たとえば、オペレータが二つ伝送焦点ゾー
ンを選択すると、カウンタ２３２のカウント数をレジス
タ２３９に記憶された第１伝送焦点ゾーンの上方境界値
と比較される。

二つのゾーンか等しいとき、第１伝送焦点ゾーンの獲得
期間は終了し、ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号は第９Ｅ図
に示すように再設定される。そこでまたつぎの伝達サイ
クルのＸＤＲ　　ＡＣＱ，ＸＤＲＲＥＡＤＹおよびＸＤ
Ｒ　　ＦＩＲＥ信号を再設定する。ついで、カウンタ２
３２のカウント数は第２伝送焦点ゾーンの低い境界値と
比較される。

二つが等しいとき、第２伝送焦点ゾーンの獲得期間が開
始し、ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号が第９Ｅ図に示すよ
うに設定される。オペレータが三つ以上の伝送焦点ゾー
ンを選択すると、カウンタ２３２の力・ウント数はレジ
スタ２３９に記憶された各中間伝送焦点ゾーンの上下の
境界値と比較され、そのような伝送焦点ゾーンに対して
ＡＣＱＥＮＡＢＬＥ信号を設定および再設定する。要す
るに、最後のゾーンレジスタが最後の走査ラインセグメ
ント中ラッチされるならば、レジスタ２３９の上方境界
値はＴＳＣ回路によって無視され、ＡＣＱ　　ＥＮＡＢ
ＬＥ信号はＸＣＲ　　ＡＣＱ信号の再設定によって再設
定され、第１走査ラインセグメント中最後のゾーンレジ
スタがラ・ソチされると、レジスタ２３９の下方境界値
はＴＳＣ回路２１８によって無視されＡＣＱ　　ＥＮＡ
ＢＬＥ信号はＸＤＲ　　ＦＩＲＥ信号によってスキンラ
インに設定される。中間走査ラインセグメント中ＡＣＱ
　　ＥＮＡＢＬＥ信号はレジスタ２３９の上下の境界値
に対応してそれぞれ設定および再設定される。

Ｆｊｉ合モードフラグビットが設定されるとき、下記の
作用が、第１０Ａ図に示されたように、ビデオ表示端子
３８の走査コンバータ３６によって発生された非プリン
キング信号の負になる各パルス変換によって開始される
。一般的に同じである伝送ビーム焦点ゾーンおよび受信
ビーム焦点ゾーンのデータ、走査ライン数のデータおよ
び走査ライン型式データは、第１０Ｂ図に示すように、
ＲＡＭ２１０にデータバス２２３上で送られ、走査コン
バータ３６はＸＤＲ　　ＡＣＱ信号をバス２２５上てＴ
ＳＣ回路２１８に送り、表示のため新しい走査ラインセ
グメントを要求する。その後、リアルタイム制御器３７
は伝送パルス発生器２４および一つ以上のモジュール１
６ないし２２をプログラムし始める。ＲＡＭ２１０は伝
送識別タグを備えた複数の（たとえば８つの）各伝送ビ
ーム焦点ゾーンの伝送位相シフト値の組のＲＡＭ２０４
におけるアドレスを記憶する。ＲＡＭ２１０はまた各走
査ライン数のインデックス値を記憶する。ＸＤＲ　　Ａ
ＣＱ信号を受信すると、ＴＳＣ回路２１８はＲＡＭ２１
０をサーチして走査コンバータ３６から受信した伝送焦
点ゾーンの伝送識別タグを発見し、この識別タグを有す
る伝送位相シフト値の組のアドレスをＲＡＭ２１０から
ＲＡＭ２０４に転送し、その後ＲＡＭ２１０からＲＡＭ
２０４に走査コンバータ３６から受信した走査ライン数
に対応するインデックスを転送する。ＲＡＭ２１０はま
た受信した識別タグを備えた各複数の焦点ゾーンの受信
した一組の位相シフト値、一組の減衰値およびフィルタ
３０、３１の周波数バンドトラッキング値の組のＲＡＭ
２　０　０および／またはＲＡＭ２０２におけるアドレ
スを記憶する。ＸＤＲ　　ＡＣＱ信号を受信すると、Ｔ
ＳＣ回路２１８はまたＲＡＭ２１０をサーチして走査コ
ンバータ３６から受信した受信焦点ゾンの受信識別タグ
を発見し、ＲＡＭ２１０からＲＡＭ２００および／また
はＲＡＭ２０２に受信した一組の位相シフト値、一組の
減衰値およびこの識別タグを有するフィルタ３０、３１
の一組の周波数バンドトラッキング値のアドレスを転送
し、ＲＡＭ２１０からＲＡＭ２００におよび／またはＲ
ＡＭ２０２に走査コンバータ３６から受信した走査ライ
ン数に対応するインデックス値を転送する。ＲＡＭ２０
８はゾーン選択スイッチ３２の状態を記憶する。ＸＤＲ
　　ＡＣＱ信号を受信すると、ＴＳＣ回路２１８はまた
ＲＡＭ２０Ｂからゾーン選択スイッチ３２にその状態を
転送しまたビデオプロセッサ３４にバス２２８上でその
値を設定するパラメータを転送する。ＸＤＲ　　ＡＣＱ
信号を受信すると、ＴＳＣ回路２１８はまたＲＡＭ２０
６からマルチプレクスネットワーク１２にデータパス２
３０上でスイッチ４４、５２の設定を転送する。ＴＳＣ
回路２１８は伝送位相シフト値の伝送パルス発生器２４
へのデータバス２２４上でのインデックスされた設定の
転送を制御し、選択されたゾーンにおける伝送されるビ
ームを焦点合わせするのに必要な時間遅れを導入し、受
信された焦点ゾーンにおけるエコーをシエープするよう
に受信された位相シフト値のインデックスされた設定お
よび遅延モジュール１６、１８への減衰値のデータバス
２２６上での転送および／または受信した位相シフト値
のインデックスされた設定および遅延モジュール２０，
２２への減衰値のインデックスされた設定をプログラム
し、第１０Ｃ図に示すように、ＲＡＭ２０　２からフィ
ルタ３０または３１へのデータバス２２６上ての周波数
バンドトラッキング値の転送を制御し、ゾーン選択スイ
ッチ３２を遅延モジュール１６、１８および／または遅
延モジュール２０、２０をビデオプロセッサ３４に接続
し、ついでＸＤＲ　　ＲＥＡＤＹ信号をバス２３１上で
走査コンバータ３６に送る。

ＸＤＲ　　ＲＥＡＤＹ信号の受信後、走査コンバータ３
６はＸＤＲ　　ＦＩＲＥ信号を、第１０Ｄ図に示すよう
に、バス２５上でまたバス２４１上で（第１図）ＴＳＣ
回路に送り超音響エネルギの爆発を伝送する。ＡＣＱ　
　ＥＮＡＢＬＥ信号はついで適当な時間に設定され、選
択された伝送焦点ゾーンに対応する場の部分から受信さ
れたエコー信号をうる。

ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号は上記のようにダイナミッ
ク焦点受信モードに従って設定および再設定される。第
１０Ｅ図に示すように、三つの焦点伝送ゾーンの場合に
おいて、第一の伝送ゾーンーに対してＡＣＱ　　ＥＮＡ
ＢＬＥ信号かスキンラインに設定される。ＡＣＱ　　Ｅ
ＮＡＢＬＥ信号が再設定された後、遅延モジュールはゾ
ーン２に対して再設定され、トランスジューサが作動さ
れ、エコーかトランスジューサに選択された焦点ゾーン
から戻ることかできる準備遅延後、ＡＣＱＥＮＡＢＬＥ
信号はゾーン２から受信した信号をうるように設定され
る。ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号か再設定されると、遅
延モジュールゾーン三に対して再プログラムされ、エコ
ーがトランスジューサに選択された焦点ゾーンから戻る
ことができる準備遅延後、ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号
はゾーン３から受信したエコーをうるように設定される
。

上記工程は選択された各伝送ゾーンに対して繰返される
。上記のように、走査ラインの最後の伝送焦点ゾーンに
おいてＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号は走査コンバータ３
６から送られたＸＤＲ　　ＡＣＱ信号によって再設定さ
れる。

第９Ｆ図および第９Ｇ図と第１０Ｅ図を比較すると、ダ
イナミック受信モードと複合モードとの差か見られる。

前者において、リアルタイム制御器３７は一対の遅延モ
ジュールを交互にプログラムする一方、他の対の遅延モ
ジュールはビデオプロセッサ３４に接続する。後者にお
いて、リアルタイム制御器３７は第１に遅延モジュール
の一つ以上をプログラムし、ついでその遅延モジュール
をビデオプロセッサ３４に接続する。方式はダイナミッ
ク受信モードにおいて、一層高いフレーム率および／ま
たは一層良い画質をすべての伝送焦点ゾーンより少ない
ゾーンが選択されるならば達戊することができる。

疑似ＤＲＦモードフラグビットが設定されると、作用は
上記ダイナミック受信モード（ＤＲＥ）および複合モー
ドの組合せとなる。一つ以上の伝送焦点ゾーンおよび対
応する走査ラインセグメントは制御パネル３９から選択
される。受信焦点ゾーンを最大の８つとすると、４つの
伝送焦点ゾーンが存在する。各伝送焦点ゾーンに対して
、２つの受信焦点ゾーンが存在し、その周りに伝送焦点
が全体的に整合する。すべての４つのモジュールか同時
にＤＲＦモードの始めにプログラムされると、各対の遅
延モシュールはビデオプロセッサ３４に連続してデプス
クロックカウントに応じて接続され、一方他の対の遅延
モジュールはＤＲＦモードの最初の２サイクルの間準備
状態にある。その後、遅延モジュールはつぎの伝送焦点
ゾーンに対してすべて再プログラムされ、工程は繰返さ
れる。

ＡＣＱ　　ＥＮＡＢＬＥ信号はダイナミック受信モード
に従って上記のように再設定され、４つの伝送焦点ゾー
ン境界値は各一対の受信焦点ゾーンの上下境界に対応す
る値に対応して各伝達焦点ゾンのＲＡＭ２０８に記憶さ
れる。第１１図は疑似ＤＲＦモードの作用を説明する図
である。

第１２図は遅延モジュール１６ないし２２をビデオプロ
セッサ３４に接続する装置の好ましい実施例である。第
１、２および３の実施例に共通の要素は同じ符号が付さ
れている。遅延バスの代わりに、遅延モジュール１６、
１８がゾーン選択スイッチの一つに永久的に直列に接続
され、遅延モジュール２０、２２は永久的にゾーンスイ
ッチ３２の他の端子に接続されている。ゾーンスイッチ
２２はオフセット遅延装置２６０によって総合接続装置
２６２の入力に接続されている。遅延モジュール２０、
２２の直列接続は開／閉スイッチ２６４を通して総合接
続装置２６２の他の入力に接続されている。総合接続装
置２６２の出力はビデオプロセッサ３４に接続されてい
る。ダイナミック焦点および疑似ＤＲＦモードにおいて
、スイッチ２６４は開放しゾーンスイッチ３２は受信焦
点ゾーンが変化するとき前後にトッグル作用する。

複合モードにおいて、ゾーンスイッチ３２は遅延モジュ
ール１６、１８に接続されたままであり、スイッチ２６
４は閉している。そのため、可能な位相シフトの範囲は
拡大する。遅延モジュール１６、１８に続くチャンネル
はオフセット遅延装置２６０によって遅延モジュール２
０，２２に対して一定量位相シフトされる。

本発明の上記実施例は本発明の概念を説明する単なる好
ましい実施例にすぎず、本発明の範囲はそのような実施
例によって限定されるものではない。種々のまた多くの
他の装置か本発明の精神および範囲から離れることなく
この技術に通じた人々によって案出されうるちのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示した超音波画像システムのブ
ロック図、第２図は第１図のトランスミット／レシーブ
素子を選択するマルチブレキシングネットワークのブロ
ック図、第３図は第１図の信号デレイモジュールのブロ
ック図、第４図は第３図の信号減衰アポダイザの１つの
回路図、第５図は第１図のゾーンセレクトスイッチの回
路図、第６図は第１図のリアルタイムコントローラのブ
ロック図、第７図は第６図のレシーブローテイトＲＡＭ
のデータの記憶及びアドレス決定方法を説明するための
図、第８図はレシーブローテイトＲ　Ａ　Ｍから検索さ
れたデータでデレイモジュールのクロスポイントスイッ
チをプログラムする方法を説明する図、第９図から第１
１図はリアルタイムコントローラとスキャンコンバータ
の動作を説明するための波形図、第１２図は本発明の原
理を説明するための超音波画像システムの別の実施例の
ブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波エコー信号を受信する複数のチャンネルと、 プログラマブル手段を有して、各チャンネル毎にエコー
   信号を選択的に移相しかつ結合する第１ビームフォーカ
   スモジュールと、 プログラマブル手段を有して、各チャンネル毎にエコー
   信号を選択的に移相しかつ結合する第２ビームフォーカ
   スモジュールと、 結合されたエコー信号を処理する手段と、 他方のモジュールを処理手段に結合中に一方のモジュー
   ルを交互にプログラムする手段から成ることを特徴とす
   る超音波画像システム用ビーム形成装置。 ２、エコー信号結合前に、選択的にエコーを減衰するプ
   ログラマブル手段を各モジュールが更に有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、各モジュールは複数の入力タップ、１つの出力端子
   及びチャンネルを入力タップに選択的に接続するクロス
   ポイントスイッチを有するデレイラインから成り、上記
   移相手段がクロスポイントスイッチの個々のスイッチを
   選択的に閉じることによりプログラムされることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、上記減衰手段がクロスポイントスイッチを各入力タ
   ップに接続する複数のゲイン可変アンプから成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、第１モジュールのデレイラインの出力端子が第２モ
   ジュールのデレイラインにかつ又第２モジュールのデレ
   イラインの出力端子が処理手段により結合されるよう、
   モジュールのデレイラインを直列に結合する手段を更に
   有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装
   置。 ６、該システムがエコー形成超音波送信間隔を決定する
   マスタクロックパルスを発生し、かつ該装置が各マスタ
   クロックパルスに基づく間隔で結合されたエコーを次の
   更に遠方の点にフォーカスするようモジュールをプログ
   ラムする手段を更に有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ７、基本エコー信号を選択的に移相しかつ結合する第１
   プログラマブル手段と基本エコー信号を選択的に移相し
   かつ結合する第２プログラマブル手段とを有する複合ト
   ランスデューサ超音波画像システムにおいて、受信した
   エコーのビームをフォーカスする方法であって、 第２手段をプログラムする間に基本エコー信号を第１手
   段に印加し、かつ 第１手段をプログラムする間に基本エコー信号を第２手
   段に印加する工程から成ることを特徴とする方法。 ８、基本エコー信号を選択的に移相しかつ結合する第１
   プログラマブル手段と基本エコー信号を選択的に移相し
   かつ結合する第２プログラマブル手段とを有する複合ト
   ランスデューサ超音波画像システムにおいて、受信した
   エコーのビームをフォーカスする方法であって、 第１及び第２手段をプログラムし、 基本エコー信号を第１手段に印加して一方のゾーンにビ
   ームをフォーカスし、 基本エコー信号を第２手段に印加して他方のゾーンにビ
   ームをフォーカスする工程から成ることを特徴とする方
   法。 ９、基本エコー信号を選択的に移相しかつ結合する第１
   プログラマブル手段と基本エコー信号を選択的に移相し
   かつ結合する第２プログラマブル手段とを有する複合ト
   ランスデューサ超音波画像システムにおいて、受信した
   エコーのビームをフォーカスする方法であって、 第１及び第２手段をプログラムし、 第１及び第２手段を直列に接続し、 基本エコー信号を第１及び第２手段に印加する工程から
   成ることを特徴とする方法。