超音波マトリクスプローブ向け送信回路技術の研究

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: ECT20007

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子回路研究会

発行日: 2020/01/23

タイトル(英語): Research on transmission circuit for ultrasound matrix probe

著者名: 矢崎 徹(日立製作所),西元 琢真(日立製作所),五十嵐　 豊(日立製作所),勝部 勇作(日立製作所),梶山　 新也(日立製作所),中川　 樹生(日立製作所),大熊 康介(日立製作所),中村　 洋平(日立製作所),寺田　 崇秀(日立製作所),山脇 大造(日立製作所),林 昌宏(日立製作所),網野 和宏(日立製作所),金子 琢哉(日立製作所),田中 宏樹(日立製作所)

著者名(英語): Toru Yazaki(Hitachi,Ltd.),Takuma Nishimoto(Hitachi,Ltd.),Yutaka Igarashi(Hitachi,Ltd.),Yusaku Katsube(Hitachi,Ltd.),Kajiyama Shinya(Hitachi,Ltd.),Tatsuo Nakagawa(Hitachi,Ltd.),Yasuyuki Okuma(Hitachi,Ltd.),Yohei Nakamura(Hitachi,Ltd.),Takahide Terada(Hitachi,Ltd.),Taizo Yamawaki(Hitachi,Ltd.),Yoshihiro Hayashi(Hitachi,Ltd.),Kazuhiro Amino(Hitachi,Ltd.),Takuya Kaneko(Hitachi,Ltd.),Hiroki Tanaka(Hitachi,Ltd.)

キーワード: 超音波診断装置|パルス送信回路|アポダイゼーション|ＴＨＩ|Ultrasound|Pulser|Apodaization|THI

要約(日本語): 本論文では、超音波マトリックスプローブ向けの送信回路技術について述べる。超音波診断装置で高画質を実現するために、リニア型の送信回路を用いてアポダイゼーション機能が実装されているが、消費電力が増加し、多チャンネル送信が必要な2Dプローブに実装することが困難であった。そのため、低消費電力のパルス伝送回路で振幅制御を実現した。さらに、レプリカ回路を用いてプロセス変動に対する駆動能力の変化を抑制する手法を提案した。提案回路は、シングルチップに3070chを実装し、0.18μmHV-SOI CMOSプロセスで試作をおこなった。

要約(英語): This paper presents a transmission circuit for ultrasound matrix probe. In order to achieve high image quality in ultrasonic diagnostic apparatuses, an apodization function has been implemented by controlling transmission amplitude using a linear transmission circuit. However, it is difficult to place a linear transmission circuit with a 2D probe that consumes a large amount of power and has a large number of channels. Therefore, amplitude control was realized with a pulse transmission circuit with low power consumption. Furthermore, we proposed a method that suppresses changes in drive capability against process variations using a replica circuit and applied it to the pulse transmission circuit. This proposed circuit integrates 3070 ch in the single-chip with RX and fabricated with 0.18 ?m HV-SOI CMOS process. Each tranceiver occupyies only 300 ?m × 300 ?m silicon area while 25 ns resolution, 750 ns maximum time delay and 138 Vpp output capabilities. The total die size is 417 mm2. Ultrasound system is also completed to visualize 2D/3D phantom images with 0.74 mW/ch power consumption in B-mode.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,059 Kバイト