超音波画像表示装置
【課題】受信部の余剰チャンネルを有効活用できる超音波画像表示装置を提供する。
【解決手段】超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子２ａを有する超音波プローブ２と、前記超音波振動子２ａで受信したエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部４２２をチャンネル毎に有するとともに、Ａ／Ｄ変換部４２２の後段側に前記各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマー４２３を有する受信部４２と、を備え、１チャンネルの前記超音波振動子２ａが複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されることを特徴とする。
【解決手段】超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子２ａを有する超音波プローブ２と、前記超音波振動子２ａで受信したエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部４２２をチャンネル毎に有するとともに、Ａ／Ｄ変換部４２２の後段側に前記各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマー４２３を有する受信部４２と、を備え、１チャンネルの前記超音波振動子２ａが複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像を表示する超音波画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像表示装置としては、例えば患者の体内に超音波プローブから超音波を送信してエコー信号を受信し、このエコー信号に基づく超音波画像を表示する超音波診断装置がある。このような超音波診断装置は、超音波の送受信を行なう超音波振動子を複数チャンネル有する超音波プローブと、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行なうＡ／Ｄ変換部を有するとともに、各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部とを備えている（例えば、特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記超音波プローブは前記受信部が設けられた超音波診断装置本体に着脱自在に取り付けられるようになっており、種々の超音波プローブが接続できるようになっている。従って、接続された超音波プローブの種類によっては、前記受信部のチャンネル数と前記超音波振動子のチャンネル数とが異なる場合があり、前記受信部のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数よりも多い場合、受信部のチャンネルが余ることになる。従って、受信部の余剰チャンネルを有効活用できる超音波画像表示装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するためになされた第１の観点の発明は、超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をチャンネル毎に有するとともに、該Ａ／Ｄ変換部の後段側に前記各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部と、を備え、１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００６】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、前記増幅部と前記Ａ／Ｄ変換部との間において各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００７】
第３の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、前記増幅部の前段部分において前記受信部の各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が、複数チャンネルの前記増幅部及び前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００８】
第４の観点の発明は、第１〜３のいずれか一の観点の発明において、前記受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００９】
第５の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記超音波プローブにあっては、１チャンネルの前記超音波振動子で受信したエコー信号を複数チャンネルに分岐する分岐信号ラインを有し、各チャンネルの前記分岐信号ラインは前記受信部の各チャンネルと接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１０】
第６の観点の発明は、第１〜５の観点の発明において、前記受信部は、接続された各チャンネルのエコー信号を加算する加算部を、前記Ａ／Ｄ変換部の後段に有することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１１】
第７の観点の発明は、超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、該超音波プローブが接続される装置本体とを備え、該装置本体には、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部が設けられ、該受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１２】
第８の観点の発明は、第７の観点の発明において、前記受信部は、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行なうＡ／Ｄ変換部を前記ビームフォーマーの前段側に有しており、前記接続切替部は、前記Ａ／Ｄ変換部と前記ビームフォーマーとの間において前記切替えを行なうことを特徴とする超音波画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
上記観点の発明によれば、１チャンネルの超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続されるので、前記１チャンネルの超音波振動子で受信されたエコー信号が複数のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換される。複数のＡ／Ｄ変換部の出力信号が前記ビームフォーマーで加算されると、Ａ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差が軽減されることになり、前記ビームフォーマーの出力信号のＳ／Ｎを向上させることができる。従って、前記受信部における余剰なチャンネルを有効活用することができる。
【００１４】
また、他の観点の発明によれば、前記受信部が前記増幅部と前記Ａ／Ｄ変換部とを有する場合に、前記増幅部の前段部分において前記受信部の各チャンネルが接続され、１チャンネルの前記超音波振動子が、複数チャンネルの前記増幅部及び前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることにより、Ｓ／Ｎを向上させることができる。従って、前記受信部における余剰なチャンネルを有効活用することができる。
【００１５】
また、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える他の観点の発明によれば、前記受信部のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数と比べて余剰な状態になる超音波プローブが前記装置本体に接続された場合には、１の前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとを前記接続切替部によって接続することにより、前記受信部の余剰なチャンネルを有効活用することができる。一方で、前記受信部のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数と比べて余剰な状態にならない超音波プローブが前記装置本体に接続された場合には、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとを前記接続切替部によって非接続にし、１チャンネル同士の接続とする。このように前記装置本体に接続される超音波プローブのチャンネル数に応じて、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替えることができるので、前記受信部の余剰なチャンネルの有効な活用を実現しつつも、種々の超音波プローブを接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る超音波画像表示装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波画像表示装置における送受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図４】受信部のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波プローブが接続された場合における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図５】並列同時受信を行なう場合のビームフォーマーの構成を示すブロック図である。
【図６】第一実施形態の変形例における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図７】第一実施形態の変形例において、受信部のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波プローブが接続された場合における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図８】第二実施形態における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図９】第二実施形態の変形例における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図１０】第三実施形態における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。図１に示す超音波画像表示装置１は、例えば患者（超音波の送受信対象）に対する超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づく超音波画像を表示する超音波診断装置であり、超音波プローブ２とこの超音波プローブ２が接続される装置本体３とを備えている。この装置本体３内には、送受信部４、データ処理部５、表示制御部６、表示部７、操作部８、制御部９を有している。
【００１８】
前記超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子２ａ（図３参照）を有して構成され、この超音波振動子２ａによって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。前記超音波プローブ２は、前記超音波振動子２ａとして、チャンネル１からチャンネルｎまでのｎチャンネル（ｎは任意の自然数）の超音波振動子を有している。前記超音波プローブ２は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。
【００１９】
前記送受信部４は、前記制御部９からの制御信号に基づいて、前記超音波プローブ２による超音波の送受信を、所定の送受信パラメータにより行なわせるものであり、図２に示すように送信部４１と受信部４２とを有する。前記送信部４１は、前記超音波プローブ２を所定の送信パラメータで駆動させ、スキャン面を超音波ビームによって音線順次で走査させる。前記送信部４１は前記制御部９からの制御信号によって前記超音波プローブ２を駆動させる。前記受信部４２については後述する。
【００２０】
前記データ処理部５は、前記受信部４２から出力された信号に対し、超音波画像を作成するための所定の処理を行なう。例えば、前記データ処理部５は、前記受信部４２から出力された信号に対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等の所定の処理を行ってＢモードデータを作成する。前記データ処理部５から出力されたＢモードデータなどのデータは前記表示制御部６に入力される。
【００２１】
前記表示制御部６は、前記データ処理部５からのデータをスキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して画像データを作成し、この画像データに基づく超音波画像を前記表示部７に表示させる。
【００２２】
前記表示部７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部８は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。
【００２３】
前記制御部９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成され、前記超音波画像表示装置１の各部における機能を実行させる。
【００２４】
さて、前記受信部４２について図３に基づいて説明する。前記受信部４２は、本発明における受信部の実施の形態の一例であり、エコー信号の信号処理部として増幅部４２１、Ａ／Ｄ変換部４２２をチャンネル毎に有し、さらにビームフォーマー４２３を有している。これら増幅部４２１、Ａ／Ｄ変換部４２２及びビームフォーマー４２３は、それぞれ本発明における増幅部、Ａ／Ｄ変換部及びビームフォーマーの実施の形態の一例である。
【００２５】
前記受信部４２においては、前記増幅部４２１において所定のゲインで増幅されたチャンネル毎のエコー信号が前記Ａ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換される。そして、Ａ／Ｄ変換された各チャンネル毎のエコー信号が前記ビームフォーマー４２３で遅延加算され、ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号が作成される。作成されたＲＦ信号は前記データ処理部５へ出力される。
【００２６】
前記受信部４２は、チャンネル１からチャンネルｍまでｍチャンネル分の信号処理部を有している。本例では、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっている。すなわち、ｍ＝３ｎになっている。従って、前記受信部４２において、前記超音波プローブ２のチャンネル数の２倍のチャンネルが余剰チャンネルになっている。
【００２７】
前記受信部４２は、この受信部４２における各チャンネルの接続と非接続とを切り替えるスイッチ部４２４を有している。このスイッチ部４２４は、本発明における接続切替部の実施の形態の一例であり、前記増幅部４２１と前記Ａ／Ｄ変換部４２２との間に設けられている。そして、スイッチ部４２４を切り替えることにより、前記受信部４２は、前記増幅部４２１よりも後段側において複数チャンネルの接続と非接続とが切り替わり、複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部４２２を接続することができるようになっている。これにより、１チャンネルの前記超音波振動子２ａが、前記受信部４２において、複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されるようになっている。
【００２８】
スイッチ部４２４は、チャンネル（３ｌ−１）（ｌは任意の自然数）に設けられたスイッチ部４２４Ａとチャンネル３ｌに設けられたスイッチ部４２４Ｂからなる。前記スイッチ部４２４Ａは、チャンネル（３ｌ−２）側とチャンネル（３ｌ−１）側とに切り替えられるようになっている。また、前記スイッチ部４２４Ｂは、チャンネル（３ｌ−２）側とチャンネル３ｌ側とに切り替えられるようになっている。そして、これらスイッチ４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル（３ｌ−２）側に切り替えることにより、前記受信部４２において、隣り合う３チャンネル、すなわちチャンネル（３ｌ−２），チャンネル（３ｌ−１），チャンネル３ｌが前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネルｌの超音波振動子２ａｌが、前記受信部４２において前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル（３ｌ−２），チャンネル（３ｌ−１），チャンネル３ｌと接続される。
【００２９】
例えば、チャンネル２，３に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル１側に切り替えることにより、チャンネル１〜３が前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネル１の超音波振動子２ａ１が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル１〜３と接続される。また、チャンネル５，６に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル４側に切り替えることにより、チャンネル４〜６が前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネル２の超音波振動子２ａ２が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル４〜６と接続される。さらに、チャンネル（ｍ−１），ｍに設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル（ｍ−２）側に切り替えることにより、チャンネル（ｍ−２）〜ｍが前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネルｎの超音波振動子２ａｎが、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル（ｍ−２）〜ｍと接続される。
【００３０】
一方、スイッチ部４２４Ａをチャンネル（３ｌ−１）側、スイッチ部４２４Ｂをチャンネル３ｌ側に切り替えることにより、前記受信部４２において、各チャンネルが互いに独立する。例えば、図４に示すように、前記受信部４２のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波振動子２ａを有する超音波プローブ２が前記装置本体３に接続された場合、チャンネル２，３に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをそれぞれチャンネル２，３側に切り替え、チャンネル５，６に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをそれぞれチャンネル５，６側に切り替え、チャンネル（ｍ−１），ｍに設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをそれぞれチャンネル（ｍ−１），ｍ側に切り替える。これにより、前記受信部４２において各チャンネルが互いに独立し、これら独立した各チャンネルにおいて、各チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が、増幅及びＡ／Ｄ変換された後に遅延加算される。このように前記スイッチ部４２４の切替えにより、前記受信部４２のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数と比べて余剰な状態にならない超音波プローブ２を前記装置本体３に接続することが可能になるので、前記スイッチ部４２４の切替えにより、種々の超音波プローブの接続が可能である。
【００３１】
本例によれば、１チャンネルの超音波振動子２ａが、並列接続された３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２と接続されるので、１チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換後のエコー信号は、前記ビームフォーマー４２３において遅延加算され、ＲＦ信号が作成される。このＲＦ信号においては、３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換されたエコー信号が加算されているので、Ａ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差が軽減されることになり、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００３２】
一回の送受信で一つの受信ビームを形成する場合、前記ビームフォーマー４２３において遅延加算する際の遅延量は、並列接続された３チャンネルのＡ／Ｄ変換部４２２からの各出力信号についてそれぞれ同じ遅延量とする。例えば、チャンネル１〜３における遅延量を互いに同じとし、チャンネル３〜６における遅延量を互いに同じとする。
【００３３】
また、一回の送受信で複数の受信ビームを形成し、複数の走査線からのエコー信号を得る並列同時受信を行なう場合は、図５に示すように前記ビームフォーマー４２３として、第一ビームフォーマー４２３１、第二ビームフォーマー４２３２、第三ビームフォーマー４２３３を有する。そして、前記第一ビームフォーマー４２３１によって第一受信ビームのＲＦ信号を作成し、前記第二ビームフォーマー４２３２によって第二受信ビームのＲＦ信号を作成し、さらに前記第三ビームフォーマー４２３３によって第三受信ビームのＲＦ信号を作成する。この場合には、並列接続された３チャンネルのＡ／Ｄ変換部４２２からの各出力信号についてそれぞれ遅延量が設定されることになる。例えば、チャンネル１〜３における遅延量は互いに異なる。
【００３４】
具体的に説明すると、前記第一ビームフォーマー４２３１は、チャンネル１、チャンネル４、・・・、チャンネル（ｍ−２）のエコー信号（チャンネル（３ｎ−２）のエコー信号）を遅延加算して第一受信ビームのＲＦ信号を作成する。前記第二ビームフォーマー４２３２は、チャンネル２、チャンネル５、・・・、チャンネル（ｍ−１）のエコー信号（チャンネル（３ｎ−１）のエコー信号）を遅延加算して第二受信ビームのＲＦ信号を作成する。前記第三ビームフォーマー４２３３は、チャンネル３、チャンネル６、・・・、チャンネルｍ）のエコー信号（チャンネル３ｎのエコー信号）を遅延加算して第三受信ビームのＲＦ信号を作成する。
【００３５】
このようにすることで、余剰チャンネルを利用して一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成することができるので、フレームレートを向上させることができる。
【００３６】
なお、前記受信部４２における余剰チャンネルを利用せずとも一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成するようになっている場合には、余剰チャンネルを利用することによりさらに多くの音線数の受信ビームを形成することができる。例えば、余剰チャンネルを利用しなくても一回の送受信で２音線の受信ビームを形成するようになっている場合、本例のように前記受信部４２が前記超音波振動子２ａのチャンネル数の３倍の余剰チャンネルを有する場合には、この余剰チャンネルを利用することにより、２×３＝６で６音線分の受信ビームを形成することができる。
【００３７】
以上説明した本例の超音波画像表示装置１によれば、前記受信部４２における余剰チャンネルを利用して、ＲＦ信号のＳ／Ｎの向上と、フレームレートの向上を図ることができるので、前記受信部４２の余剰チャンネルを有効活用することができる。
【００３８】
また、前記装置本体３に接続される超音波プローブ２のチャンネル数に応じて、１チャンネルの超音波振動子２ａと前記受信部４２における複数チャンネルとの接続及び非接続を前記スイッチ部４２４によって切り替えることができるので、前記受信部４２の余剰なチャンネルの有効な活用を実現しつつも、種々の超音波プローブを接続することができる。
【００３９】
次に、第一実施形態の変形例について図６に基づいて説明する。この変形例では、前記受信部４２は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間において、前記スイッチ部４２４によって接続された隣り合う３チャンネルのエコー信号を加算する加算部４２５を有している。この加算部４２５は、本発明における加算部の実施の形態の一例である。
【００４０】
具体的には、前記受信部４２において接続された３チャンネルのうち１チャンネルに前記加算部４２５が設けられ、この加算部４２５と他の２チャンネルとがスイッチ部４２６を介して接続されている。前記加算部４２５は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間に設けられている。そして、前記加算部４２５は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間において、他の２チャンネルと接続されている。
【００４１】
本例では、チャンネル（３ｌ−２）、すなわちチャンネル１，４，・・・，（ｍ−２）に前記加算部４２５が設けられている。そして、チャンネル１の加算部４２５には、チャンネル２，３が前記スイッチ部４２６を介して接続され、チャンネル４の加算部４２５には、チャンネル５，６が前記スイッチ部４２６を介して接続され、さらにチャンネル（ｍ−２）の加算部４２５には、チャンネル（ｍ−１），ｍが前記スイッチ部４２６を介して接続されている。
【００４２】
本例のように、前記受信部４２に余剰チャンネルが生じている場合、前記スイッチ部４２６をオンにする。これにより、隣り合う３チャンネルにおける前記Ａ／Ｄ変換部４２２の出力信号が前記加算部４２５で加算される。そして、各加算部４２５で加算されたエコー信号が前記ビームフォーマー４２３で遅延加算され、一音線の受信ビームのＲＦ信号が作成される。
【００４３】
以上説明した変形例においても、１チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換されているので、上述と同様にＲＦ信号において、Ａ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差が軽減されることになり、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００４４】
ちなみに、図７に示すように、前記受信部４２のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波振動子２ａを有する超音波プローブ２が前記装置本体３に接続された場合、前記スイッチ部４２６をオフにする。また、前記スイッチ部４２４Ａをチャンネル（３ｌ−１）側に切り替え、前記スイッチ部４２４Ｂをチャンネル３ｌ側に切り替える。これにより、前記受信部４２において各チャンネルが互いに独立し、これら独立した各チャンネルにおいて、各チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が、増幅及びＡ／Ｄ変換された後に遅延加算される。
【００４５】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。以下、第一実施形態と異なる構成及び作用についてのみ説明する。
【００４６】
本例の前記受信部４２においては、図８に示すように、前記スイッチ部４２４は、前記増幅部４２１よりも前段側において、各チャンネル間に設けられている（スイッチ部４２４−１，４２４−２，４２４−３，４２４−４，４２４−５，・・・，４２４−（ｍ−２），４２４−（ｍ−１））。従って、前記スイッチ部４２４をオンすることにより、前記受信部４２は前記増幅部４２１よりも前段側において複数チャンネルが接続されて、複数チャンネルの前記増幅部４２１及び前記Ａ／Ｄ変換部４２２が接続されるようになっている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２の複数チャンネルと接続され、複数チャンネルの前記増幅部４２１及び前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されるようになっている。
【００４７】
本例においても、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっており、前記受信部４２において、前記超音波プローブ２のチャンネル数の２倍のチャンネルが余剰チャンネルになっている。そこで、図８に示すように、前記スイッチ部４２４により、前記増幅部４１よりも前段側の前記受信部４２において、第一実施形態と同様に隣り合う３チャンネルが接続されている。例えば、チャンネル１とチャンネル２の間のスイッチ部４２４−１、チャンネル２とチャンネル３の間のスイッチ部４２４−２がオンになり、チャンネル１〜３が前記増幅部４２１よりも前段側において接続される（ちなみに、チャンネル３とチャンネル４の間のスイッチ部４２４３はオフ）。これにより、チャンネル１の超音波振動子２ａ１（図８では符号省略）が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも前段側のチャンネル１〜３と接続される。また、チャンネル４とチャンネル５の間のスイッチ部４２４−４、チャンネル５とチャンネル６の間のスイッチ部４２４−５がオンになり、チャンネル４〜６が前記増幅部４２１よりも前段側において接続される。これにより、チャンネル２の超音波振動子２ａ２（図８では符号省略）が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも前段側のチャンネル４〜６と接続される。さらに、チャンネル（ｍ−２）とチャンネル（ｍ−１）の間のスイッチ部４２４−（ｍ−２）、チャンネル（ｍ−１）とチャンネルｍの間のスイッチ部４２４−（ｍ−１）がオンになり、チャンネル（ｍ−２）〜ｍが前記増幅部４２１よりも前段側において接続される。これにより、チャンネルｎの超音波振動子２ａｎ（図８では符号省略）が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも前段側のチャンネル（ｍ−２）〜ｍと接続される。
【００４８】
本例によれば、１チャンネルの超音波振動子２ａが、並列接続された３チャンネル分の増幅部４２１と接続されているので、１チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が３チャンネル分の増幅部４２１で増幅される。これにより、Ｓ／Ｎを向上させることができる。また、第一実施形態と同様に、３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換されたエコー信号が加算されてＲＦ信号が作成されるので、このＲＦ信号においてＡ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差軽減によるＳ／Ｎの向上を図ることができる。さらに、第一実施形態と同様に、余剰チャンネルを利用して一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成することもできる。以上より、前記受信部４２における余剰チャンネルを有効活用することができる。
【００４９】
次に、第二実施形態の変形例について図９に基づいて説明する。この変形例では、１チャンネルの超音波振動子２ａが複数チャンネルの増幅部４２１及びＡ／Ｄ変換部４２２と接続されるものの、前記受信部４２は前記スイッチ部４２４を有さない。そして、前記スイッチ部４２４を有さない代わりに、前記超音波プローブ２において、１チャンネルの前記超音波振動子２ａで受信したエコー信号を複数チャンネルに分岐する分岐信号ライン２ｂを有する。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが、前記受信部４２の複数チャンネルと接続されるようになっている。前記分岐信号ライン２ｂは、本発明における分岐信号ラインの実施の形態の一例である。
【００５０】
本例では、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっているので、前記超音波プローブ２において、各チャンネルは前記分岐信号ライン２ｂによって３チャンネルに分岐している。そして、前記超音波プローブ２において分岐した各チャンネルは、前記受信部４２の各チャンネルと接続されている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２の３チャンネルと接続され、３チャンネルの前記増幅部４２１及び前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されている。
【００５１】
具体的には、前記超音波プローブ２において、チャンネル１は前記分岐信号ライン２ｂによってチャンネル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに分岐し、チャンネル２は前記分岐信号ライン２ｂによってチャンネル２Ａ，２Ｂ，２Ｃに分岐し、チャンネルｎは前記分岐信号ライン２ｂによってチャンネルｎＡ，ｎＢ，ｎＣに分岐している。そして、前記超音波プローブ２において分岐したチャンネル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・，ｎＡ，ｎＢ，ｎＣは、前記受信部４２のチャンネル１，２，３，４，５，６，・・・，（ｍ−２），（ｍ−１），ｍと接続されている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２における３チャンネルと接続されて３チャンネル分の増幅部４２１及びＡ／Ｄ変換部４２２と接続されている。
【００５２】
ここで、本例においても、特に図示しないが、前記受信部４２は、第一実施形態の変形例と同様に、接続された３チャンネルのエコー信号を加算する加算部を、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間に有していてもよい。この場合も、第一実施形態の変形例と同様に、前記受信部４２において接続された３チャンネルのうち１チャンネルに前記加算部が設けられ、この加算部４２５と他の２チャンネルとをスイッチ部を介して接続する。
【００５３】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態について説明する。以下、第一、二実施形態と異なる構成及び作用についてのみ説明する。
【００５４】
本例の前記受信部４２においては、図１０に示すように、前記スイッチ部４２４（スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂ）は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間に上記第一実施形態と同様にして設けられている。そして、前記スイッチ部４２４により、前記受信部４２は前記Ａ／Ｄ変換部４２２の後段側において複数チャンネルが接続されるようになっている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２の複数チャンネルと接続されるようになっている。
【００５５】
本例においても、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっており、前記受信部４２において、前記超音波プローブ２のチャンネル数の２倍のチャンネルが余剰チャンネルになっている。そこで、図１０に示すように、前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル（３ｌ−２）側に切り替えることにより、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間の前記受信部４２において、隣り合う３チャンネルが接続されている。これにより、１チャンネルの前記超音波振動子２ａが、前記受信部４２における前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間の３チャンネルと接続される。
【００５６】
ちなみに、特に図示しないが、本例においても、前記スイッチ部４２４Ａをチャンネル（３ｌ−１）側、前記スイッチ部４２４Ｂをチャンネル３ｌ側に切り替えることにより、前記受信部４２において、各チャンネルが互いに独立する。
【００５７】
本例においても、前記ビームフォーマー４２３の入力側において複数チャンネルが接続されているので、第一、二実施形態と同様に、余剰チャンネルを利用して一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成することができる。従って、前記受信部４２における余剰チャンネルを有効活用することができる。
【００５８】
以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記スイッチ部４２４は、マトリックススイッチによって構成されていてもよい。また、本発明における超音波画像表示装置は、医用画像としての超音波画像を表示する超音波診断装置に限られるものではない。
【符号の説明】
【００５９】
１ 超音波画像表示装置
２ 超音波プローブ
２ａ 超音波振動子
２ｂ 分岐信号ライン
３ 装置本体
４２ 受信部
４２１ 増幅部
４２２ Ａ／Ｄ変換部
４２３ ビームフォーマー
４２４ スイッチ部（接続切替部）
４２５ 加算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像を表示する超音波画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像表示装置としては、例えば患者の体内に超音波プローブから超音波を送信してエコー信号を受信し、このエコー信号に基づく超音波画像を表示する超音波診断装置がある。このような超音波診断装置は、超音波の送受信を行なう超音波振動子を複数チャンネル有する超音波プローブと、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行なうＡ／Ｄ変換部を有するとともに、各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部とを備えている（例えば、特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記超音波プローブは前記受信部が設けられた超音波診断装置本体に着脱自在に取り付けられるようになっており、種々の超音波プローブが接続できるようになっている。従って、接続された超音波プローブの種類によっては、前記受信部のチャンネル数と前記超音波振動子のチャンネル数とが異なる場合があり、前記受信部のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数よりも多い場合、受信部のチャンネルが余ることになる。従って、受信部の余剰チャンネルを有効活用できる超音波画像表示装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するためになされた第１の観点の発明は、超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をチャンネル毎に有するとともに、該Ａ／Ｄ変換部の後段側に前記各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部と、を備え、１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００６】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、前記増幅部と前記Ａ／Ｄ変換部との間において各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００７】
第３の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、前記増幅部の前段部分において前記受信部の各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が、複数チャンネルの前記増幅部及び前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００８】
第４の観点の発明は、第１〜３のいずれか一の観点の発明において、前記受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００９】
第５の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記超音波プローブにあっては、１チャンネルの前記超音波振動子で受信したエコー信号を複数チャンネルに分岐する分岐信号ラインを有し、各チャンネルの前記分岐信号ラインは前記受信部の各チャンネルと接続されることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１０】
第６の観点の発明は、第１〜５の観点の発明において、前記受信部は、接続された各チャンネルのエコー信号を加算する加算部を、前記Ａ／Ｄ変換部の後段に有することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１１】
第７の観点の発明は、超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、該超音波プローブが接続される装置本体とを備え、該装置本体には、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部が設けられ、該受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１２】
第８の観点の発明は、第７の観点の発明において、前記受信部は、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行なうＡ／Ｄ変換部を前記ビームフォーマーの前段側に有しており、前記接続切替部は、前記Ａ／Ｄ変換部と前記ビームフォーマーとの間において前記切替えを行なうことを特徴とする超音波画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１３】
上記観点の発明によれば、１チャンネルの超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続されるので、前記１チャンネルの超音波振動子で受信されたエコー信号が複数のＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換される。複数のＡ／Ｄ変換部の出力信号が前記ビームフォーマーで加算されると、Ａ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差が軽減されることになり、前記ビームフォーマーの出力信号のＳ／Ｎを向上させることができる。従って、前記受信部における余剰なチャンネルを有効活用することができる。
【００１４】
また、他の観点の発明によれば、前記受信部が前記増幅部と前記Ａ／Ｄ変換部とを有する場合に、前記増幅部の前段部分において前記受信部の各チャンネルが接続され、１チャンネルの前記超音波振動子が、複数チャンネルの前記増幅部及び前記Ａ／Ｄ変換部と接続されることにより、Ｓ／Ｎを向上させることができる。従って、前記受信部における余剰なチャンネルを有効活用することができる。
【００１５】
また、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える他の観点の発明によれば、前記受信部のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数と比べて余剰な状態になる超音波プローブが前記装置本体に接続された場合には、１の前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとを前記接続切替部によって接続することにより、前記受信部の余剰なチャンネルを有効活用することができる。一方で、前記受信部のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数と比べて余剰な状態にならない超音波プローブが前記装置本体に接続された場合には、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとを前記接続切替部によって非接続にし、１チャンネル同士の接続とする。このように前記装置本体に接続される超音波プローブのチャンネル数に応じて、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替えることができるので、前記受信部の余剰なチャンネルの有効な活用を実現しつつも、種々の超音波プローブを接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る超音波画像表示装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波画像表示装置における送受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図４】受信部のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波プローブが接続された場合における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図５】並列同時受信を行なう場合のビームフォーマーの構成を示すブロック図である。
【図６】第一実施形態の変形例における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図７】第一実施形態の変形例において、受信部のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波プローブが接続された場合における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図８】第二実施形態における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図９】第二実施形態の変形例における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【図１０】第三実施形態における受信部と超音波プローブとを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。図１に示す超音波画像表示装置１は、例えば患者（超音波の送受信対象）に対する超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づく超音波画像を表示する超音波診断装置であり、超音波プローブ２とこの超音波プローブ２が接続される装置本体３とを備えている。この装置本体３内には、送受信部４、データ処理部５、表示制御部６、表示部７、操作部８、制御部９を有している。
【００１８】
前記超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子２ａ（図３参照）を有して構成され、この超音波振動子２ａによって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。前記超音波プローブ２は、前記超音波振動子２ａとして、チャンネル１からチャンネルｎまでのｎチャンネル（ｎは任意の自然数）の超音波振動子を有している。前記超音波プローブ２は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。
【００１９】
前記送受信部４は、前記制御部９からの制御信号に基づいて、前記超音波プローブ２による超音波の送受信を、所定の送受信パラメータにより行なわせるものであり、図２に示すように送信部４１と受信部４２とを有する。前記送信部４１は、前記超音波プローブ２を所定の送信パラメータで駆動させ、スキャン面を超音波ビームによって音線順次で走査させる。前記送信部４１は前記制御部９からの制御信号によって前記超音波プローブ２を駆動させる。前記受信部４２については後述する。
【００２０】
前記データ処理部５は、前記受信部４２から出力された信号に対し、超音波画像を作成するための所定の処理を行なう。例えば、前記データ処理部５は、前記受信部４２から出力された信号に対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等の所定の処理を行ってＢモードデータを作成する。前記データ処理部５から出力されたＢモードデータなどのデータは前記表示制御部６に入力される。
【００２１】
前記表示制御部６は、前記データ処理部５からのデータをスキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して画像データを作成し、この画像データに基づく超音波画像を前記表示部７に表示させる。
【００２２】
前記表示部７は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部８は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。
【００２３】
前記制御部９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有して構成され、前記超音波画像表示装置１の各部における機能を実行させる。
【００２４】
さて、前記受信部４２について図３に基づいて説明する。前記受信部４２は、本発明における受信部の実施の形態の一例であり、エコー信号の信号処理部として増幅部４２１、Ａ／Ｄ変換部４２２をチャンネル毎に有し、さらにビームフォーマー４２３を有している。これら増幅部４２１、Ａ／Ｄ変換部４２２及びビームフォーマー４２３は、それぞれ本発明における増幅部、Ａ／Ｄ変換部及びビームフォーマーの実施の形態の一例である。
【００２５】
前記受信部４２においては、前記増幅部４２１において所定のゲインで増幅されたチャンネル毎のエコー信号が前記Ａ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換される。そして、Ａ／Ｄ変換された各チャンネル毎のエコー信号が前記ビームフォーマー４２３で遅延加算され、ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号が作成される。作成されたＲＦ信号は前記データ処理部５へ出力される。
【００２６】
前記受信部４２は、チャンネル１からチャンネルｍまでｍチャンネル分の信号処理部を有している。本例では、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっている。すなわち、ｍ＝３ｎになっている。従って、前記受信部４２において、前記超音波プローブ２のチャンネル数の２倍のチャンネルが余剰チャンネルになっている。
【００２７】
前記受信部４２は、この受信部４２における各チャンネルの接続と非接続とを切り替えるスイッチ部４２４を有している。このスイッチ部４２４は、本発明における接続切替部の実施の形態の一例であり、前記増幅部４２１と前記Ａ／Ｄ変換部４２２との間に設けられている。そして、スイッチ部４２４を切り替えることにより、前記受信部４２は、前記増幅部４２１よりも後段側において複数チャンネルの接続と非接続とが切り替わり、複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部４２２を接続することができるようになっている。これにより、１チャンネルの前記超音波振動子２ａが、前記受信部４２において、複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されるようになっている。
【００２８】
スイッチ部４２４は、チャンネル（３ｌ−１）（ｌは任意の自然数）に設けられたスイッチ部４２４Ａとチャンネル３ｌに設けられたスイッチ部４２４Ｂからなる。前記スイッチ部４２４Ａは、チャンネル（３ｌ−２）側とチャンネル（３ｌ−１）側とに切り替えられるようになっている。また、前記スイッチ部４２４Ｂは、チャンネル（３ｌ−２）側とチャンネル３ｌ側とに切り替えられるようになっている。そして、これらスイッチ４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル（３ｌ−２）側に切り替えることにより、前記受信部４２において、隣り合う３チャンネル、すなわちチャンネル（３ｌ−２），チャンネル（３ｌ−１），チャンネル３ｌが前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネルｌの超音波振動子２ａｌが、前記受信部４２において前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル（３ｌ−２），チャンネル（３ｌ−１），チャンネル３ｌと接続される。
【００２９】
例えば、チャンネル２，３に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル１側に切り替えることにより、チャンネル１〜３が前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネル１の超音波振動子２ａ１が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル１〜３と接続される。また、チャンネル５，６に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル４側に切り替えることにより、チャンネル４〜６が前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネル２の超音波振動子２ａ２が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル４〜６と接続される。さらに、チャンネル（ｍ−１），ｍに設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル（ｍ−２）側に切り替えることにより、チャンネル（ｍ−２）〜ｍが前記増幅部４２１よりも後段側において接続される。これにより、チャンネルｎの超音波振動子２ａｎが、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも後段側のチャンネル（ｍ−２）〜ｍと接続される。
【００３０】
一方、スイッチ部４２４Ａをチャンネル（３ｌ−１）側、スイッチ部４２４Ｂをチャンネル３ｌ側に切り替えることにより、前記受信部４２において、各チャンネルが互いに独立する。例えば、図４に示すように、前記受信部４２のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波振動子２ａを有する超音波プローブ２が前記装置本体３に接続された場合、チャンネル２，３に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをそれぞれチャンネル２，３側に切り替え、チャンネル５，６に設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをそれぞれチャンネル５，６側に切り替え、チャンネル（ｍ−１），ｍに設けられた前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをそれぞれチャンネル（ｍ−１），ｍ側に切り替える。これにより、前記受信部４２において各チャンネルが互いに独立し、これら独立した各チャンネルにおいて、各チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が、増幅及びＡ／Ｄ変換された後に遅延加算される。このように前記スイッチ部４２４の切替えにより、前記受信部４２のチャンネル数が前記超音波振動子のチャンネル数と比べて余剰な状態にならない超音波プローブ２を前記装置本体３に接続することが可能になるので、前記スイッチ部４２４の切替えにより、種々の超音波プローブの接続が可能である。
【００３１】
本例によれば、１チャンネルの超音波振動子２ａが、並列接続された３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２と接続されるので、１チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換後のエコー信号は、前記ビームフォーマー４２３において遅延加算され、ＲＦ信号が作成される。このＲＦ信号においては、３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換されたエコー信号が加算されているので、Ａ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差が軽減されることになり、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００３２】
一回の送受信で一つの受信ビームを形成する場合、前記ビームフォーマー４２３において遅延加算する際の遅延量は、並列接続された３チャンネルのＡ／Ｄ変換部４２２からの各出力信号についてそれぞれ同じ遅延量とする。例えば、チャンネル１〜３における遅延量を互いに同じとし、チャンネル３〜６における遅延量を互いに同じとする。
【００３３】
また、一回の送受信で複数の受信ビームを形成し、複数の走査線からのエコー信号を得る並列同時受信を行なう場合は、図５に示すように前記ビームフォーマー４２３として、第一ビームフォーマー４２３１、第二ビームフォーマー４２３２、第三ビームフォーマー４２３３を有する。そして、前記第一ビームフォーマー４２３１によって第一受信ビームのＲＦ信号を作成し、前記第二ビームフォーマー４２３２によって第二受信ビームのＲＦ信号を作成し、さらに前記第三ビームフォーマー４２３３によって第三受信ビームのＲＦ信号を作成する。この場合には、並列接続された３チャンネルのＡ／Ｄ変換部４２２からの各出力信号についてそれぞれ遅延量が設定されることになる。例えば、チャンネル１〜３における遅延量は互いに異なる。
【００３４】
具体的に説明すると、前記第一ビームフォーマー４２３１は、チャンネル１、チャンネル４、・・・、チャンネル（ｍ−２）のエコー信号（チャンネル（３ｎ−２）のエコー信号）を遅延加算して第一受信ビームのＲＦ信号を作成する。前記第二ビームフォーマー４２３２は、チャンネル２、チャンネル５、・・・、チャンネル（ｍ−１）のエコー信号（チャンネル（３ｎ−１）のエコー信号）を遅延加算して第二受信ビームのＲＦ信号を作成する。前記第三ビームフォーマー４２３３は、チャンネル３、チャンネル６、・・・、チャンネルｍ）のエコー信号（チャンネル３ｎのエコー信号）を遅延加算して第三受信ビームのＲＦ信号を作成する。
【００３５】
このようにすることで、余剰チャンネルを利用して一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成することができるので、フレームレートを向上させることができる。
【００３６】
なお、前記受信部４２における余剰チャンネルを利用せずとも一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成するようになっている場合には、余剰チャンネルを利用することによりさらに多くの音線数の受信ビームを形成することができる。例えば、余剰チャンネルを利用しなくても一回の送受信で２音線の受信ビームを形成するようになっている場合、本例のように前記受信部４２が前記超音波振動子２ａのチャンネル数の３倍の余剰チャンネルを有する場合には、この余剰チャンネルを利用することにより、２×３＝６で６音線分の受信ビームを形成することができる。
【００３７】
以上説明した本例の超音波画像表示装置１によれば、前記受信部４２における余剰チャンネルを利用して、ＲＦ信号のＳ／Ｎの向上と、フレームレートの向上を図ることができるので、前記受信部４２の余剰チャンネルを有効活用することができる。
【００３８】
また、前記装置本体３に接続される超音波プローブ２のチャンネル数に応じて、１チャンネルの超音波振動子２ａと前記受信部４２における複数チャンネルとの接続及び非接続を前記スイッチ部４２４によって切り替えることができるので、前記受信部４２の余剰なチャンネルの有効な活用を実現しつつも、種々の超音波プローブを接続することができる。
【００３９】
次に、第一実施形態の変形例について図６に基づいて説明する。この変形例では、前記受信部４２は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間において、前記スイッチ部４２４によって接続された隣り合う３チャンネルのエコー信号を加算する加算部４２５を有している。この加算部４２５は、本発明における加算部の実施の形態の一例である。
【００４０】
具体的には、前記受信部４２において接続された３チャンネルのうち１チャンネルに前記加算部４２５が設けられ、この加算部４２５と他の２チャンネルとがスイッチ部４２６を介して接続されている。前記加算部４２５は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間に設けられている。そして、前記加算部４２５は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間において、他の２チャンネルと接続されている。
【００４１】
本例では、チャンネル（３ｌ−２）、すなわちチャンネル１，４，・・・，（ｍ−２）に前記加算部４２５が設けられている。そして、チャンネル１の加算部４２５には、チャンネル２，３が前記スイッチ部４２６を介して接続され、チャンネル４の加算部４２５には、チャンネル５，６が前記スイッチ部４２６を介して接続され、さらにチャンネル（ｍ−２）の加算部４２５には、チャンネル（ｍ−１），ｍが前記スイッチ部４２６を介して接続されている。
【００４２】
本例のように、前記受信部４２に余剰チャンネルが生じている場合、前記スイッチ部４２６をオンにする。これにより、隣り合う３チャンネルにおける前記Ａ／Ｄ変換部４２２の出力信号が前記加算部４２５で加算される。そして、各加算部４２５で加算されたエコー信号が前記ビームフォーマー４２３で遅延加算され、一音線の受信ビームのＲＦ信号が作成される。
【００４３】
以上説明した変形例においても、１チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換されているので、上述と同様にＲＦ信号において、Ａ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差が軽減されることになり、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００４４】
ちなみに、図７に示すように、前記受信部４２のチャンネル数と同じチャンネル数の超音波振動子２ａを有する超音波プローブ２が前記装置本体３に接続された場合、前記スイッチ部４２６をオフにする。また、前記スイッチ部４２４Ａをチャンネル（３ｌ−１）側に切り替え、前記スイッチ部４２４Ｂをチャンネル３ｌ側に切り替える。これにより、前記受信部４２において各チャンネルが互いに独立し、これら独立した各チャンネルにおいて、各チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が、増幅及びＡ／Ｄ変換された後に遅延加算される。
【００４５】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。以下、第一実施形態と異なる構成及び作用についてのみ説明する。
【００４６】
本例の前記受信部４２においては、図８に示すように、前記スイッチ部４２４は、前記増幅部４２１よりも前段側において、各チャンネル間に設けられている（スイッチ部４２４−１，４２４−２，４２４−３，４２４−４，４２４−５，・・・，４２４−（ｍ−２），４２４−（ｍ−１））。従って、前記スイッチ部４２４をオンすることにより、前記受信部４２は前記増幅部４２１よりも前段側において複数チャンネルが接続されて、複数チャンネルの前記増幅部４２１及び前記Ａ／Ｄ変換部４２２が接続されるようになっている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２の複数チャンネルと接続され、複数チャンネルの前記増幅部４２１及び前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されるようになっている。
【００４７】
本例においても、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっており、前記受信部４２において、前記超音波プローブ２のチャンネル数の２倍のチャンネルが余剰チャンネルになっている。そこで、図８に示すように、前記スイッチ部４２４により、前記増幅部４１よりも前段側の前記受信部４２において、第一実施形態と同様に隣り合う３チャンネルが接続されている。例えば、チャンネル１とチャンネル２の間のスイッチ部４２４−１、チャンネル２とチャンネル３の間のスイッチ部４２４−２がオンになり、チャンネル１〜３が前記増幅部４２１よりも前段側において接続される（ちなみに、チャンネル３とチャンネル４の間のスイッチ部４２４３はオフ）。これにより、チャンネル１の超音波振動子２ａ１（図８では符号省略）が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも前段側のチャンネル１〜３と接続される。また、チャンネル４とチャンネル５の間のスイッチ部４２４−４、チャンネル５とチャンネル６の間のスイッチ部４２４−５がオンになり、チャンネル４〜６が前記増幅部４２１よりも前段側において接続される。これにより、チャンネル２の超音波振動子２ａ２（図８では符号省略）が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも前段側のチャンネル４〜６と接続される。さらに、チャンネル（ｍ−２）とチャンネル（ｍ−１）の間のスイッチ部４２４−（ｍ−２）、チャンネル（ｍ−１）とチャンネルｍの間のスイッチ部４２４−（ｍ−１）がオンになり、チャンネル（ｍ−２）〜ｍが前記増幅部４２１よりも前段側において接続される。これにより、チャンネルｎの超音波振動子２ａｎ（図８では符号省略）が、前記受信部４２において、前記増幅部４２１よりも前段側のチャンネル（ｍ−２）〜ｍと接続される。
【００４８】
本例によれば、１チャンネルの超音波振動子２ａが、並列接続された３チャンネル分の増幅部４２１と接続されているので、１チャンネルの超音波振動子２ａで受信されたエコー信号が３チャンネル分の増幅部４２１で増幅される。これにより、Ｓ／Ｎを向上させることができる。また、第一実施形態と同様に、３チャンネル分のＡ／Ｄ変換部４２２でＡ／Ｄ変換されたエコー信号が加算されてＲＦ信号が作成されるので、このＲＦ信号においてＡ／Ｄ変換の際の量子化に伴う誤差軽減によるＳ／Ｎの向上を図ることができる。さらに、第一実施形態と同様に、余剰チャンネルを利用して一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成することもできる。以上より、前記受信部４２における余剰チャンネルを有効活用することができる。
【００４９】
次に、第二実施形態の変形例について図９に基づいて説明する。この変形例では、１チャンネルの超音波振動子２ａが複数チャンネルの増幅部４２１及びＡ／Ｄ変換部４２２と接続されるものの、前記受信部４２は前記スイッチ部４２４を有さない。そして、前記スイッチ部４２４を有さない代わりに、前記超音波プローブ２において、１チャンネルの前記超音波振動子２ａで受信したエコー信号を複数チャンネルに分岐する分岐信号ライン２ｂを有する。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが、前記受信部４２の複数チャンネルと接続されるようになっている。前記分岐信号ライン２ｂは、本発明における分岐信号ラインの実施の形態の一例である。
【００５０】
本例では、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっているので、前記超音波プローブ２において、各チャンネルは前記分岐信号ライン２ｂによって３チャンネルに分岐している。そして、前記超音波プローブ２において分岐した各チャンネルは、前記受信部４２の各チャンネルと接続されている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２の３チャンネルと接続され、３チャンネルの前記増幅部４２１及び前記Ａ／Ｄ変換部４２２と接続されている。
【００５１】
具体的には、前記超音波プローブ２において、チャンネル１は前記分岐信号ライン２ｂによってチャンネル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに分岐し、チャンネル２は前記分岐信号ライン２ｂによってチャンネル２Ａ，２Ｂ，２Ｃに分岐し、チャンネルｎは前記分岐信号ライン２ｂによってチャンネルｎＡ，ｎＢ，ｎＣに分岐している。そして、前記超音波プローブ２において分岐したチャンネル１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・，ｎＡ，ｎＢ，ｎＣは、前記受信部４２のチャンネル１，２，３，４，５，６，・・・，（ｍ−２），（ｍ−１），ｍと接続されている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２における３チャンネルと接続されて３チャンネル分の増幅部４２１及びＡ／Ｄ変換部４２２と接続されている。
【００５２】
ここで、本例においても、特に図示しないが、前記受信部４２は、第一実施形態の変形例と同様に、接続された３チャンネルのエコー信号を加算する加算部を、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間に有していてもよい。この場合も、第一実施形態の変形例と同様に、前記受信部４２において接続された３チャンネルのうち１チャンネルに前記加算部が設けられ、この加算部４２５と他の２チャンネルとをスイッチ部を介して接続する。
【００５３】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態について説明する。以下、第一、二実施形態と異なる構成及び作用についてのみ説明する。
【００５４】
本例の前記受信部４２においては、図１０に示すように、前記スイッチ部４２４（スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂ）は、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間に上記第一実施形態と同様にして設けられている。そして、前記スイッチ部４２４により、前記受信部４２は前記Ａ／Ｄ変換部４２２の後段側において複数チャンネルが接続されるようになっている。これにより、１チャンネルの超音波振動子２ａが前記受信部４２の複数チャンネルと接続されるようになっている。
【００５５】
本例においても、前記受信部４２のチャンネル数ｍは、前記装置本体３に接続された超音波プローブ２のチャンネル数ｎの３倍になっており、前記受信部４２において、前記超音波プローブ２のチャンネル数の２倍のチャンネルが余剰チャンネルになっている。そこで、図１０に示すように、前記スイッチ部４２４Ａ，４２４Ｂをチャンネル（３ｌ−２）側に切り替えることにより、前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間の前記受信部４２において、隣り合う３チャンネルが接続されている。これにより、１チャンネルの前記超音波振動子２ａが、前記受信部４２における前記Ａ／Ｄ変換部４２２と前記ビームフォーマー４２３の間の３チャンネルと接続される。
【００５６】
ちなみに、特に図示しないが、本例においても、前記スイッチ部４２４Ａをチャンネル（３ｌ−１）側、前記スイッチ部４２４Ｂをチャンネル３ｌ側に切り替えることにより、前記受信部４２において、各チャンネルが互いに独立する。
【００５７】
本例においても、前記ビームフォーマー４２３の入力側において複数チャンネルが接続されているので、第一、二実施形態と同様に、余剰チャンネルを利用して一回の送受信で複数音線の受信ビームを形成することができる。従って、前記受信部４２における余剰チャンネルを有効活用することができる。
【００５８】
以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記スイッチ部４２４は、マトリックススイッチによって構成されていてもよい。また、本発明における超音波画像表示装置は、医用画像としての超音波画像を表示する超音波診断装置に限られるものではない。
【符号の説明】
【００５９】
１ 超音波画像表示装置
２ 超音波プローブ
２ａ 超音波振動子
２ｂ 分岐信号ライン
３ 装置本体
４２ 受信部
４２１ 増幅部
４２２ Ａ／Ｄ変換部
４２３ ビームフォーマー
４２４ スイッチ部（接続切替部）
４２５ 加算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波振動子で受信したエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をチャンネル毎に有するとともに、該Ａ／Ｄ変換部の後段側に前記各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部と、を備え、
１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続される
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、
前記増幅部と前記Ａ／Ｄ変換部との間において各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、
前記増幅部の前段部分において前記受信部の各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が、複数チャンネルの前記増幅部及び前記Ａ／Ｄ変換部と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項４】
前記受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記超音波プローブにあっては、１チャンネルの前記超音波振動子で受信したエコー信号を複数チャンネルに分岐する分岐信号ラインを有し、各チャンネルの前記分岐信号ラインは前記受信部の各チャンネルと接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記受信部は、接続された各チャンネルのエコー信号を加算する加算部を、前記Ａ／Ｄ変換部の後段に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、
該超音波プローブが接続される装置本体とを備え、
該装置本体には、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部が設けられ、該受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有する
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記受信部は、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行なうＡ／Ｄ変換部を前記ビームフォーマーの前段側に有しており、
前記接続切替部は、前記Ａ／Ｄ変換部と前記ビームフォーマーとの間において前記切替えを行なう
ことを特徴とする請求項７に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１】
超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波振動子で受信したエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をチャンネル毎に有するとともに、該Ａ／Ｄ変換部の後段側に前記各チャンネルのエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部と、を備え、
１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続される
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、
前記増幅部と前記Ａ／Ｄ変換部との間において各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が複数チャンネルの前記Ａ／Ｄ変換部と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記超音波振動子で受信したエコー信号に対する増幅を行なう増幅部を前記Ａ／Ｄ変換部の前段にチャンネル毎に有し、
前記増幅部の前段部分において前記受信部の各チャンネルが接続されることにより、１チャンネルの前記超音波振動子が、複数チャンネルの前記増幅部及び前記Ａ／Ｄ変換部と接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項４】
前記受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記超音波プローブにあっては、１チャンネルの前記超音波振動子で受信したエコー信号を複数チャンネルに分岐する分岐信号ラインを有し、各チャンネルの前記分岐信号ラインは前記受信部の各チャンネルと接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記受信部は、接続された各チャンネルのエコー信号を加算する加算部を、前記Ａ／Ｄ変換部の後段に有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
超音波の送信を行なってエコー信号を受信する複数チャンネルの超音波振動子を有する超音波プローブと、
該超音波プローブが接続される装置本体とを備え、
該装置本体には、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対する遅延加算を行なうビームフォーマーを有する受信部が設けられ、該受信部は、１チャンネルの前記超音波振動子と前記受信部における複数チャンネルとの接続及び非接続を切り替える接続切替部を有する
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記受信部は、前記超音波振動子で受信したチャンネル毎のエコー信号に対するＡ／Ｄ変換を行なうＡ／Ｄ変換部を前記ビームフォーマーの前段側に有しており、
前記接続切替部は、前記Ａ／Ｄ変換部と前記ビームフォーマーとの間において前記切替えを行なう
ことを特徴とする請求項７に記載の超音波画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−５０４６８（Ｐ２０１２−５０４６８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３００４（Ｐ２０１０−１９３００４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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