超音波診断装置
【課題】 従来は、Ｓ／Ｎ比を改善するために、多くの送受信回路を搭載するために、コストが高くなり、基板面積が大きくなり、消費電力が多くなり、発熱が増加するという問題がある。
【解決手段】 複数の超音波振動子から成るプローブ７に切替回路８が接続され、切替回路８に発振回路９の出力端子が接続され、切替回路８の出力端子に受信回路１０が接続され、受信回路１０の出力端子見かけ上の開口を広くするように構成する制御部１１に接続され、制御部１１の出力端子は切替回路８、発振回路９、受信回路１０に接続され、制御部１１の出力端子は合成部１２に接続され、合成部１２の出力端子は画像生成部１３に接続され、制御部１１から切替回路８に開口切替信号が印可され、制御部１１から発信回路９に発振タイミング信号が印可され、さらに、制御部１１から受信回路１０に受信タイミング信号が印可されている。
【解決手段】 複数の超音波振動子から成るプローブ７に切替回路８が接続され、切替回路８に発振回路９の出力端子が接続され、切替回路８の出力端子に受信回路１０が接続され、受信回路１０の出力端子見かけ上の開口を広くするように構成する制御部１１に接続され、制御部１１の出力端子は切替回路８、発振回路９、受信回路１０に接続され、制御部１１の出力端子は合成部１２に接続され、合成部１２の出力端子は画像生成部１３に接続され、制御部１１から切替回路８に開口切替信号が印可され、制御部１１から発信回路９に発振タイミング信号が印可され、さらに、制御部１１から受信回路１０に受信タイミング信号が印可されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信回路を増やすことなく、焦点精度（フォーカス性能）を向上し、有効深度（ぺネトレーション性能）を改善する超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来超音波診断装置は、図７に示すように、超音波プローブ１は複数の超音波振動子が装着され、この超音波プローブ１は切替回路２を介して発信器３及び受信器４に接続され、受信器４の出力は波形成形部５に入力され、ビーム形成部の出力は画像形成部６に入力するように構成されている。
【０００３】
このよう構成された従来の超音波診断装置では、送受信８回路の例で説明すると、図８（ａ）に示すように、切替回路２で発信器３からの発信出力が第１の超音波振動子１ａから第８の超音波振動子８ａに一度に入力されて超音波が一度に照射され、その反射波信号は切替回路２を介して順次受信回路４で受信され、受信された反射波信号は波形成形部５に入力され、波形成形部５の遅延回路で順次遅延され、１ライン信号が形成されて表示装置６で表示され、次に、図８（ｂ）に示すように、切替回路２で発信器３からの発信出力が第２の超音波振動子２ａから第９の超音波振動子９ａに一度に入力されて超音波が一度に照射され、その反射波信号は切替回路２を介して順次受信器４で受信され、受信された反射波信号は波形成形部５に入力され、波形成形部５の遅延回路で順次遅延され、次の１ライン信号が形成されて表示装置６で表示され、図８（ｃ）、図８（ｄ）・・・で示されるように、超音波プローブ１の複数個の超音波振動子１ａ、２ａ、・・・、ｎａまで順次１つづつずらして送受信することにより、受信された反射波信号は一画面を形成することができる。
【０００４】
しかしながら、このように構成された従来の超音波診断装置では、駆動している超音波振動子の数が少ないために、指向性が悪いが、一般に超音波診断装置では、指向性を高めるために、ビームフォーミングの技術により、超音波振動子で受信した対象物からの反射波信号を遅延回路で位相制御をして合成するように構成しており、又、反射波信号の合成時のＳ／Ｎ比は駆動される超音波振動子の数が多い程改善されるが、多くの送受信回路を搭載することにより、コストが高くなり、基板面積が大きくなり、消費電力が多くなり、発熱が増加するという問題があつた。
【特許文献１】特開２００５−２１８６４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波診断装置では、Ｓ／Ｎ比を改善するために、多くの送受信回路を搭載するために、コストが高くなり、基板面積が大きくなり、消費電力が多くなり、発熱が増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の超音波振動子からなるプローブと、該プローブの各超音波振動子を順次切り替える切替回路と、該切替回路に接続される発振器及び受信器と、前記発振器に発振タイミング信号を印可し、前記受信器に受信タイミング信号を印可し、前記切替回路に開口切替信号を印可する制御部と、前記受信器からの受信信号を順次合成する合成回路と、該合成回路で合成した受信信号を画像信号に生成する画像生成部と、画像生成部で生成した画像信号を表示する表示部とからなり、前記プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で一度に駆動して超音波を送受信し、見かけ上の開口を広くするように構成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で順次駆動して超音波を送受信し、見かけ上の開口を広くするように構成することにより、従来の送受信回路と同じ構成の送受信回路を使用して、焦点深度を改善し、有効深度を向上させることができる という利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で一度に駆動して超音波を送受信することにより、受信された反射波信号を合成して画像信号に変換することにより、見かけ上の開口を広くするように構成することができる。
【実施例】
【０００９】
図１は本発明の実施例の超音波診断装置のブロック図で、複数の超音波振動子から成るプローブ７に切替回路８が接続され、この切替回路８に発振回路９の出力端子が接続され、又、切替回路８の出力端子に受信回路１０が接続され、受信回路１０の出力端子は見かけ上の開口を広くするように構成する制御部１１に接続されるとともに、制御部１１の出力端子は切替回路８、発振回路９、受信回路１０に接続され、制御部１１の出力端子は合成部１２に接続され、合成部１２の出力端子は画像生成部１３に接続され、制御部１１から切替回路８に開口切替信号が印可され、制御部１１から発信回路９に発振タイミング信号が印可され、さらに、制御部１１から受信回路１０に受信タイミング信号が印可され、合成部１２では、制御部１１から印可された反射波信号からビーム合成信号を生成されて画像生成部１３に印可され、画像生成部１３で印可されたビーム合成信号から画像信号を生成して表示部１４で表示するように構成している。
【００１０】
このように構成した本実施例の超音波診断装置では、図２に示すように、開口パターンが２の場合、スタートすると、開口パターン１を選択することによって（ステップ１）、制御部１１からの駆動信号で発信回路９が起動され、図３の超音波振動子１ａ〜ｎａの中の超音波振動子５ａ〜１３ａが選択され、切替回路８から超音波振動子５ａ〜１３ａに発振出力が送られると、超音波振動子５ａ〜１３ａから一度に超音波が出力され、その反射波が超音波振動子５ａ〜１３ａで受信されて受信回路１０に送信され（ステップ２）、制御部１１を介して合成部１２に入力され、合成部１２で図３のビームＡ１に対応する信号が形成されて合成部１２の受信メモリに記憶され（ステップ３）、次に開口パターン２が選択されると（ステップ４）、制御部１１から発振回路９に駆動信号が出力され、超音波振動子１ａ〜ｎａの中の超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａが選択され（ステップ５）、切替回路８から超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａに発振出力が送られると、超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａから一度に超音波が出力され、その反射波が超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａで受信されてその反射波信号が受信回路１０に送信され（ステップ６）、図３のビームＡ２に対応する信号が形成されて合成部１２の受信メモリに記憶され（ステップ７）、ステップ３の受信メモリで記憶されたビームＡ１に対応する信号とビームＡ１に対応する信号とステップ７の受信メモリで記憶されたビームＡ２に対応する信号が受信メモリから読み出されて加算され、画像生成部１３に出力されて画像信号が形成され、次に、超音波振動子を１つずらして、図４示すように、開口パターン１が選択されると、超音波振動子６ａ〜１４ａが選択されてビームＡ３に対応する信号が形成され、開口パターン２が選択されると、超音波振動子２ａ〜５ａと１５ａ〜１９ａが選択されてビームＡ４に対応する信号が形成されるというように、順次超音波振動子１ａ〜ｎａが全て選択されることによって１画面が形成され、表示部１４で表示される。
【００１１】
本発明は、このようにビームＡ１とＡ２、Ａ３とＡ４・・・に対応する信号をそれぞれ順次合成して画像信号を形成することにより、フォーカス性能及びペネトレーション性能を向上させることができる。
【００１２】
なお、図５に示すように、開口パターン１で超音波振動子１ａ〜８ａを選択して、ビームＡ１を形成し、開口パターン２で超音波振動子９ａ〜１６ａを選択してビームＡ２を形成し、次に、図６に示すように、超音波振動子を１つずらして、開口パターン１で超音波振動子２ａ〜９ａを選択し、開口パターン２で超音波振動子１０ａ〜１７ａを選択してビームＡ２を形成するようにしてもよいし、超音波振動子の数を適宜選択して開口パターンを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
なお、図７（ａ）に示すように、１つおきに８個の超音波振動子１ａ、３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ、１５ａを選択して、ビームＡ１を形成し、次に図７（ｂ）に示すように、超音波振動子を１つずらして、２ａ、４ａ、６ａ、８ａ、１０ａ、１２ａ、１４ａ、１６ａを選択して、ビームＡ２を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例の超音波診断装置のブロック図である。
【図２】図１の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図１の値要音波振動子の開口パターン１を示した図である。
【図４】図１の超音波振動子の開口パターン２を示した図である。
【図５】超音波振動子の開口パターン１の他の例を示した図である。
【図６】超音波振動子の開口パターン２の他の例を示した図である。
【図７】超音波振動子の開口パターン２の他の例を示した図である。
【図８】従来の超音波診断装置のブロック図である。
【図９】図８の開口パターンを示した図である。
【符号の説明】
【００１５】
７ 超音波プローブ
８ 切替回路
９ 発振回路
１０ 受信回路
１１ 制御部
１２ 合成部
１３ 画像生成部
１４ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信回路を増やすことなく、焦点精度（フォーカス性能）を向上し、有効深度（ぺネトレーション性能）を改善する超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来超音波診断装置は、図７に示すように、超音波プローブ１は複数の超音波振動子が装着され、この超音波プローブ１は切替回路２を介して発信器３及び受信器４に接続され、受信器４の出力は波形成形部５に入力され、ビーム形成部の出力は画像形成部６に入力するように構成されている。
【０００３】
このよう構成された従来の超音波診断装置では、送受信８回路の例で説明すると、図８（ａ）に示すように、切替回路２で発信器３からの発信出力が第１の超音波振動子１ａから第８の超音波振動子８ａに一度に入力されて超音波が一度に照射され、その反射波信号は切替回路２を介して順次受信回路４で受信され、受信された反射波信号は波形成形部５に入力され、波形成形部５の遅延回路で順次遅延され、１ライン信号が形成されて表示装置６で表示され、次に、図８（ｂ）に示すように、切替回路２で発信器３からの発信出力が第２の超音波振動子２ａから第９の超音波振動子９ａに一度に入力されて超音波が一度に照射され、その反射波信号は切替回路２を介して順次受信器４で受信され、受信された反射波信号は波形成形部５に入力され、波形成形部５の遅延回路で順次遅延され、次の１ライン信号が形成されて表示装置６で表示され、図８（ｃ）、図８（ｄ）・・・で示されるように、超音波プローブ１の複数個の超音波振動子１ａ、２ａ、・・・、ｎａまで順次１つづつずらして送受信することにより、受信された反射波信号は一画面を形成することができる。
【０００４】
しかしながら、このように構成された従来の超音波診断装置では、駆動している超音波振動子の数が少ないために、指向性が悪いが、一般に超音波診断装置では、指向性を高めるために、ビームフォーミングの技術により、超音波振動子で受信した対象物からの反射波信号を遅延回路で位相制御をして合成するように構成しており、又、反射波信号の合成時のＳ／Ｎ比は駆動される超音波振動子の数が多い程改善されるが、多くの送受信回路を搭載することにより、コストが高くなり、基板面積が大きくなり、消費電力が多くなり、発熱が増加するという問題があつた。
【特許文献１】特開２００５−２１８６４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波診断装置では、Ｓ／Ｎ比を改善するために、多くの送受信回路を搭載するために、コストが高くなり、基板面積が大きくなり、消費電力が多くなり、発熱が増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の超音波振動子からなるプローブと、該プローブの各超音波振動子を順次切り替える切替回路と、該切替回路に接続される発振器及び受信器と、前記発振器に発振タイミング信号を印可し、前記受信器に受信タイミング信号を印可し、前記切替回路に開口切替信号を印可する制御部と、前記受信器からの受信信号を順次合成する合成回路と、該合成回路で合成した受信信号を画像信号に生成する画像生成部と、画像生成部で生成した画像信号を表示する表示部とからなり、前記プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で一度に駆動して超音波を送受信し、見かけ上の開口を広くするように構成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で順次駆動して超音波を送受信し、見かけ上の開口を広くするように構成することにより、従来の送受信回路と同じ構成の送受信回路を使用して、焦点深度を改善し、有効深度を向上させることができる という利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で一度に駆動して超音波を送受信することにより、受信された反射波信号を合成して画像信号に変換することにより、見かけ上の開口を広くするように構成することができる。
【実施例】
【０００９】
図１は本発明の実施例の超音波診断装置のブロック図で、複数の超音波振動子から成るプローブ７に切替回路８が接続され、この切替回路８に発振回路９の出力端子が接続され、又、切替回路８の出力端子に受信回路１０が接続され、受信回路１０の出力端子は見かけ上の開口を広くするように構成する制御部１１に接続されるとともに、制御部１１の出力端子は切替回路８、発振回路９、受信回路１０に接続され、制御部１１の出力端子は合成部１２に接続され、合成部１２の出力端子は画像生成部１３に接続され、制御部１１から切替回路８に開口切替信号が印可され、制御部１１から発信回路９に発振タイミング信号が印可され、さらに、制御部１１から受信回路１０に受信タイミング信号が印可され、合成部１２では、制御部１１から印可された反射波信号からビーム合成信号を生成されて画像生成部１３に印可され、画像生成部１３で印可されたビーム合成信号から画像信号を生成して表示部１４で表示するように構成している。
【００１０】
このように構成した本実施例の超音波診断装置では、図２に示すように、開口パターンが２の場合、スタートすると、開口パターン１を選択することによって（ステップ１）、制御部１１からの駆動信号で発信回路９が起動され、図３の超音波振動子１ａ〜ｎａの中の超音波振動子５ａ〜１３ａが選択され、切替回路８から超音波振動子５ａ〜１３ａに発振出力が送られると、超音波振動子５ａ〜１３ａから一度に超音波が出力され、その反射波が超音波振動子５ａ〜１３ａで受信されて受信回路１０に送信され（ステップ２）、制御部１１を介して合成部１２に入力され、合成部１２で図３のビームＡ１に対応する信号が形成されて合成部１２の受信メモリに記憶され（ステップ３）、次に開口パターン２が選択されると（ステップ４）、制御部１１から発振回路９に駆動信号が出力され、超音波振動子１ａ〜ｎａの中の超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａが選択され（ステップ５）、切替回路８から超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａに発振出力が送られると、超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａから一度に超音波が出力され、その反射波が超音波振動子１ａ〜４ａと１４ａ〜１８ａで受信されてその反射波信号が受信回路１０に送信され（ステップ６）、図３のビームＡ２に対応する信号が形成されて合成部１２の受信メモリに記憶され（ステップ７）、ステップ３の受信メモリで記憶されたビームＡ１に対応する信号とビームＡ１に対応する信号とステップ７の受信メモリで記憶されたビームＡ２に対応する信号が受信メモリから読み出されて加算され、画像生成部１３に出力されて画像信号が形成され、次に、超音波振動子を１つずらして、図４示すように、開口パターン１が選択されると、超音波振動子６ａ〜１４ａが選択されてビームＡ３に対応する信号が形成され、開口パターン２が選択されると、超音波振動子２ａ〜５ａと１５ａ〜１９ａが選択されてビームＡ４に対応する信号が形成されるというように、順次超音波振動子１ａ〜ｎａが全て選択されることによって１画面が形成され、表示部１４で表示される。
【００１１】
本発明は、このようにビームＡ１とＡ２、Ａ３とＡ４・・・に対応する信号をそれぞれ順次合成して画像信号を形成することにより、フォーカス性能及びペネトレーション性能を向上させることができる。
【００１２】
なお、図５に示すように、開口パターン１で超音波振動子１ａ〜８ａを選択して、ビームＡ１を形成し、開口パターン２で超音波振動子９ａ〜１６ａを選択してビームＡ２を形成し、次に、図６に示すように、超音波振動子を１つずらして、開口パターン１で超音波振動子２ａ〜９ａを選択し、開口パターン２で超音波振動子１０ａ〜１７ａを選択してビームＡ２を形成するようにしてもよいし、超音波振動子の数を適宜選択して開口パターンを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
なお、図７（ａ）に示すように、１つおきに８個の超音波振動子１ａ、３ａ、５ａ、７ａ、９ａ、１１ａ、１３ａ、１５ａを選択して、ビームＡ１を形成し、次に図７（ｂ）に示すように、超音波振動子を１つずらして、２ａ、４ａ、６ａ、８ａ、１０ａ、１２ａ、１４ａ、１６ａを選択して、ビームＡ２を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例の超音波診断装置のブロック図である。
【図２】図１の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図１の値要音波振動子の開口パターン１を示した図である。
【図４】図１の超音波振動子の開口パターン２を示した図である。
【図５】超音波振動子の開口パターン１の他の例を示した図である。
【図６】超音波振動子の開口パターン２の他の例を示した図である。
【図７】超音波振動子の開口パターン２の他の例を示した図である。
【図８】従来の超音波診断装置のブロック図である。
【図９】図８の開口パターンを示した図である。
【符号の説明】
【００１５】
７ 超音波プローブ
８ 切替回路
９ 発振回路
１０ 受信回路
１１ 制御部
１２ 合成部
１３ 画像生成部
１４ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子からなるプローブと、該プローブの各超音波振動子を順次切り替える切替回路と、該切替回路に接続される発振器及び受信器と、前記発振器に発振タイミング信号を印可し、前記受信器に受信タイミング信号を印可し、前記切替回路に開口切替信号を印可する制御部と、前記受信器からの受信信号を順次合成する合成回路と、該合成回路で合成した受信信号を画像信号に生成する画像生成部と、画像生成部で生成した画像信号を表示する表示部とからなり、前記プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で一度に駆動して超音波を送受信し、見かけ上の開口を広くするように構成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記プローブの前記超音波振動子を前記予め決められた個数ごとに交互に駆動することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記プローブの前記超音波振動子を前記予め決められた個数ごとに１つおきに駆動し、かつ前記個数毎に１つづつずらして駆動することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１】
複数の超音波振動子からなるプローブと、該プローブの各超音波振動子を順次切り替える切替回路と、該切替回路に接続される発振器及び受信器と、前記発振器に発振タイミング信号を印可し、前記受信器に受信タイミング信号を印可し、前記切替回路に開口切替信号を印可する制御部と、前記受信器からの受信信号を順次合成する合成回路と、該合成回路で合成した受信信号を画像信号に生成する画像生成部と、画像生成部で生成した画像信号を表示する表示部とからなり、前記プローブの複数の超音波振動子の中の予め決められた個数の超音波振動子とその個数の１／２を切替回路で一度に駆動して超音波を送受信し、見かけ上の開口を広くするように構成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記プローブの前記超音波振動子を前記予め決められた個数ごとに交互に駆動することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記プローブの前記超音波振動子を前記予め決められた個数ごとに１つおきに駆動し、かつ前記個数毎に１つづつずらして駆動することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１３１３４２（Ｐ２００９−１３１３４２Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０８１７５（Ｐ２００７−３０８１７５）
【出願日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（０００２４３３６４）本多電子株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【出願人】（０００２４３３６４）本多電子株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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