超音波診断装置
【課題】連続波を用いたモードで動作する場合においても、送受信部を形成する送信部及び受信部を無駄なく活用し、送受信部の数よりも多くの数の超音波振動子を駆動させることで大きな開口の形成を可能とする。
【解決手段】複数の超音波振動子と、送受信部と、画像生成部と、切替ユニットと、を備えた超音波診断装置である。送受信部は、超音波振動子に駆動信号を送信する送信部と、超音波振動子からのエコー信号を受信する受信部とを備えている。また、送受信部の数は、超音波振動子の数より少ない。画像生成部は、受信部で受けたエコー信号に基づき超音波画像を生成する。切替ユニットは、一の送受信部の送信部及び受信部を同じ超音波振動子に接続させて動作させる第１のモードと、一の送受信部の送信部及び受信部を互いに異なる超音波振動子に接続させて動作させる第２のモードとを切替える。
【解決手段】複数の超音波振動子と、送受信部と、画像生成部と、切替ユニットと、を備えた超音波診断装置である。送受信部は、超音波振動子に駆動信号を送信する送信部と、超音波振動子からのエコー信号を受信する受信部とを備えている。また、送受信部の数は、超音波振動子の数より少ない。画像生成部は、受信部で受けたエコー信号に基づき超音波画像を生成する。切替ユニットは、一の送受信部の送信部及び受信部を同じ超音波振動子に接続させて動作させる第１のモードと、一の送受信部の送信部及び受信部を互いに異なる超音波振動子に接続させて動作させる第２のモードとを切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、複数の超音波振動子を備えた超音波プローブによって被検体内に超音波を送信し、その被検体からの反射波（超音波エコー）に基づいて、被検体内の断層像データや３次元画像データなどを生成する。
【０００３】
一方で開口合成という技術を応用した超音波診断装置が提案されている。開口合成は、送受信部に接続する超音波振動子を遂次切替えながら超音波を送受信することで、超音波振動子よりも少数の送受信部で大きな開口を得る技術である。このような開口合成技術を適用することで、普及機クラスのように超音波振動子の素子数よりも送受信部の数が少ない場合においても、高級機に匹敵する大口径の超音波画像を生成することが可能である。
【０００４】
しかしながら、連続波ドプラモードのように連続波を用いる場合には、超音波を連続して送受信する必要があるため開口合成の技術を使用することが困難である。具体的には、超音波振動子よりも少数の送受信部が所定の超音波振動子と１対１で接続されている状態で、さらに送受信部を送信用と受信用に分け、超音波の送受信を連続的に行う必要がある。そのため、連続波を用いる場合には、送受信部に接続する超音波振動子を切替えることが困難であるため、開口合成の技術を使用することが困難である。また、連続波を用いたモードでは、送受信部を送信用と受信用とに分けるため、小さな口径で超音波の送受信を行うことになり、感度や分解能をあげることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２０６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の実施形態は、連続波を用いたモードにおいても、大きな開口の形成を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この実施形態は、複数の超音波振動子と、送受信部と、画像生成部と、切替ユニットと、を備えた超音波診断装置である。複数の超音波振動子は、超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを受信する。送受信部は、前記超音波振動子に駆動信号を送信する送信部と、前記超音波振動子からのエコー信号を受信する受信部とを備えている。また、送受信部の数は、前記超音波振動子の数より少ない。画像生成部は、前記受信部で受けた前記エコー信号に基づき超音波画像を生成する。切替ユニットは、一の前記送受信部の前記送信部及び前記受信部を同じ超音波振動子に接続させて動作させる第１のモードと、前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部を互いに異なる前記超音波振動子に接続させて動作させる第２のモードとを切替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図４Ａ】遮断部の回路図である。
【図４Ｂ】遮断部の回路図である。
【図５】第３の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】第４の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】従来の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図１及び図２を参照しながら説明する。まず図１を参照する。図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ２ａと、装置本体１とを含んで構成される。
【００１０】
装置本体１は、送信ビーム合成処理部１０と、送受信部１１と、切替ユニット１２と、遅延処理部１４と、信号処理部１５と、画像生成部１６と、表示部１７と、制御部１８とを含んで構成される。
【００１１】
また本実施形態に係る超音波診断装置は、複数のモードを切替えて動作可能に構成されている。この複数のモードには、パルス波を用いたモード（以降は「パルスモード」と呼ぶ場合がある）と、連続波ドプラモードのように連続波を用いたモード（以降は「連続波モード」と呼ぶ場合がある）とが含まれている。パルスモードとは、Ｂモードのように、１つの超音波振動子で超音波の送信及び受信の双方を時分割で行うモードである。また、連続波モードとは、複数の超音波振動子を、送信用と受信用とに分けて、連続波を送受信するモードである。なお、パルスモードが「第１のモード」に相当し、連続波モードが「第２のモード」に相当する。
【００１２】
制御部１８は、操作者からの操作を受け、装置本体１が動作するモードを切替える。また制御部１８は、操作者からの操作を受け、動作するモードや走査条件に基づき、装置本体１内の各構成、即ち、送信ビーム合成処理部１０、送受信部１１、切替ユニット１２、遅延処理部１４、信号処理部１５、画像生成部１６、及び表示部１７の動作を制御する。また、制御部１８は、切替ユニット１２を制御し、送受信部１１に接続させる超音波振動子を切替える。なお、送受信部１１との接続が確立された超音波振動子、即ち、超音波を送受信する超音波振動子で形成される領域を「開口」と呼ぶ場合がある。また、以降では、装置本体１内の各構成の動作は、この制御部１８の制御に基づき動作するものとして説明する。
【００１３】
送信ビーム合成処理部１０は、制御部１８からモードの情報や、開口の位置（超音波を送信する超音波振動子の位置）を含む走査条件を受けて、この開口の位置に対応した超音波を送信するための制御情報を算出する。送信ビーム合成処理部１０は、算出した制御情報を送受信部１１に出力する。
【００１４】
ここで図２を参照する。図２は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００１５】
超音波プローブ２ａは、複数の超音波振動子を備える。以降では、超音波プローブ
２ａは、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２を含むものとして説明する。超音波プローブ２ａは、プローブセレクタ１３により装置本体１に接続されている。プローブセレクタ１３については後述する。超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２は、プローブセレクタ１３を介し、一方の端部がマトリックススイッチ１２２に接続された信号線Ｌ１〜Ｌ３２の他方の端部に電気的に接続されている。
【００１６】
超音波プローブ２ａは、送信部１１１からの駆動信号により所定の走査条件に従って超音波振動子を駆動させることで被検体内に超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを超音波振動子で受信する。超音波プローブ２ａは、受信した超音波エコーを、超音波振動子で電気的な信号（以降では「エコー信号」と呼ぶ場合がある）に変換し出力する。超音波プローブ２ａから出力されたエコー信号は、受信部１１２で受信される。送信部１１１及び受信部１１２については後述する。
【００１７】
プローブセレクタ１３は、複数の超音波プローブ（例えば、超音波プローブ２ａ及び２ｂ）のうち、いずれかが超音波診断装置の装置本体１に電気的に接続されるように切替える切替機構である。プローブセレクタ１３により、いずれかの超音波プローブの超音波振動子が、信号線Ｌ１〜Ｌ３２に電気的に接続される。なお、プローブセレクタ１３に代えて、超音波プローブを着脱可能に構成されたプローブコネクタを設けてもよい。この場合、使用する超音波プローブを、このプローブコネクタに接続させることで、その超音波プローブと超音波診断装置の装置本体１とが電気的に接続される。
【００１８】
送受信部１１は、超音波振動子に駆動信号を送信し、超音波振動子から送信されたエコー信号を受信する。送受信部１１は、超音波診断装置のチャンネル数分設けられている。本実施形態に係る超音波診断装置は、送受信部１１の数Ｎが、超音波振動子の数Ｍより少なく、厳密にはＭ≧２Ｎとなるように構成されている。ここでは、８チャンネルの場合を例に、送受信部１１ａ〜１１ｈが設けられているものとして説明する。なお、送受信部１１ａ〜１１ｈは、同様の構成を有している。ここでは、各送受信部１１ａ〜１１ｈの構成について、送受信部１１ａを例に説明する。
【００１９】
送受信部１１ａは、送信部１１１と、受信部１１２とを含んで構成されている。送信部１１１及び受信部１１２はそれぞれ、切替ユニット１２により、Ｍ個の超音波振動子（超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２）のいずれかと電気的に接続される。切替ユニット１２の詳細については後述する。
【００２０】
送信部１１１は、送信ビーム合成処理部１０からの制御情報に基づき、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２のうち、制御部１８により開口に設定された超音波振動子を駆動させるための駆動信号を生成する。即ち、超音波診断装置が連続波モードで動作する場合には、超音波振動子から連続波を送信するための駆動信号を生成する。また超音波診断装置がパルスモードで動作する場合には、超音波振動子からパルス波を送信するための駆動信号を生成する。送信部１１１は、生成した駆動信号を、切替ユニット１２を介して、開口に設定された超音波振動子に送信する。
【００２１】
受信部１１２は、超音波振動子から出力されたエコー信号を、切替ユニット１２を介して受ける。受信部１１２は、このエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４については後述する。
【００２２】
切替ユニット１２は、超音波プローブ２ａと、送受信部１１ａ〜１１ｈとの間に設けられている。切替ユニット１２は、各送受信部１１ａ〜１１ｈの送信部１１１及び受信部１１２を、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２のいずれかと接続させる。具体的には、切替ユニット１２は、パルスモードの場合には、各送受信部１１ａ〜１１ｈを構成する送信部１１１と受信部１１２とが同じ超音波振動子に接続されるように配線を切替える。また、連続波モードの場合には、切替ユニット１２は、各送受信部１１ａ〜１１ｈを構成する送信部１１１と受信部１１２とが、互いに異なる超音波振動子に接続されるように配線を切替える。切替ユニット１２の詳細な構成について、以下に具体的に説明する。
【００２３】
切替ユニット１２は、切替部１２１ａ〜１２１ｈと、マトリックススイッチ１２２とを含んで構成される。
【００２４】
切替部１２１ａ〜１２１ｈはそれぞれ、送受信部１１ａ〜１１ｈに接続されている。なお、切替部１２１ａ〜１２１ｈは、同様の構成を有している。以下、各切替部１２１ａ〜１２１ｈの構成について、送受信部１１ａに接続された切替部１２１ａを例に説明する。切替部１２１ａは、切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂと、切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂとを含んで構成される。
【００２５】
送受信部１１ａに含まれる送信部１１１及び受信部１１２のそれぞれからの信号線は、互いに区別されて切替部１２１ａに配線されている。送信部１１１と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１１ａと信号線ＣＬ２ａとに分けられる。信号線ＣＬ１１ａには、切替スイッチＳＷ１ａが設けられている。また、信号線ＣＬ２ａには、切替スイッチＳＷ１ｂが設けられている。また、受信部１１２と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１２ａと信号線ＣＬ３ａとに分けられる。信号線ＣＬ１２ａには、切替スイッチＳＷ２ａが設けられている。また、信号線ＣＬ３ａには、切替スイッチＳＷ２ｂが設けられている。送受信部１１ｂ〜１１ｈと、切替部１２１ｂ〜１２１ｈとの関係についても同様である。即ち、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈが、切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１１ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１２ａに対応する。また、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ２ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ３ａに対応する。なお、切替スイッチＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、ＳＷ２ａ、及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御については後述する。また、切替部１２１ａ〜１２１ｈは、「第２の切替部」に相当する。
【００２６】
信号線ＣＬ１１ａ及び信号線ＣＬ１２ａは、束ねられたうえで、信号線ＣＬ１の一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ａの他方の端部は、マトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。マトリックススイッチ１２２の詳細については後述する。同様に、信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈと、信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈとは、それぞれ束ねられたうえで、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの他方の端部は、それぞれマトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈは、マトリックススイッチ１２２の両端部のうち、信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続された端部とは逆側の端部に接続されている。
【００２７】
信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ２ａは、信号線Ｌ９と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１０〜Ｌ１６とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ２ａ〜信号線ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ９〜Ｌ１６により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各送信部１１１と、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、連続波モードにおける送信用として使用される。なお、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、「第１の群に含まれる所定の超音波振動子」に相当する。
【００２８】
また信号線ＣＬ３ａ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが接続された信号線とは異なり、かつ、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ３ａは、信号線Ｌ１７と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１８〜Ｌ２４とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ３ａ〜信号線ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各受信部１１２と、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、連続波モードにおける受信用として使用される。なお、この超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、「第２の群に含まれる所定の超音波振動子」に相当する。
【００２９】
マトリックススイッチ１２２の、一方の端部には信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈが接続され、他方の端部には信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続されている。マトリックススイッチ１２２は、制御部１８による制御に基づき、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち開口に設定された超音波振動子に接続された信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。具体的には、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ８が開口に設定されている場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線Ｌ１〜Ｌ８と、信号線ＣＬ１〜ＣＬｈとを電気的に接続させる。また、開口が超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６に変更された場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１〜ＣＬｈに接続させる信号線を、信号線Ｌ９〜Ｌ１６に切替える。このようにマトリックススイッチ１２２は、開口の位置に応じて、送受信部１１ａ〜１１ｈと電気的に接続される超音波振動子を切替える。なお、マトリックススイッチ１２２は、「第１の切替部」に相当する。
【００３０】
次に、切替部１２１ａ〜１２１ｈに含まれる切替スイッチＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、ＳＷ２ａ、及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御について、切替部１２１ａの場合を例に、パルスモードで動作する場合と、連続波モードで動作する場合とに分けて説明する。
【００３１】
（パルスモードで動作する場合）
パルスモードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ２ａをＯＮにし、切替スイッチＳＷ１ｂ及びＳＷ２ｂをＯＦＦにする。これにより、送信部１１１及び受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａに接続される。
【００３２】
マトリックススイッチ１２２は、制御部１８による制御に基づき、開口に設定された超音波振動子に接続された信号線に、信号線ＣＬ１ａを電気的に接続させる。例えば、超音波振動子Ｘ１が開口に設定されている場合には、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａを信号線Ｌ１に電気的に接続させる。これにより、送信部１１１及び受信部１１２と、超音波振動子Ｘ１との間の信号経路が確立される。即ち、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、同じ超音波振動子Ｘ１に共通で接続される。同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈを構成する、各送信部１１１及び各受信部１１２は、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ２〜Ｌ８を介し、超音波振動子Ｘ２〜Ｘ８にそれぞれ接続される。このときの信号経路が「第１の信号経路」に相当する。
【００３３】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ１に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ１は、被検体に超音波を送信し、被検体内で反射した超音波エコーを受信する。超音波振動子Ｘ１は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１に出力する。信号線Ｌ１に出力されたエコー信号は、マトリックススイッチ１２２、及び信号線ＣＬ１ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４については後述する。
【００３４】
なお、パルスモードの場合には、この超音波の送受信に係る一連の動作を、マトリックススイッチ１２２により送受信部１１ａ〜１１ｈに接続する超音波振動子を切替えながら（開口を移動させながら）遂次行うことで、開口合成を実現することが可能となる。具体的には、例えば、１回目の送受信では送受信部１１ａ〜１１ｈと超音波振動子Ｘ１〜Ｘ８とを接続し、以降は、超音波の送受信毎に送受信部１１ａ〜１１ｈに接続させる超音波振動子を、Ｘ９〜Ｘ１６、Ｘ１７〜Ｘ２４、Ｘ２５〜Ｘ３２の順に遂次切替える。
【００３５】
（連続波モードで動作する場合）
次に連続波モードで動作する場合について説明する。連続波モードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ２ａをＯＦＦにし、切替スイッチＳＷ１ｂ及びＳＷ２ｂをＯＮにする。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａに接続され、受信部１１２は、信号線ＣＬ３ａに接続される。また、送信部１１１及び受信部１１２と、マトリックススイッチ１２２との間の信号路は遮断される。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介して、超音波振動子Ｘ９に電気的に接続される。即ち、送信部１１１は、マトリックススイッチ１２２をバイパスして（マトリックススイッチ１２２を介さずに）、超音波振動子Ｘ９に接続される。このときの信号経路が「第２の信号経路」に相当する。また、受信部１１２は、信号線ＣＬ３ａ及び信号線Ｌ１７を介して、超音波振動子Ｘ１７に接続される。このときの信号経路が「第３の信号経路」に相当する。即ち、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、それぞれ異なる超音波振動子Ｘ９及びＸ１７に接続される。
【００３６】
同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる複数の送信部１１１は、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ１０〜Ｌ１６を介し、超音波振動子Ｘ１０〜Ｘ１６にそれぞれ接続される。また、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる複数の受信部１１２は、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４を介し、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４にそれぞれ接続される。
【００３７】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ９に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ９は、被検体に超音波を送信する。超音波振動子Ｘ９から送信された超音波は、被検体内で反射し、超音波エコーとして超音波振動子Ｘ１７で受信される。超音波振動子Ｘ１７は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１７に出力する。信号線Ｌ１７に出力されたエコー信号は、信号線ＣＬ３ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４については後述する。
【００３８】
ここで図１を参照する。遅延処理部１４は、例えばディジタルビームフォーマユニット等の遅延加算回路で構成されている。遅延処理部１４は、送受信部１１ａ〜１１ｈに含まれる各受信部１１２からエコー信号を受け、このエコー信号を整相加算する。このとき、遅延加算回路の入力側に前置増幅器等の増幅回路を設け、この増幅回路により信号を増幅した後、整相加算を行う構成としてもよい。また、開口合成を行う場合には、遅延処理部１４は、開口を移動しながら各受信部１１２で受信されたエコー信号を、それぞれ整相加算し、一連の信号として纏める。これにより、複数の開口で取得されたエコー信号を重ねて、大口径の超音波画像を生成することが可能となる。
【００３９】
遅延処理部１４により整相加算された信号は、信号処理部１５にて検波されてエンベロープが抽出される。更に、この抽出されたエンベロープは、画像生成部１６にて被観測体の断面に合わせて座標変換されたり、画像表示に適した階調処理等が施されたりした後、超音波画像として表示部１７に表示される。
【００４０】
ここで図７を参照する。図７は、従来の超音波診断装置について、送受信部と超音波プローブとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。従来の超音波診断装置は、連続波モードで動作する場合には、図７に示すように、送受信部１１ａ〜１１ｈを、超音波を送信させるための群Ｇ１と、超音波エコーを受信させるための群Ｇ２とに分けて動作させていた。具体的には、送受信部１１ａ〜１１ｈに接続された超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１２から、被検体に超音波を送信する。また、被検体内で反射した超音波エコーを、送受信部１１ａ〜１１ｈに接続された超音波振動子Ｘ１３〜Ｘ１６で受信する。即ち、連続波モードで動作する場合には、送受信部の数の１／２の数の４チャンネル分の開口を形成していた。また、このとき群Ｇ１に含まれる各受信部１１２と、群Ｇ２に含まれる各送信部１１１は動作させていなかった。
【００４１】
これに対し本実施形態に係る超音波診断装置は、連続波モードで動作する場合には、１つの送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２を、それぞれ異なる超音波振動子に接続させる構成とした。具体的には、送受信部１１ａ〜１１ｈに含まれる各送信部１１１は、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６に接続される。また、送受信部１１ａ〜１１ｈに含まれる各受信部１１２は、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４に接続される。このような構成とすることで、連続波モードで動作する場合に、送受信部１１ａ〜１１ｈを構成する各送信部１１１及び各受信部１１２を無駄なく動作させ、送受信部の数と同じ数の８チャンネル分の開口を形成することが可能となる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図３を参照しながら、第１の実施形態と異なる部分に着目し説明する。図３は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００４３】
パルスモードで動作する場合には、切替部１２１ａ〜１２１ｈの各切替スイッチＳＷ１ｂはＯＦＦとなる。そのため、この場合の信号は、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈを経由しない。しかしながら、パルスモードで動作する場合に、信号が経由する回路群（例えば、送受信部１１ａ、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、信号線ＣＬ９、及び超音波振動子Ｘ９）に、信号が経由しない回路群（即ち、信号線ＣＬ２ａ）が付加されている。そのため、この信号が経由しない回路群の寄生容量などのインピーダンスが付加され、例えば、受信されたエコー信号に対して損失が発生し、超音波画像の画質が劣化する場合がある。そこで、本実施形態に係る切替ユニット１２は、第１の実施形態に係る構成に加え、更に信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈに遮断部１２３ａ〜１２３ｈが設けられている。
【００４４】
遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈの、信号線Ｌ９〜Ｌ１６に接続される側に近い位置に設けられている。遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、パルスモードで動作する場合には、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈを流れる信号を遮断するように制御部１８に制御される。また遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、連続波モードで動作する場合には、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈを流れる信号を通過させるように制御部１８に制御される。
【００４５】
ここで図４Ａ及び図４Ｂを参照する。図４Ａ及び図４Ｂは、遮断部１２３ａ〜１２３ｈの具体的な回路図の一例である。なお、遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、同様の構成を有している。以下、ここでは、各回路の特徴について、信号線ＣＬ２ａに設けられた遮断部１２３ａを例に説明する。
【００４６】
まず図４Ａを参照する。図４Ａは、スイッチにより遮断部１２３ａを構成した場合の回路図である。このスイッチは、制御部１８による制御により、超音波診断装置が連続波モードで動作する場合にはＯＮとなり、パルスモードで動作する場合にはＯＦＦとなる。即ち、連続波モードで動作する場合には、遮断部１２３ａは、信号線ＣＬ２ａを流れる信号を通過させる。また、パルスモードで動作する場合には、遮断部１２３ａは、信号線ＣＬ２ａを流れる信号を遮断する。
【００４７】
次に図４Ｂを参照する。図４Ｂは、ダイオードにより遮断部１２３ａを構成した場合の回路図である。この場合には遮断部１２３ａは、図４Ｂに示すように、２つのダイオードが、並列に接続されている。このとき２つのダイオードは、一方のアノード端子と他方のカソード端子が同じ信号線に接続されるように配置されている。
【００４８】
これらの２つのダイオードは、例えば、通過する信号（パルス波、または連続波）の振幅が、１．４Ｖｐｐ（電圧±０．７Ｖ相当）の振幅以上の場合に信号を通過させ、１．４Ｖｐｐ未満の場合には信号を遮断するように働く。送信部１１１から超音波振動子に送信される信号は、２０Ｖｐｐ（電圧±１０Ｖ相当）〜２００Ｖｐｐ（電圧±１００Ｖ相当）の振幅を有するため、この遮断部１２３ａを通過する。これに対し、超音波振動子からの信号は、振幅が１．０Ｖｐｐ（電圧±０．５Ｖ相当）以下のため、遮断部１２３ａで遮断される。なお、図４Ｂに示しされた構成が「ダイオードスイッチ」に相当する。
【００４９】
以上のように、遮断部１２３ａは、超音波診断装置が連続波モードで動作する場合には、送信部１１１から信号線ＣＬ２ａを介し送信された駆動信号を通過させる。また遮断部１２３ａは、超音波診断装置がパルスモードで動作する場合には、信号線ＣＬ２ａへのエコー信号の流入を遮断する。
【００５０】
このように遮断部１２３ａを設けることにより、パルスモードで動作する場合に、信号線ＣＬ２ａを含む信号の送受信に使用されていない回路による寄生容量などのインピーダンスの付加を防止することが可能となる。
【００５１】
また遮断部１２３ａ〜１２３ｈと同様の構成の遮断部１２４ａ〜１２４ｈを、信号線ＣＬ１１ａ〜ＣＬ１１ｇに設けてもよい。遮断部１２４ａ〜１２４ｈは、超音波診断装置がパルスモードで動作する場合には、送信部１１１から信号線ＣＬ１１ａを介し送信された駆動信号を通過させるように動作させる。また超音波診断装置が連続波モードで動作する場合には、遮断部１２４ａ〜１２４ｈは、信号線ＣＬ１１ａへのエコー信号の流入を遮断するように動作させる。
【００５２】
このように遮断部１２４ａ〜１２４ｈを設けることにより、連続波モードで動作する場合に、マトリックススイッチ１２２を含む信号の送受信に使用されていない回路による寄生容量などのインピーダンスの付加を防止することが可能となる。
【００５３】
以上、本実施形態に係る超音波診断に依れば、第１の実施形態に係る超音波診断装置の特徴に加え、各モードにおいて、信号の送受信に使用されていない回路による寄生容量などのインピーダンスの付加を防止するという特徴を有する。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、このインピーダンスの付加に伴う超音波画像の劣化を防止することが可能となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１及び第２の実施形態に係る超音波診断装置と切替ユニット１２の構成が異なる。以下、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図５を参照しながら、第１及び第２の実施形態と異なる部分に着目し説明する。図５は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００５５】
本実施形態に係る切替ユニット１２は、切替部１２１ａ〜１２１ｈと、マトリックススイッチ１２２とを含んで構成される。
【００５６】
本実施形態に係る切替部１２１ａ〜１２１ｈはそれぞれ、切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂを含んで構成される。以下、切替部１２１ａ〜１２１ｈの構成について、送受信部１１ａに接続された切替部１２１ａを例に説明する。
【００５７】
送受信部１１ａに含まれる送信部１１１及び受信部１１２からの信号線は、それぞれ区別されて切替部１２１ａに配線されている。送信部１１１と切替部１２１ａとの間の信号線を、信号線ＣＬ１１ａとする。また、受信部１１２と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１２ａと信号線ＣＬ３ａとに分けられる。信号線ＣＬ１２ａには、切替スイッチＳＷ２ａが設けられている。また、信号線ＣＬ３ａには、切替スイッチＳＷ２ｂが設けられている。送受信部１１ｂ〜１１ｈと、切替部１２１ｂ〜１２１ｈとの関係についても同様である。即ち、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈが、切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１１ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１２ａに対応する。また、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ３ａに対応する。なお、切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御については後述する。
【００５８】
信号線ＣＬ１１ａ及び信号線ＣＬ１２ａは、束ねられたうえで、信号線ＣＬ１の一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ａの他方の端部は、マトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。同様に、信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈと、信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈとは、それぞれ束ねられたうえで、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの他方の端部は、それぞれマトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈは、マトリックススイッチ１２２の両端部のうち、信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続された端部とは逆側の端部に接続されている。
【００５９】
信号線ＣＬ３ａ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ３ａは、信号線Ｌ１７と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１８〜Ｌ２４とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ３ａ〜信号線ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各受信部１１２と、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、連続波モードにおける受信用として使用される。
【００６０】
マトリックススイッチ１２２は、一方の端部に信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈが接続され、他方の端部に信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続されている。
【００６１】
マトリックススイッチ１２２は、パルスモードで動作する場合には、制御部１８による制御に基づき、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち開口に設定された超音波振動子に接続された信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。具体的には、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ８が開口に設定されている場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線Ｌ１〜Ｌ８と、信号線ＣＬ１〜ＣＬｈとを電気的に接続させる。また、開口が超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６に変更された場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈに接続させる信号線を、信号線Ｌ９〜Ｌ１６に切替える。このようにマトリックススイッチ１２２は、開口の位置に応じて、送受信部１１ａ〜１１ｈと電気的に接続される超音波振動子を切替える。
【００６２】
またマトリックススイッチ１２２は、連続波モードで動作する場合には、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。このとき、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈが接続された信号線とは異なる信号線に、信号線ＣＬ１〜ＣＬ１ｈを接続させる。以降では、この場合にマトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈと、信号線Ｌ９〜Ｌ１６とを電気的に接続させるものとして説明する。なお、この信号線Ｌ９〜Ｌ１６に接続された超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、連続波モードにおける送信用として使用される。
【００６３】
次に、切替部１２１ａ〜１２１ｈに含まれる切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御について、切替部１２１ａの場合を例に、パルスモードで動作する場合と、連続波モードで動作する場合とに分けて説明する。
【００６４】
（パルスモードで動作する場合）
パルスモードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ２ａをＯＮにし、切替スイッチＳＷ２ｂをＯＦＦにする。これにより、送信部１１１及び受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａに接続される。
【００６５】
パルスモードで動作する場合の、マトリックススイッチ１２２の動作は第１の実施形態と同様である。即ち、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈを、開口に設定された超音波振動子に接続された信号線に接続させる。また、超音波の送受信に係る、各送信部１１１、各受信部１１２、及び各超音波振動子の動作、並びに信号の経路についても第１の実施形態と同様である。
【００６６】
（連続波モードで動作する場合）
次に連続波モードで動作する場合について説明する。連続波モードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ２ａをＯＦＦにし、切替スイッチＳＷ２ｂをＯＮにする。これにより、受信部１１２は、信号線ＣＬ３ａ及び信号線Ｌ１７を介して、超音波振動子Ｘ１７に接続される。
【００６７】
また、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａと、信号線Ｌ９とを電気的に接続させる。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ９を介して、超音波振動子Ｘ９に接続される。
【００６８】
これにより、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、それぞれ異なる超音波振動子Ｘ９及びＸ１７に接続される。
【００６９】
同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各送信部１１１は、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１０〜Ｌ１６を介し、超音波振動子Ｘ１０〜Ｘ１６にそれぞれ接続される。また、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各受信部１１２は、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４を介し、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４にそれぞれ接続される。
【００７０】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ９を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ９に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ９は、被検体に超音波を送信する。超音波振動子Ｘ９から送信された超音波は、被検体内で反射し、超音波エコーとして超音波振動子Ｘ１７で受信される。超音波振動子Ｘ１７は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１７に出力する。信号線Ｌ１７に出力されたエコー信号は、信号線ＣＬ３ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４以降の構成の動作については第１の実施形態と同様である。
【００７１】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置に依れば、第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の作用効果を得つつ、追加する回路の規模を、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも小さく抑えることが可能となる。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも装置の規模を小型化することが可能となる。
【００７２】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１及び第２の実施形態に係る超音波診断装置と切替ユニット１２の構成が異なる。以下、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図６を参照しながら、第２の実施形態と異なる部分に着目し説明する。図６は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００７３】
本実施形態に係る切替ユニット１２は、切替部１２１ａ〜１２１ｈと、マトリックススイッチ１２２とを含んで構成される。
【００７４】
本実施形態に係る切替部１２１ａ〜１２１ｈはそれぞれ、切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂを含んで構成される。なお、送受信部１１ａ〜１１ｈは、同様の構成を有している。ここでは、各切替部１２１ａ〜１２１ｈの構成について、送受信部１１ａに接続された切替部１２１ａを例に説明する。
【００７５】
送受信部１１ａに含まれる送信部１１１及び受信部１１２からの信号線は、それぞれ区別されて切替部１２１ａに配線されている。送信部１１１と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１１ａと信号線ＣＬ２ａとに分けられる。信号線ＣＬ１１ａには、切替スイッチＳＷ１ａが設けられている。また、信号線ＣＬ２ａには、切替スイッチＳＷ１ｂが設けられている。また、受信部１１２と切替部１２１ａとの間の信号線を、信号線ＣＬ１２ａとする。送受信部１１ｂ〜１１ｈと、切替部１２１ｂ〜１２１ｈとの関係についても同様である。即ち、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈが、切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１１ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１２ａに対応する。また、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ２ａに対応する。なお、切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂの切替えに係る制御については後述する。
【００７６】
信号線ＣＬ１１ａ及び信号線ＣＬ１２ａは、束ねられたうえで、信号線ＣＬ１の一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ａの他方の端部は、マトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。同様に、信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈと、信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈとは、それぞれ束ねられたうえで、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの他方の端部は、それぞれマトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈは、マトリックススイッチ１２２の両端部のうち、信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続された端部とは逆側の端部に接続されている。
【００７７】
信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ２ａは、信号線Ｌ９と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１０〜Ｌ１６とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ２ａ〜信号線ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ９〜Ｌ１６により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各送信部１１１と、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、連続波モードにおける送信用として使用される。
【００７８】
マトリックススイッチ１２２は、一方の端部に信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈが接続され、他方の端部に信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続されている。
【００７９】
マトリックススイッチ１２２は、パルスモードで動作する場合には、制御部１８による制御に基づき、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち開口に設定された超音波振動子に接続された信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。パルスモードで動作する場合の、マトリックススイッチ１２２の動作は、第３の実施形態と同様である。
【００８０】
またマトリックススイッチ１２２は、連続波モードで動作する場合には、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。このとき、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが接続された信号線とは異なる信号線に、信号線ＣＬ１〜ＣＬ１ｈを接続させる。以降では、この場合にマトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈと、信号線Ｌ１７〜Ｌ２４とを電気的に接続させるものとして説明する。なお、信号線Ｌ１７〜Ｌ２４に接続された超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、連続波モードにおける受信用として使用される。
【００８１】
次に、切替部１２１ａ〜１２１ｈに含まれる切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂの切替えに係る制御について、切替部１２１ａの場合を例に、パルスモードで動作する場合と、連続波モードで動作する場合とに分けて説明する。
【００８２】
（パルスモードで動作する場合）
パルスモードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａをＯＮにし、切替スイッチＳＷ１ｂをＯＦＦにする。これにより、送信部１１１及び受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａに接続される。
【００８３】
パルスモードで動作する場合の、マトリックススイッチ１２２の動作は第１の実施形態と同様である。即ち、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈを、開口に設定された超音波振動子に接続された信号線に接続させる。また、超音波の送受信に係る、各送信部１１１、各受信部１１２、及び各超音波振動子の動作、及び信号の経路についても第１の実施形態と同様である。
【００８４】
（連続波モードで動作する場合）
次に連続波モードで動作する場合について説明する。連続波モードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａをＯＦＦにし、切替スイッチＳＷ１ｂをＯＮにする。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介して、超音波振動子Ｘ９に接続される。
【００８５】
また、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａと、信号線Ｌ１７とを電気的に接続させる。これにより、受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１７を介して、超音波振動子Ｘ９に接続される。
【００８６】
これにより、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、それぞれ異なる超音波振動子Ｘ９及びＸ１７に接続される。
【００８７】
同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各送信部１１１は、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ１０〜Ｌ１６を介し、超音波振動子Ｘ１０〜Ｘ１６にそれぞれ接続される。また、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各受信部１１２は、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４を介し、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４にそれぞれ接続される。
【００８８】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ９に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ９は、被検体に超音波を送信する。超音波振動子Ｘ９から送信された超音波は、被検体内で反射し、超音波エコーとして超音波振動子Ｘ１７で受信される。超音波振動子Ｘ１７は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１７に出力する。信号線Ｌ１７に出力されたエコー信号は、マトリックススイッチ１２２及び信号線ＣＬ１ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４以降の構成の動作については第１の実施形態と同様である。
【００８９】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置に依れば、第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の作用効果を得つつ、追加する回路の規模を、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも小さく抑えることが可能となる。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも装置の規模を小型化することが可能となる。
【００９０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載されたその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 装置本体
１０ 送信ビーム合成処理部
１１、１１ａ〜１１ｈ 送受信部
１１１ 送信部
１１２ 受信部
１２ 切替ユニット
１２１ａ〜１２１ｈ 切替部
ＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、ＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ 切替スイッチ
１２２ マトリックススイッチ
１２３ａ〜１２３ｈ 遮断部
１２４ａ〜１２４ｈ 遮断部
１３ プローブセレクタ
１４ 遅延処理部
１５ 信号処理部
１６ 画像生成部
１７ 表示部
１８ 制御部
２ａ、２ｂ 超音波プローブ
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、複数の超音波振動子を備えた超音波プローブによって被検体内に超音波を送信し、その被検体からの反射波（超音波エコー）に基づいて、被検体内の断層像データや３次元画像データなどを生成する。
【０００３】
一方で開口合成という技術を応用した超音波診断装置が提案されている。開口合成は、送受信部に接続する超音波振動子を遂次切替えながら超音波を送受信することで、超音波振動子よりも少数の送受信部で大きな開口を得る技術である。このような開口合成技術を適用することで、普及機クラスのように超音波振動子の素子数よりも送受信部の数が少ない場合においても、高級機に匹敵する大口径の超音波画像を生成することが可能である。
【０００４】
しかしながら、連続波ドプラモードのように連続波を用いる場合には、超音波を連続して送受信する必要があるため開口合成の技術を使用することが困難である。具体的には、超音波振動子よりも少数の送受信部が所定の超音波振動子と１対１で接続されている状態で、さらに送受信部を送信用と受信用に分け、超音波の送受信を連続的に行う必要がある。そのため、連続波を用いる場合には、送受信部に接続する超音波振動子を切替えることが困難であるため、開口合成の技術を使用することが困難である。また、連続波を用いたモードでは、送受信部を送信用と受信用とに分けるため、小さな口径で超音波の送受信を行うことになり、感度や分解能をあげることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２０６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の実施形態は、連続波を用いたモードにおいても、大きな開口の形成を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この実施形態は、複数の超音波振動子と、送受信部と、画像生成部と、切替ユニットと、を備えた超音波診断装置である。複数の超音波振動子は、超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを受信する。送受信部は、前記超音波振動子に駆動信号を送信する送信部と、前記超音波振動子からのエコー信号を受信する受信部とを備えている。また、送受信部の数は、前記超音波振動子の数より少ない。画像生成部は、前記受信部で受けた前記エコー信号に基づき超音波画像を生成する。切替ユニットは、一の前記送受信部の前記送信部及び前記受信部を同じ超音波振動子に接続させて動作させる第１のモードと、前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部を互いに異なる前記超音波振動子に接続させて動作させる第２のモードとを切替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図４Ａ】遮断部の回路図である。
【図４Ｂ】遮断部の回路図である。
【図５】第３の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】第４の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】従来の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図１及び図２を参照しながら説明する。まず図１を参照する。図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ２ａと、装置本体１とを含んで構成される。
【００１０】
装置本体１は、送信ビーム合成処理部１０と、送受信部１１と、切替ユニット１２と、遅延処理部１４と、信号処理部１５と、画像生成部１６と、表示部１７と、制御部１８とを含んで構成される。
【００１１】
また本実施形態に係る超音波診断装置は、複数のモードを切替えて動作可能に構成されている。この複数のモードには、パルス波を用いたモード（以降は「パルスモード」と呼ぶ場合がある）と、連続波ドプラモードのように連続波を用いたモード（以降は「連続波モード」と呼ぶ場合がある）とが含まれている。パルスモードとは、Ｂモードのように、１つの超音波振動子で超音波の送信及び受信の双方を時分割で行うモードである。また、連続波モードとは、複数の超音波振動子を、送信用と受信用とに分けて、連続波を送受信するモードである。なお、パルスモードが「第１のモード」に相当し、連続波モードが「第２のモード」に相当する。
【００１２】
制御部１８は、操作者からの操作を受け、装置本体１が動作するモードを切替える。また制御部１８は、操作者からの操作を受け、動作するモードや走査条件に基づき、装置本体１内の各構成、即ち、送信ビーム合成処理部１０、送受信部１１、切替ユニット１２、遅延処理部１４、信号処理部１５、画像生成部１６、及び表示部１７の動作を制御する。また、制御部１８は、切替ユニット１２を制御し、送受信部１１に接続させる超音波振動子を切替える。なお、送受信部１１との接続が確立された超音波振動子、即ち、超音波を送受信する超音波振動子で形成される領域を「開口」と呼ぶ場合がある。また、以降では、装置本体１内の各構成の動作は、この制御部１８の制御に基づき動作するものとして説明する。
【００１３】
送信ビーム合成処理部１０は、制御部１８からモードの情報や、開口の位置（超音波を送信する超音波振動子の位置）を含む走査条件を受けて、この開口の位置に対応した超音波を送信するための制御情報を算出する。送信ビーム合成処理部１０は、算出した制御情報を送受信部１１に出力する。
【００１４】
ここで図２を参照する。図２は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００１５】
超音波プローブ２ａは、複数の超音波振動子を備える。以降では、超音波プローブ
２ａは、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２を含むものとして説明する。超音波プローブ２ａは、プローブセレクタ１３により装置本体１に接続されている。プローブセレクタ１３については後述する。超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２は、プローブセレクタ１３を介し、一方の端部がマトリックススイッチ１２２に接続された信号線Ｌ１〜Ｌ３２の他方の端部に電気的に接続されている。
【００１６】
超音波プローブ２ａは、送信部１１１からの駆動信号により所定の走査条件に従って超音波振動子を駆動させることで被検体内に超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを超音波振動子で受信する。超音波プローブ２ａは、受信した超音波エコーを、超音波振動子で電気的な信号（以降では「エコー信号」と呼ぶ場合がある）に変換し出力する。超音波プローブ２ａから出力されたエコー信号は、受信部１１２で受信される。送信部１１１及び受信部１１２については後述する。
【００１７】
プローブセレクタ１３は、複数の超音波プローブ（例えば、超音波プローブ２ａ及び２ｂ）のうち、いずれかが超音波診断装置の装置本体１に電気的に接続されるように切替える切替機構である。プローブセレクタ１３により、いずれかの超音波プローブの超音波振動子が、信号線Ｌ１〜Ｌ３２に電気的に接続される。なお、プローブセレクタ１３に代えて、超音波プローブを着脱可能に構成されたプローブコネクタを設けてもよい。この場合、使用する超音波プローブを、このプローブコネクタに接続させることで、その超音波プローブと超音波診断装置の装置本体１とが電気的に接続される。
【００１８】
送受信部１１は、超音波振動子に駆動信号を送信し、超音波振動子から送信されたエコー信号を受信する。送受信部１１は、超音波診断装置のチャンネル数分設けられている。本実施形態に係る超音波診断装置は、送受信部１１の数Ｎが、超音波振動子の数Ｍより少なく、厳密にはＭ≧２Ｎとなるように構成されている。ここでは、８チャンネルの場合を例に、送受信部１１ａ〜１１ｈが設けられているものとして説明する。なお、送受信部１１ａ〜１１ｈは、同様の構成を有している。ここでは、各送受信部１１ａ〜１１ｈの構成について、送受信部１１ａを例に説明する。
【００１９】
送受信部１１ａは、送信部１１１と、受信部１１２とを含んで構成されている。送信部１１１及び受信部１１２はそれぞれ、切替ユニット１２により、Ｍ個の超音波振動子（超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２）のいずれかと電気的に接続される。切替ユニット１２の詳細については後述する。
【００２０】
送信部１１１は、送信ビーム合成処理部１０からの制御情報に基づき、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２のうち、制御部１８により開口に設定された超音波振動子を駆動させるための駆動信号を生成する。即ち、超音波診断装置が連続波モードで動作する場合には、超音波振動子から連続波を送信するための駆動信号を生成する。また超音波診断装置がパルスモードで動作する場合には、超音波振動子からパルス波を送信するための駆動信号を生成する。送信部１１１は、生成した駆動信号を、切替ユニット１２を介して、開口に設定された超音波振動子に送信する。
【００２１】
受信部１１２は、超音波振動子から出力されたエコー信号を、切替ユニット１２を介して受ける。受信部１１２は、このエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４については後述する。
【００２２】
切替ユニット１２は、超音波プローブ２ａと、送受信部１１ａ〜１１ｈとの間に設けられている。切替ユニット１２は、各送受信部１１ａ〜１１ｈの送信部１１１及び受信部１１２を、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ３２のいずれかと接続させる。具体的には、切替ユニット１２は、パルスモードの場合には、各送受信部１１ａ〜１１ｈを構成する送信部１１１と受信部１１２とが同じ超音波振動子に接続されるように配線を切替える。また、連続波モードの場合には、切替ユニット１２は、各送受信部１１ａ〜１１ｈを構成する送信部１１１と受信部１１２とが、互いに異なる超音波振動子に接続されるように配線を切替える。切替ユニット１２の詳細な構成について、以下に具体的に説明する。
【００２３】
切替ユニット１２は、切替部１２１ａ〜１２１ｈと、マトリックススイッチ１２２とを含んで構成される。
【００２４】
切替部１２１ａ〜１２１ｈはそれぞれ、送受信部１１ａ〜１１ｈに接続されている。なお、切替部１２１ａ〜１２１ｈは、同様の構成を有している。以下、各切替部１２１ａ〜１２１ｈの構成について、送受信部１１ａに接続された切替部１２１ａを例に説明する。切替部１２１ａは、切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂと、切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂとを含んで構成される。
【００２５】
送受信部１１ａに含まれる送信部１１１及び受信部１１２のそれぞれからの信号線は、互いに区別されて切替部１２１ａに配線されている。送信部１１１と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１１ａと信号線ＣＬ２ａとに分けられる。信号線ＣＬ１１ａには、切替スイッチＳＷ１ａが設けられている。また、信号線ＣＬ２ａには、切替スイッチＳＷ１ｂが設けられている。また、受信部１１２と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１２ａと信号線ＣＬ３ａとに分けられる。信号線ＣＬ１２ａには、切替スイッチＳＷ２ａが設けられている。また、信号線ＣＬ３ａには、切替スイッチＳＷ２ｂが設けられている。送受信部１１ｂ〜１１ｈと、切替部１２１ｂ〜１２１ｈとの関係についても同様である。即ち、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈが、切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１１ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１２ａに対応する。また、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ２ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ３ａに対応する。なお、切替スイッチＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、ＳＷ２ａ、及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御については後述する。また、切替部１２１ａ〜１２１ｈは、「第２の切替部」に相当する。
【００２６】
信号線ＣＬ１１ａ及び信号線ＣＬ１２ａは、束ねられたうえで、信号線ＣＬ１の一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ａの他方の端部は、マトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。マトリックススイッチ１２２の詳細については後述する。同様に、信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈと、信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈとは、それぞれ束ねられたうえで、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの他方の端部は、それぞれマトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈは、マトリックススイッチ１２２の両端部のうち、信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続された端部とは逆側の端部に接続されている。
【００２７】
信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ２ａは、信号線Ｌ９と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１０〜Ｌ１６とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ２ａ〜信号線ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ９〜Ｌ１６により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各送信部１１１と、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、連続波モードにおける送信用として使用される。なお、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、「第１の群に含まれる所定の超音波振動子」に相当する。
【００２８】
また信号線ＣＬ３ａ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが接続された信号線とは異なり、かつ、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ３ａは、信号線Ｌ１７と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１８〜Ｌ２４とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ３ａ〜信号線ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各受信部１１２と、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、連続波モードにおける受信用として使用される。なお、この超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、「第２の群に含まれる所定の超音波振動子」に相当する。
【００２９】
マトリックススイッチ１２２の、一方の端部には信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈが接続され、他方の端部には信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続されている。マトリックススイッチ１２２は、制御部１８による制御に基づき、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち開口に設定された超音波振動子に接続された信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。具体的には、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ８が開口に設定されている場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線Ｌ１〜Ｌ８と、信号線ＣＬ１〜ＣＬｈとを電気的に接続させる。また、開口が超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６に変更された場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１〜ＣＬｈに接続させる信号線を、信号線Ｌ９〜Ｌ１６に切替える。このようにマトリックススイッチ１２２は、開口の位置に応じて、送受信部１１ａ〜１１ｈと電気的に接続される超音波振動子を切替える。なお、マトリックススイッチ１２２は、「第１の切替部」に相当する。
【００３０】
次に、切替部１２１ａ〜１２１ｈに含まれる切替スイッチＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、ＳＷ２ａ、及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御について、切替部１２１ａの場合を例に、パルスモードで動作する場合と、連続波モードで動作する場合とに分けて説明する。
【００３１】
（パルスモードで動作する場合）
パルスモードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ２ａをＯＮにし、切替スイッチＳＷ１ｂ及びＳＷ２ｂをＯＦＦにする。これにより、送信部１１１及び受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａに接続される。
【００３２】
マトリックススイッチ１２２は、制御部１８による制御に基づき、開口に設定された超音波振動子に接続された信号線に、信号線ＣＬ１ａを電気的に接続させる。例えば、超音波振動子Ｘ１が開口に設定されている場合には、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａを信号線Ｌ１に電気的に接続させる。これにより、送信部１１１及び受信部１１２と、超音波振動子Ｘ１との間の信号経路が確立される。即ち、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、同じ超音波振動子Ｘ１に共通で接続される。同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈを構成する、各送信部１１１及び各受信部１１２は、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ２〜Ｌ８を介し、超音波振動子Ｘ２〜Ｘ８にそれぞれ接続される。このときの信号経路が「第１の信号経路」に相当する。
【００３３】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ１に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ１は、被検体に超音波を送信し、被検体内で反射した超音波エコーを受信する。超音波振動子Ｘ１は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１に出力する。信号線Ｌ１に出力されたエコー信号は、マトリックススイッチ１２２、及び信号線ＣＬ１ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４については後述する。
【００３４】
なお、パルスモードの場合には、この超音波の送受信に係る一連の動作を、マトリックススイッチ１２２により送受信部１１ａ〜１１ｈに接続する超音波振動子を切替えながら（開口を移動させながら）遂次行うことで、開口合成を実現することが可能となる。具体的には、例えば、１回目の送受信では送受信部１１ａ〜１１ｈと超音波振動子Ｘ１〜Ｘ８とを接続し、以降は、超音波の送受信毎に送受信部１１ａ〜１１ｈに接続させる超音波振動子を、Ｘ９〜Ｘ１６、Ｘ１７〜Ｘ２４、Ｘ２５〜Ｘ３２の順に遂次切替える。
【００３５】
（連続波モードで動作する場合）
次に連続波モードで動作する場合について説明する。連続波モードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ２ａをＯＦＦにし、切替スイッチＳＷ１ｂ及びＳＷ２ｂをＯＮにする。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａに接続され、受信部１１２は、信号線ＣＬ３ａに接続される。また、送信部１１１及び受信部１１２と、マトリックススイッチ１２２との間の信号路は遮断される。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介して、超音波振動子Ｘ９に電気的に接続される。即ち、送信部１１１は、マトリックススイッチ１２２をバイパスして（マトリックススイッチ１２２を介さずに）、超音波振動子Ｘ９に接続される。このときの信号経路が「第２の信号経路」に相当する。また、受信部１１２は、信号線ＣＬ３ａ及び信号線Ｌ１７を介して、超音波振動子Ｘ１７に接続される。このときの信号経路が「第３の信号経路」に相当する。即ち、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、それぞれ異なる超音波振動子Ｘ９及びＸ１７に接続される。
【００３６】
同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる複数の送信部１１１は、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ１０〜Ｌ１６を介し、超音波振動子Ｘ１０〜Ｘ１６にそれぞれ接続される。また、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる複数の受信部１１２は、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４を介し、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４にそれぞれ接続される。
【００３７】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ９に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ９は、被検体に超音波を送信する。超音波振動子Ｘ９から送信された超音波は、被検体内で反射し、超音波エコーとして超音波振動子Ｘ１７で受信される。超音波振動子Ｘ１７は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１７に出力する。信号線Ｌ１７に出力されたエコー信号は、信号線ＣＬ３ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４については後述する。
【００３８】
ここで図１を参照する。遅延処理部１４は、例えばディジタルビームフォーマユニット等の遅延加算回路で構成されている。遅延処理部１４は、送受信部１１ａ〜１１ｈに含まれる各受信部１１２からエコー信号を受け、このエコー信号を整相加算する。このとき、遅延加算回路の入力側に前置増幅器等の増幅回路を設け、この増幅回路により信号を増幅した後、整相加算を行う構成としてもよい。また、開口合成を行う場合には、遅延処理部１４は、開口を移動しながら各受信部１１２で受信されたエコー信号を、それぞれ整相加算し、一連の信号として纏める。これにより、複数の開口で取得されたエコー信号を重ねて、大口径の超音波画像を生成することが可能となる。
【００３９】
遅延処理部１４により整相加算された信号は、信号処理部１５にて検波されてエンベロープが抽出される。更に、この抽出されたエンベロープは、画像生成部１６にて被観測体の断面に合わせて座標変換されたり、画像表示に適した階調処理等が施されたりした後、超音波画像として表示部１７に表示される。
【００４０】
ここで図７を参照する。図７は、従来の超音波診断装置について、送受信部と超音波プローブとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。従来の超音波診断装置は、連続波モードで動作する場合には、図７に示すように、送受信部１１ａ〜１１ｈを、超音波を送信させるための群Ｇ１と、超音波エコーを受信させるための群Ｇ２とに分けて動作させていた。具体的には、送受信部１１ａ〜１１ｈに接続された超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１２から、被検体に超音波を送信する。また、被検体内で反射した超音波エコーを、送受信部１１ａ〜１１ｈに接続された超音波振動子Ｘ１３〜Ｘ１６で受信する。即ち、連続波モードで動作する場合には、送受信部の数の１／２の数の４チャンネル分の開口を形成していた。また、このとき群Ｇ１に含まれる各受信部１１２と、群Ｇ２に含まれる各送信部１１１は動作させていなかった。
【００４１】
これに対し本実施形態に係る超音波診断装置は、連続波モードで動作する場合には、１つの送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２を、それぞれ異なる超音波振動子に接続させる構成とした。具体的には、送受信部１１ａ〜１１ｈに含まれる各送信部１１１は、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６に接続される。また、送受信部１１ａ〜１１ｈに含まれる各受信部１１２は、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４に接続される。このような構成とすることで、連続波モードで動作する場合に、送受信部１１ａ〜１１ｈを構成する各送信部１１１及び各受信部１１２を無駄なく動作させ、送受信部の数と同じ数の８チャンネル分の開口を形成することが可能となる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図３を参照しながら、第１の実施形態と異なる部分に着目し説明する。図３は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００４３】
パルスモードで動作する場合には、切替部１２１ａ〜１２１ｈの各切替スイッチＳＷ１ｂはＯＦＦとなる。そのため、この場合の信号は、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈを経由しない。しかしながら、パルスモードで動作する場合に、信号が経由する回路群（例えば、送受信部１１ａ、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、信号線ＣＬ９、及び超音波振動子Ｘ９）に、信号が経由しない回路群（即ち、信号線ＣＬ２ａ）が付加されている。そのため、この信号が経由しない回路群の寄生容量などのインピーダンスが付加され、例えば、受信されたエコー信号に対して損失が発生し、超音波画像の画質が劣化する場合がある。そこで、本実施形態に係る切替ユニット１２は、第１の実施形態に係る構成に加え、更に信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈに遮断部１２３ａ〜１２３ｈが設けられている。
【００４４】
遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈの、信号線Ｌ９〜Ｌ１６に接続される側に近い位置に設けられている。遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、パルスモードで動作する場合には、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈを流れる信号を遮断するように制御部１８に制御される。また遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、連続波モードで動作する場合には、信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈを流れる信号を通過させるように制御部１８に制御される。
【００４５】
ここで図４Ａ及び図４Ｂを参照する。図４Ａ及び図４Ｂは、遮断部１２３ａ〜１２３ｈの具体的な回路図の一例である。なお、遮断部１２３ａ〜１２３ｈは、同様の構成を有している。以下、ここでは、各回路の特徴について、信号線ＣＬ２ａに設けられた遮断部１２３ａを例に説明する。
【００４６】
まず図４Ａを参照する。図４Ａは、スイッチにより遮断部１２３ａを構成した場合の回路図である。このスイッチは、制御部１８による制御により、超音波診断装置が連続波モードで動作する場合にはＯＮとなり、パルスモードで動作する場合にはＯＦＦとなる。即ち、連続波モードで動作する場合には、遮断部１２３ａは、信号線ＣＬ２ａを流れる信号を通過させる。また、パルスモードで動作する場合には、遮断部１２３ａは、信号線ＣＬ２ａを流れる信号を遮断する。
【００４７】
次に図４Ｂを参照する。図４Ｂは、ダイオードにより遮断部１２３ａを構成した場合の回路図である。この場合には遮断部１２３ａは、図４Ｂに示すように、２つのダイオードが、並列に接続されている。このとき２つのダイオードは、一方のアノード端子と他方のカソード端子が同じ信号線に接続されるように配置されている。
【００４８】
これらの２つのダイオードは、例えば、通過する信号（パルス波、または連続波）の振幅が、１．４Ｖｐｐ（電圧±０．７Ｖ相当）の振幅以上の場合に信号を通過させ、１．４Ｖｐｐ未満の場合には信号を遮断するように働く。送信部１１１から超音波振動子に送信される信号は、２０Ｖｐｐ（電圧±１０Ｖ相当）〜２００Ｖｐｐ（電圧±１００Ｖ相当）の振幅を有するため、この遮断部１２３ａを通過する。これに対し、超音波振動子からの信号は、振幅が１．０Ｖｐｐ（電圧±０．５Ｖ相当）以下のため、遮断部１２３ａで遮断される。なお、図４Ｂに示しされた構成が「ダイオードスイッチ」に相当する。
【００４９】
以上のように、遮断部１２３ａは、超音波診断装置が連続波モードで動作する場合には、送信部１１１から信号線ＣＬ２ａを介し送信された駆動信号を通過させる。また遮断部１２３ａは、超音波診断装置がパルスモードで動作する場合には、信号線ＣＬ２ａへのエコー信号の流入を遮断する。
【００５０】
このように遮断部１２３ａを設けることにより、パルスモードで動作する場合に、信号線ＣＬ２ａを含む信号の送受信に使用されていない回路による寄生容量などのインピーダンスの付加を防止することが可能となる。
【００５１】
また遮断部１２３ａ〜１２３ｈと同様の構成の遮断部１２４ａ〜１２４ｈを、信号線ＣＬ１１ａ〜ＣＬ１１ｇに設けてもよい。遮断部１２４ａ〜１２４ｈは、超音波診断装置がパルスモードで動作する場合には、送信部１１１から信号線ＣＬ１１ａを介し送信された駆動信号を通過させるように動作させる。また超音波診断装置が連続波モードで動作する場合には、遮断部１２４ａ〜１２４ｈは、信号線ＣＬ１１ａへのエコー信号の流入を遮断するように動作させる。
【００５２】
このように遮断部１２４ａ〜１２４ｈを設けることにより、連続波モードで動作する場合に、マトリックススイッチ１２２を含む信号の送受信に使用されていない回路による寄生容量などのインピーダンスの付加を防止することが可能となる。
【００５３】
以上、本実施形態に係る超音波診断に依れば、第１の実施形態に係る超音波診断装置の特徴に加え、各モードにおいて、信号の送受信に使用されていない回路による寄生容量などのインピーダンスの付加を防止するという特徴を有する。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、このインピーダンスの付加に伴う超音波画像の劣化を防止することが可能となる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１及び第２の実施形態に係る超音波診断装置と切替ユニット１２の構成が異なる。以下、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図５を参照しながら、第１及び第２の実施形態と異なる部分に着目し説明する。図５は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００５５】
本実施形態に係る切替ユニット１２は、切替部１２１ａ〜１２１ｈと、マトリックススイッチ１２２とを含んで構成される。
【００５６】
本実施形態に係る切替部１２１ａ〜１２１ｈはそれぞれ、切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂを含んで構成される。以下、切替部１２１ａ〜１２１ｈの構成について、送受信部１１ａに接続された切替部１２１ａを例に説明する。
【００５７】
送受信部１１ａに含まれる送信部１１１及び受信部１１２からの信号線は、それぞれ区別されて切替部１２１ａに配線されている。送信部１１１と切替部１２１ａとの間の信号線を、信号線ＣＬ１１ａとする。また、受信部１１２と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１２ａと信号線ＣＬ３ａとに分けられる。信号線ＣＬ１２ａには、切替スイッチＳＷ２ａが設けられている。また、信号線ＣＬ３ａには、切替スイッチＳＷ２ｂが設けられている。送受信部１１ｂ〜１１ｈと、切替部１２１ｂ〜１２１ｈとの関係についても同様である。即ち、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈが、切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１１ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１２ａに対応する。また、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ３ａに対応する。なお、切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御については後述する。
【００５８】
信号線ＣＬ１１ａ及び信号線ＣＬ１２ａは、束ねられたうえで、信号線ＣＬ１の一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ａの他方の端部は、マトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。同様に、信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈと、信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈとは、それぞれ束ねられたうえで、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの他方の端部は、それぞれマトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈは、マトリックススイッチ１２２の両端部のうち、信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続された端部とは逆側の端部に接続されている。
【００５９】
信号線ＣＬ３ａ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ３ａは、信号線Ｌ１７と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈは、信号線Ｌ１８〜Ｌ２４とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ３ａ〜信号線ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各受信部１１２と、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、連続波モードにおける受信用として使用される。
【００６０】
マトリックススイッチ１２２は、一方の端部に信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈが接続され、他方の端部に信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続されている。
【００６１】
マトリックススイッチ１２２は、パルスモードで動作する場合には、制御部１８による制御に基づき、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち開口に設定された超音波振動子に接続された信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。具体的には、超音波振動子Ｘ１〜Ｘ８が開口に設定されている場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線Ｌ１〜Ｌ８と、信号線ＣＬ１〜ＣＬｈとを電気的に接続させる。また、開口が超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６に変更された場合、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈに接続させる信号線を、信号線Ｌ９〜Ｌ１６に切替える。このようにマトリックススイッチ１２２は、開口の位置に応じて、送受信部１１ａ〜１１ｈと電気的に接続される超音波振動子を切替える。
【００６２】
またマトリックススイッチ１２２は、連続波モードで動作する場合には、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。このとき、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈが接続された信号線とは異なる信号線に、信号線ＣＬ１〜ＣＬ１ｈを接続させる。以降では、この場合にマトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈと、信号線Ｌ９〜Ｌ１６とを電気的に接続させるものとして説明する。なお、この信号線Ｌ９〜Ｌ１６に接続された超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、連続波モードにおける送信用として使用される。
【００６３】
次に、切替部１２１ａ〜１２１ｈに含まれる切替スイッチＳＷ２ａ及びＳＷ２ｂの切替えに係る制御について、切替部１２１ａの場合を例に、パルスモードで動作する場合と、連続波モードで動作する場合とに分けて説明する。
【００６４】
（パルスモードで動作する場合）
パルスモードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ２ａをＯＮにし、切替スイッチＳＷ２ｂをＯＦＦにする。これにより、送信部１１１及び受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａに接続される。
【００６５】
パルスモードで動作する場合の、マトリックススイッチ１２２の動作は第１の実施形態と同様である。即ち、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈを、開口に設定された超音波振動子に接続された信号線に接続させる。また、超音波の送受信に係る、各送信部１１１、各受信部１１２、及び各超音波振動子の動作、並びに信号の経路についても第１の実施形態と同様である。
【００６６】
（連続波モードで動作する場合）
次に連続波モードで動作する場合について説明する。連続波モードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ２ａをＯＦＦにし、切替スイッチＳＷ２ｂをＯＮにする。これにより、受信部１１２は、信号線ＣＬ３ａ及び信号線Ｌ１７を介して、超音波振動子Ｘ１７に接続される。
【００６７】
また、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａと、信号線Ｌ９とを電気的に接続させる。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ９を介して、超音波振動子Ｘ９に接続される。
【００６８】
これにより、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、それぞれ異なる超音波振動子Ｘ９及びＸ１７に接続される。
【００６９】
同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各送信部１１１は、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１０〜Ｌ１６を介し、超音波振動子Ｘ１０〜Ｘ１６にそれぞれ接続される。また、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各受信部１１２は、信号線ＣＬ３ｂ〜ＣＬ３ｈ及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４を介し、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４にそれぞれ接続される。
【００７０】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ９を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ９に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ９は、被検体に超音波を送信する。超音波振動子Ｘ９から送信された超音波は、被検体内で反射し、超音波エコーとして超音波振動子Ｘ１７で受信される。超音波振動子Ｘ１７は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１７に出力する。信号線Ｌ１７に出力されたエコー信号は、信号線ＣＬ３ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４以降の構成の動作については第１の実施形態と同様である。
【００７１】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置に依れば、第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の作用効果を得つつ、追加する回路の規模を、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも小さく抑えることが可能となる。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも装置の規模を小型化することが可能となる。
【００７２】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１及び第２の実施形態に係る超音波診断装置と切替ユニット１２の構成が異なる。以下、本実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図６を参照しながら、第２の実施形態と異なる部分に着目し説明する。図６は、本実施形態に係る超音波診断装置について、送受信部１１と超音波プローブ２ａとの接続に係る詳細な構成を示したブロック図である。
【００７３】
本実施形態に係る切替ユニット１２は、切替部１２１ａ〜１２１ｈと、マトリックススイッチ１２２とを含んで構成される。
【００７４】
本実施形態に係る切替部１２１ａ〜１２１ｈはそれぞれ、切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂを含んで構成される。なお、送受信部１１ａ〜１１ｈは、同様の構成を有している。ここでは、各切替部１２１ａ〜１２１ｈの構成について、送受信部１１ａに接続された切替部１２１ａを例に説明する。
【００７５】
送受信部１１ａに含まれる送信部１１１及び受信部１１２からの信号線は、それぞれ区別されて切替部１２１ａに配線されている。送信部１１１と切替部１２１ａとの間の信号線は、信号線ＣＬ１１ａと信号線ＣＬ２ａとに分けられる。信号線ＣＬ１１ａには、切替スイッチＳＷ１ａが設けられている。また、信号線ＣＬ２ａには、切替スイッチＳＷ１ｂが設けられている。また、受信部１１２と切替部１２１ａとの間の信号線を、信号線ＣＬ１２ａとする。送受信部１１ｂ〜１１ｈと、切替部１２１ｂ〜１２１ｈとの関係についても同様である。即ち、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈが、切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１１ａに対応し、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ１２ａに対応する。また、切替部１２１ｂ〜１２１ｈにおける信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが切替部１２１ａにおける信号線ＣＬ２ａに対応する。なお、切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂの切替えに係る制御については後述する。
【００７６】
信号線ＣＬ１１ａ及び信号線ＣＬ１２ａは、束ねられたうえで、信号線ＣＬ１の一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ａの他方の端部は、マトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。同様に、信号線ＣＬ１１ｂ〜ＣＬ１１ｈと、信号線ＣＬ１２ｂ〜ＣＬ１２ｈとは、それぞれ束ねられたうえで、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの一方の端部に電気的に接続されている。また、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈの他方の端部は、それぞれマトリックススイッチ１２２に電気的に接続されている。信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈは、マトリックススイッチ１２２の両端部のうち、信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続された端部とは逆側の端部に接続されている。
【００７７】
信号線ＣＬ２ａ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線に、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続されている。具体的には、信号線ＣＬ２ａは、信号線Ｌ９と接続されている。同様にして、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈは、信号線Ｌ１０〜Ｌ１６とそれぞれ接続されている。このように信号線ＣＬ２ａ〜信号線ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ９〜Ｌ１６により、送受信部１１ａ〜１１ｈの各送信部１１１と、超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６とが、マトリックススイッチ１２２をバイパスして接続される。超音波振動子Ｘ９〜Ｘ１６は、連続波モードにおける送信用として使用される。
【００７８】
マトリックススイッチ１２２は、一方の端部に信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈが接続され、他方の端部に信号線Ｌ１〜Ｌ３２が接続されている。
【００７９】
マトリックススイッチ１２２は、パルスモードで動作する場合には、制御部１８による制御に基づき、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち開口に設定された超音波振動子に接続された信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。パルスモードで動作する場合の、マトリックススイッチ１２２の動作は、第３の実施形態と同様である。
【００８０】
またマトリックススイッチ１２２は、連続波モードで動作する場合には、信号線Ｌ１〜Ｌ３２のうち、あらかじめ決められたそれぞれ異なる信号線と、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈとを電気的に接続させる。このとき、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈが接続された信号線とは異なる信号線に、信号線ＣＬ１〜ＣＬ１ｈを接続させる。以降では、この場合にマトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈと、信号線Ｌ１７〜Ｌ２４とを電気的に接続させるものとして説明する。なお、信号線Ｌ１７〜Ｌ２４に接続された超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４は、連続波モードにおける受信用として使用される。
【００８１】
次に、切替部１２１ａ〜１２１ｈに含まれる切替スイッチＳＷ１ａ及びＳＷ１ｂの切替えに係る制御について、切替部１２１ａの場合を例に、パルスモードで動作する場合と、連続波モードで動作する場合とに分けて説明する。
【００８２】
（パルスモードで動作する場合）
パルスモードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａをＯＮにし、切替スイッチＳＷ１ｂをＯＦＦにする。これにより、送信部１１１及び受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａに接続される。
【００８３】
パルスモードで動作する場合の、マトリックススイッチ１２２の動作は第１の実施形態と同様である。即ち、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａ〜ＣＬ１ｈを、開口に設定された超音波振動子に接続された信号線に接続させる。また、超音波の送受信に係る、各送信部１１１、各受信部１１２、及び各超音波振動子の動作、及び信号の経路についても第１の実施形態と同様である。
【００８４】
（連続波モードで動作する場合）
次に連続波モードで動作する場合について説明する。連続波モードの場合には、制御部１８は、切替部１２１ａを制御して切替スイッチＳＷ１ａをＯＦＦにし、切替スイッチＳＷ１ｂをＯＮにする。これにより、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介して、超音波振動子Ｘ９に接続される。
【００８５】
また、マトリックススイッチ１２２は、信号線ＣＬ１ａと、信号線Ｌ１７とを電気的に接続させる。これにより、受信部１１２は、信号線ＣＬ１ａ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１７を介して、超音波振動子Ｘ９に接続される。
【００８６】
これにより、送受信部１１ａを構成する送信部１１１及び受信部１１２が、それぞれ異なる超音波振動子Ｘ９及びＸ１７に接続される。
【００８７】
同様にして、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各送信部１１１は、信号線ＣＬ２ｂ〜ＣＬ２ｈ及び信号線Ｌ１０〜Ｌ１６を介し、超音波振動子Ｘ１０〜Ｘ１６にそれぞれ接続される。また、送受信部１１ｂ〜送受信部１１ｈに含まれる各受信部１１２は、信号線ＣＬ１ｂ〜ＣＬ１ｈ、マトリックススイッチ１２２、及び信号線Ｌ１７〜Ｌ２４を介し、超音波振動子Ｘ１７〜Ｘ２４にそれぞれ接続される。
【００８８】
次に、送信部１１１は、信号線ＣＬ２ａ及び信号線Ｌ９を介し、駆動信号を超音波振動子Ｘ９に送信する。この駆動信号を受けて、超音波振動子Ｘ９は、被検体に超音波を送信する。超音波振動子Ｘ９から送信された超音波は、被検体内で反射し、超音波エコーとして超音波振動子Ｘ１７で受信される。超音波振動子Ｘ１７は、受信した超音波エコーを、電気信号、即ちエコー信号に変換し、信号線Ｌ１７に出力する。信号線Ｌ１７に出力されたエコー信号は、マトリックススイッチ１２２及び信号線ＣＬ１ａを介して受信部１１２で受信される。受信部１１２は、受信したエコー信号を遅延処理部１４に出力する。遅延処理部１４以降の構成の動作については第１の実施形態と同様である。
【００８９】
以上、本実施形態に係る超音波診断装置に依れば、第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の作用効果を得つつ、追加する回路の規模を、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも小さく抑えることが可能となる。これにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態に係る超音波診断装置よりも装置の規模を小型化することが可能となる。
【００９０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載されたその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 装置本体
１０ 送信ビーム合成処理部
１１、１１ａ〜１１ｈ 送受信部
１１１ 送信部
１１２ 受信部
１２ 切替ユニット
１２１ａ〜１２１ｈ 切替部
ＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、ＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ 切替スイッチ
１２２ マトリックススイッチ
１２３ａ〜１２３ｈ 遮断部
１２４ａ〜１２４ｈ 遮断部
１３ プローブセレクタ
１４ 遅延処理部
１５ 信号処理部
１６ 画像生成部
１７ 表示部
１８ 制御部
２ａ、２ｂ 超音波プローブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを受信する複数の超音波振動子と、
前記超音波振動子に駆動信号を送信する送信部と、前記超音波振動子からのエコー信号を受信する受信部とを備え、前記超音波振動子の数より少ない数の複数の送受信部と、
前記受信部で受けた前記エコー信号に基づき超音波画像を生成する画像生成部と、
一の前記送受信部の前記送信部及び前記受信部を同じ超音波振動子に接続させて動作させる第１のモードと、前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部を互いに異なる前記超音波振動子に接続させて動作させる第２のモードとを切替える切替ユニットと、
を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記送受信部の数はＮ個であり、前記複数の超音波振動子の数は２Ｎ個以上のＭ個であって、
前記切替ユニットは、前記第１のモードでは、Ｍ個の前記超音波振動子のうちいずれかのＮ個の超音波振動子と、前記Ｎ個の送受信部とを接続させるととともに、前記送受信部に接続させる超音波振動子を切替えることで前記Ｎ個分の開口の位置を変更し、前記第２のモードでは、Ｍ個の前記超音波振動子のうちいずれか２Ｎ個の超音波振動子と、前記Ｎ個の送受信部に含まれるＮ個の前記送信部及びＮ個の前記受信部とを接続させることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記切替ユニットは、前記第１のモードでは、前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部を同じ超音波振動子に接続させる第１の信号経路を形成し、前記第２のモードでは、当該送信部及び当該受信部のうちの一方を一の超音波振動子に接続させる第２の信号経路と、他方を他の超音波振動子に接続させる第３の信号経路とを形成することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記切替ユニットは、
前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部について、前記複数の超音波振動子のうちのいずれかの前記超音波振動子に当該送信部及び当該受信部を接続させるための第１の切替部と、
前記複数の超音波振動子のうち第１の群に含まれる所定の超音波振動子と当該送信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続させるための第１の信号線と、
前記複数の超音波振動子のうち前記第１の群とは異なる第２の群に含まれる所定の超音波振動子と当該受信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続させるための第２の信号線と、
前記第１のモードでは、当該送信部及び当該受信部を前記第１の切替部に共通で接続することで前記第１の信号経路を形成し、前記第２のモードで動作する場合には、当該送信部及び当該受信部と前記第１の切替部との間の信号を遮断し、当該送信部を前記第１の信号線に接続させることで前記第２の信号経路を形成し、当該受信部を前記第２の信号線に接続させることで前記第３の信号経路を形成する第２の切替部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記切替ユニットは、
前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部について、前記第１のモードでは、前記複数の超音波振動子のうちのいずれかに当該送信部及び当該受信部を接続させ、前記第２のモードでは、第１の群に含まれる所定の超音波振動子と当該送信部とを接続させる第１の切替部と、
前記第２のモードにおいて、前記複数の超音波振動子のうち前記第１の群とは異なる第２の群に含まれる所定の超音波振動子と当該受信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続する第２の信号線と、
前記第１のモードでは、当該送信部及び当該受信部を前記第１の切替部に接続することで前記第１の信号経路を形成し、前記第２のモードでは、当該受信部と前記第１の切替部との間の信号を遮断し、当該送信部のみを前記第１の切替部に接続させることで前記第２の信号経路を形成し、当該受信部を前記第２の信号線に接続させることで前記第３の信号系を形成する第２の切替部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記切替ユニットは、
前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部について、前記第１のモードでは、前記複数の超音波振動子のうちのいずれかに当該送信部及び当該受信部を接続させ、前記第２のモードでは、当該受信部と第２の群に含まれる所定の超音波振動子とを接続させる第１の切替部と、
前記第２のモードにおいて、前記複数の超音波振動子のうち、前記第２の群とは異なる第１の群に含まれる所定の超音波振動子と当該送信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続させる第１の信号線と、
前記第１のモードでは、当該送信部及び当該受信部を前記第１の切替部に接続することで前記第１の信号経路を形成し、前記第２のモードでは、当該送信部と前記第１の切替部との間の信号を遮断し、当該受信部のみを前記第１の切替部に接続させることで前記第３の信号経路を形成し、当該送信部を前記第１の信号線に接続させることで前記第２の信号経路を形成する第２の切替部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第１のモードで動作させる場合に、前記第１の信号線を流れる信号を遮断する遮断部を設けたことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記遮断部は、ダイオードスイッチを含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項１】
超音波を送信し、被検体内からの超音波エコーを受信する複数の超音波振動子と、
前記超音波振動子に駆動信号を送信する送信部と、前記超音波振動子からのエコー信号を受信する受信部とを備え、前記超音波振動子の数より少ない数の複数の送受信部と、
前記受信部で受けた前記エコー信号に基づき超音波画像を生成する画像生成部と、
一の前記送受信部の前記送信部及び前記受信部を同じ超音波振動子に接続させて動作させる第１のモードと、前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部を互いに異なる前記超音波振動子に接続させて動作させる第２のモードとを切替える切替ユニットと、
を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記送受信部の数はＮ個であり、前記複数の超音波振動子の数は２Ｎ個以上のＭ個であって、
前記切替ユニットは、前記第１のモードでは、Ｍ個の前記超音波振動子のうちいずれかのＮ個の超音波振動子と、前記Ｎ個の送受信部とを接続させるととともに、前記送受信部に接続させる超音波振動子を切替えることで前記Ｎ個分の開口の位置を変更し、前記第２のモードでは、Ｍ個の前記超音波振動子のうちいずれか２Ｎ個の超音波振動子と、前記Ｎ個の送受信部に含まれるＮ個の前記送信部及びＮ個の前記受信部とを接続させることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記切替ユニットは、前記第１のモードでは、前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部を同じ超音波振動子に接続させる第１の信号経路を形成し、前記第２のモードでは、当該送信部及び当該受信部のうちの一方を一の超音波振動子に接続させる第２の信号経路と、他方を他の超音波振動子に接続させる第３の信号経路とを形成することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記切替ユニットは、
前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部について、前記複数の超音波振動子のうちのいずれかの前記超音波振動子に当該送信部及び当該受信部を接続させるための第１の切替部と、
前記複数の超音波振動子のうち第１の群に含まれる所定の超音波振動子と当該送信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続させるための第１の信号線と、
前記複数の超音波振動子のうち前記第１の群とは異なる第２の群に含まれる所定の超音波振動子と当該受信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続させるための第２の信号線と、
前記第１のモードでは、当該送信部及び当該受信部を前記第１の切替部に共通で接続することで前記第１の信号経路を形成し、前記第２のモードで動作する場合には、当該送信部及び当該受信部と前記第１の切替部との間の信号を遮断し、当該送信部を前記第１の信号線に接続させることで前記第２の信号経路を形成し、当該受信部を前記第２の信号線に接続させることで前記第３の信号経路を形成する第２の切替部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記切替ユニットは、
前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部について、前記第１のモードでは、前記複数の超音波振動子のうちのいずれかに当該送信部及び当該受信部を接続させ、前記第２のモードでは、第１の群に含まれる所定の超音波振動子と当該送信部とを接続させる第１の切替部と、
前記第２のモードにおいて、前記複数の超音波振動子のうち前記第１の群とは異なる第２の群に含まれる所定の超音波振動子と当該受信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続する第２の信号線と、
前記第１のモードでは、当該送信部及び当該受信部を前記第１の切替部に接続することで前記第１の信号経路を形成し、前記第２のモードでは、当該受信部と前記第１の切替部との間の信号を遮断し、当該送信部のみを前記第１の切替部に接続させることで前記第２の信号経路を形成し、当該受信部を前記第２の信号線に接続させることで前記第３の信号系を形成する第２の切替部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記切替ユニットは、
前記一の送受信部の前記送信部及び前記受信部について、前記第１のモードでは、前記複数の超音波振動子のうちのいずれかに当該送信部及び当該受信部を接続させ、前記第２のモードでは、当該受信部と第２の群に含まれる所定の超音波振動子とを接続させる第１の切替部と、
前記第２のモードにおいて、前記複数の超音波振動子のうち、前記第２の群とは異なる第１の群に含まれる所定の超音波振動子と当該送信部とを、前記第１の切替部をバイパスして接続させる第１の信号線と、
前記第１のモードでは、当該送信部及び当該受信部を前記第１の切替部に接続することで前記第１の信号経路を形成し、前記第２のモードでは、当該送信部と前記第１の切替部との間の信号を遮断し、当該受信部のみを前記第１の切替部に接続させることで前記第３の信号経路を形成し、当該送信部を前記第１の信号線に接続させることで前記第２の信号経路を形成する第２の切替部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第１のモードで動作させる場合に、前記第１の信号線を流れる信号を遮断する遮断部を設けたことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記遮断部は、ダイオードスイッチを含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５７５５３（Ｐ２０１２−１５７５５３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４１３（Ｐ２０１１−１９４１３）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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