超音波診断装置
【課題】チャネル間のクロストークの抑制。
【解決手段】複数の振動子１３は、超音波を送受信する。複数の送信回路Ｔｘは、複数の振動子１３を駆動するための駆動信号を発生する。複数の受信回路Ｒｘは、複数の振動子１３からの電気信号を信号処理する。伝送系統は、複数の振動子１３にそれぞれ対応する複数のチャネルＣｈを有する。チャネルＣｈ各々は、送信回路Ｔｘと振動子１３と受信回路Ｒｘとを接続する。抵抗部は、複数のチャネルＣｈにそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールＲｍを有する。抵抗モジュールＲｍ各々は、チャネルＣｈ各々の電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替可能に構成される。送信制御回路２１１は、複数の伝送路Ｃｈの電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で個別に切替えるために複数の抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。
【解決手段】複数の振動子１３は、超音波を送受信する。複数の送信回路Ｔｘは、複数の振動子１３を駆動するための駆動信号を発生する。複数の受信回路Ｒｘは、複数の振動子１３からの電気信号を信号処理する。伝送系統は、複数の振動子１３にそれぞれ対応する複数のチャネルＣｈを有する。チャネルＣｈ各々は、送信回路Ｔｘと振動子１３と受信回路Ｒｘとを接続する。抵抗部は、複数のチャネルＣｈにそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールＲｍを有する。抵抗モジュールＲｍ各々は、チャネルＣｈ各々の電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替可能に構成される。送信制御回路２１１は、複数の伝送路Ｃｈの電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で個別に切替えるために複数の抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有し、心臓、腹部、泌尿器、および産婦人科などで広く利用されている。
【０００３】
また、近年、造影剤を生体に投与し、そのバブルの非線形応答を検出して映像化を行うコントラストハーモニックイメージング法が造影剤の開発とともに臨床検査において使われるようになってきている。造影剤は、超音波の送信周波数に対して、主に二次高調波成分を大きく発生する。コントラストハーモニックイメージング法は、この様な造影剤の特性を利用して、高調波成分を選択的に映像化するものである。
【０００４】
コントラストハーモニックイメージング法において、高調波成分を検出するための手法が幾つか存在する。その一つとして、複数回の送受信で送信の基本波を除去するパルスインバージョンと呼ばれる手法がある。この手法は、例えば、各走査線につき、超音波送信音圧を相対的に０．５、１．０、０．５のレベルに設定して、３回の超音波送受信を行う。送信音圧が１．０である受信エコーの波形から送信音圧が０．５である二つの受信エコーの波形を差し引くと、基本波成分はゼロになるが、高調波成分はゼロにはならない。これは、送信音圧の違いにより造影剤からの応答が非線形となり、高調波成分として検出されるからである。パルスインバージョンは、この様に検出される高調波成分（主に二次高調波成分）を用いて、各ビーム毎の反射エコーを再構成して映像化する手法である。
【０００５】
ところで、超音波送信音圧の相対的なレベル設定（上記例では、０．５、１．０、０．５のレベル設定）は、例えば送信電源電圧を送受信レート毎に切り替えることで実現できる。しかしながら、この方法では、送信電圧精度を確保するための電圧制御が難しい場合がある。このため、近年では、振動子の送信開口を半分にし、相対的に焦点音圧を０．５とする方法が採用されている。この方法は、例えば送信開口を１０素子としたとき、送信回路を振動子に対して１素子毎に送信する／しないチャネルを割り付け、送信音圧を１．０とする場合には１０素子全てを送信に利用し、送信音圧を０．５とする場合には一つおきの５素子を送信に利用するものである。これにより、同じ開口で０．５と１．０の送信音圧を発生することができる。
【０００６】
図９は、従来の送信回路の構成の一例を示した図である。図９に示すように、送信回路は、通常、ＦＥＴなどのスイッチングデバイスを電源から出力に対して接続し、これをＯＮ／ＯＦＦすることで電源電圧に相当する送信波形を振動子に供給する。また、送信回路は、正負の電源を備え、正負それぞれの電源に対して同じようにスイッチングデバイスを接続し、交互にＯＮすることで正負の波形を出力することができる。また、図１０に示すように、トランス結合で１次側の巻き線を逆接続してそれぞれの巻き線側にスイッチングデバイスを接続し、スイッチングデバイスを交互にＯＮすれば、片側電源で正負の波形を送信することができる。なお、図１０では、デュアルパルサとしての送信回路を例示した。図１０に示す送信回路は、通常、Ｂモードとカラーモードの際、交互に切り替えて使用される。
【０００７】
しかしながら、従来の超音波診断装置においては、例えば次のような問題がある。例えば、図９に示した従来の送信回路は、スイッチングデバイスをＯＮする期間は出力が電源とショート状態となる。出力端側から見た出力インピーダンスは低く、ほぼスイッチングデバイスのＯＮ抵抗で決まる値になる。一方、スイッチングデバイスがＯＦＦの状態の時には、出力端側から見た出力インピーダンスは非常に高い値になっている。このため、図９に示す従来の送信回路を使って、送信開口を交互に送信する／しないと選択して０．５の送信音圧を発生する場合、送信回路から振動子までの伝送路上の浮遊電流に起因して、送信するチャネルからのクロストークが発生する。このクロストークにより、本来は送信しないにもかかわらず、送信しないチャネルから微弱送信がされることがある。この微弱送信により、送信音圧を０．５にすることができず、従って送信音圧が１．０の受信エコー波形と引き算をしてもゼロとすることができない。その結果、微弱送信に起因する信号が造影剤バブルからの二次高調波成分以外のエコーとして検出され、ノイズやバブル以外の組織の消え残りとして画像に描出されてしまうという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
目的は、チャネル間のクロストークを抑制することができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波を送受信する複数の振動子と、前記複数の振動子を駆動するための駆動信号を発生する複数の送信回路と、前記複数の振動子からの電気信号を信号処理するための複数の受信回路と、前記複数の振動子にそれぞれ対応する複数の伝送路を有する伝送系統であって、前記伝送路各々は、前記送信回路と前記振動子と前記受信回路とを接続する伝送系統と、前記複数の伝送路にそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールを有する抵抗部であって、前記抵抗モジュール各々は、前記伝送路各々の電気抵抗値を第１抵抗値と前記第１抵抗値よりも低い第２抵抗値との間で切替可能に構成される抵抗部と、前記複数の伝送路の電気抵抗値を前記第１抵抗値と前記第２抵抗値との間で個別に切替えるために前記複数の抵抗モジュールを個別に制御する制御回路と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図。
【図２】図１の送信部と超音波プローブ（振動子）と受信部との間の接続関係を模式的に示す図。
【図３】本実施形態の実施例１に係る送信部と抵抗部との詳細な構成を示す図。
【図４】実施例１に係る１チャネル分の送信回路と抵抗モジュールとの具体的な構造の一例を示す図。
【図５】図４に示される送信回路の出力信号のタイミングチャートを示す図。
【図６】図３の送信制御回路から出力される、一回の送受信レートにおけるスイッチ信号のタイミングチャートを示す図。
【図７】本実施形態の実施例２に係る送信部と抵抗部との詳細な構成を示す図。
【図８】実施例２に係る１チャネル分の送信回路と抵抗モジュールとの具体的な構造の一例を示す図。
【図９】従来技術を説明するための図。
【図１０】従来技術を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる超音波診断装置を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成を示す図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、超音波プローブ１０とコンピュータ装置２０とを有している。コンピュータ装置２０は、送信部２１、受信部２２、Ｂモード処理部２３、ドプラ処理部２４、シネメモリ２５、画像処理部２６、表示処理部２７、内部記憶部２８、入力部２９、表示部３０、及びシステム制御部３１を備えている。
【００１３】
超音波プローブ１０は、プローブヘッドを有している。プローブヘッドの先端側には、振動子アレイが内蔵されている。振動子アレイは、一次元状または２次元状に配列された複数の振動子を有している。プローブヘッドの基部には、プローブケーブルが取り付けられている。プローブケーブルの先端には、プローブコネクタが取り付けられている。プローブコネクタは、コンピュータ装置２０に装着される。プローブコネクタがコンピュータ装置２０に装着されている状態において、超音波プローブ１０とコンピュータ装置２０との間で種々の電気信号の送受信が行われる。
【００１４】
振動子は、超音波の送受信を行う。具体的には、振動子は、送信部２１からプローブケーブルを介して振動子駆動信号の印加を受ける。振動子駆動信号の印加を受けて振動子は、超音波を送信し、被検体により反射された超音波を受信し、受信された超音波に応じたエコー信号を発生する。発生されたエコー信号は、プローブケーブルを介して受信部２２に供給される。エコー信号の振幅は、反射された不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、移動している血流や心臓壁等の移動体の表面で超音波が反射された場合、エコー信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向の速度成分に依存した周波数偏移を受ける。
【００１５】
送信部２１は、システム制御部３１による制御に従って、超音波プローブ１０に内蔵されている複数の振動子に振動子駆動信号を供給する。この送信部２１の構成については、後で詳しく説明する。
【００１６】
受信部２２は、図示していないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、遅延回路、及び加算器等を有している。アンプ回路は、超音波プローブ１０を介して取り込まれたエコー信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたアナログのエコー信号をデジタルエコー信号に変換する。遅延回路は、デジタル変換されたエコー信号に対し受信指向性を決定し、受信ダイナミックフォーカスを行うのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。また、受信部２２は、パルスインバージョンにおける信号加算処理や信号減算処理を実行する。
【００１７】
Ｂモード処理部２３は、受信部２２からのエコー信号に対数増幅や包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるＢモードデータを生成する。
【００１８】
ドプラ処理部２４は、受信部２２からのエコー信号に自己相関演算を施し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度や分散、パワー等の血流情報の強度をカラーで表現するドプラデータを発生する。
【００１９】
シネメモリ２５は、Ｂモード処理部２３からのＢモードデータやドプラ処理部２４からのドプラデータをフレーム毎に一時記憶する。
【００２０】
画像処理部２６は、Ｂモード処理部２３あるいはドプラ処理部２４から受け取ったデータを用いて、超音波走査線上のデータであるＲＡＷデータを生成する。また、画像処理部２６は、ＲＡＷデータにＲＡＷ−ピクセル変換を施すことにより、ピクセルから構成される画像データを生成する。あるいは、画像処理部２６は、ＲＡＷデータにＲＡＷ−ボクセル変換を施すことにより、ボクセルから構成されるボリュームデータを生成する。さらに、画像処理部２６は、ボリュームデータに対して、ボリュームレンダリング、多断面変換表示（ＭＰＲ：multi planar reconstruction）、最大値投影表示（ＭＩＰ：maximum intensity projection）等の所定の画像処理を行う。なお、ノイズ低減や画像の繋がりを良くすることを目的として、画像処理部２６の後に二次元的なフィルタを挿入し、空間的なスムージングを行うようにしてもよい。
【００２１】
表示処理部２７は、画像処理部２６において生成・処理された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、ＲＧＢ変換等の各種を実行する。
【００２２】
表示部２８は、表示処理部２７からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や血流情報を画像として表示する。
【００２３】
内部記憶部２９は、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件、画像処理プログラム、その他のデータ群が保管されている。
【００２４】
入力部３０は、ユーザからの各種指令や情報入力をシステム制御部３１に入力する。具体的には、入力部３０は、超音波走査の開始指示や終了指示を入力する。入力デバイスとしては、キーボード、マウス、各種ボタン、タッチパネル等が適宜利用可能である。
【００２５】
システム制御部３１は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち超音波診断装置１の動作を制御する。特に、システム制御部３１は、後述する送信動作に関する制御を実行する。
【００２６】
以下、本実施形態に係る超音波診断装置１の詳細について説明する。超音波診断装置１は、超音波送信に利用する伝送路から超音波送信に利用しない伝送路へのクロストークを抑制するために、伝送路の抵抗値（インピーダンス値）を切替え可能な仕組みを有している。
【００２７】
まず、図２を参照しながら、送信部２１と振動子１３と受信部２２との間の接続関係を模式的に示す図である。図２に示すように、コンピュータ装置２０には、送信部２１、抵抗部４１、分岐部４３、インターフェース部４５、及び受信部２２が設けられている。また、超音波プローブ１０には、振動子アレイ１１が設けられている。振動子アレイ１１は、複数の振動子１３を有している。さらに、超音波プローブ１０には、プローブケーブル１５とプローブコネクタ１７とが設けられている。
【００２８】
送信部２１は、複数の送信回路Ｔｘを搭載しており、受信部２２は、複数の受信回路Ｒｘを搭載している。送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘと振動子１３との個数は同数（例えば、ｎ個）である。すなわち、複数の振動子１３の各々について送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘとが設けられている。送信回路Ｔｘ、振動子１３、及び受信回路Ｒｘは、インターフェース部４５にプローブコネクタ１５が装着された状態において、伝送路（以下、チャネルと呼ぶことにする。）Ｃｈを介して個別に電気的に接続されている。分岐部４３は、送信部２１とインターフェース部４５との間に設けられている。分岐部４３は、送信回路Ｔｘと同数の複数の分岐点４３１を有している。分岐点３４１は、送信回路Ｔｘとインターフェース部４５との間の伝送路Ｃｈと、受信回路Ｒｘとインターフェース部４５との間の伝送路Ｃｈとの交差点である。
【００２９】
ここで、送信回路Ｒｘと分岐点４３１との間のチャネルＣｈを送信側チャネルＴＣｈと呼び、受信回路Ｒｘと分岐点４３１との間のチャネルＣｈを受信側チャネルＲＣｈと呼び、分岐点４３１とインターフェース部４５との間のチャネルＣｈを共有チャネルＪＣｈと呼び、プローブコネクタ１７と振動子１３との間のチャネルＣｈをプローブチャネルＰＣｈと呼ぶことにする。なお、複数の共有チャネルＪＣｈと複数のプローブチャネルＰＣｈとは、インターフェース部４５にプローブコネクタ１５が装着された状態において、個別に接続される。すなわち、インターフェース部４５にプローブコネクタ１５が装着された状態において、送信側チャネルＴＣｈ、受信側チャネルＲＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈは、一本のチャネルＣｈを構成する。
【００３０】
送信回路Ｔｘは、振動子１３を駆動するための駆動信号（振動子駆動信号）を発生する。発生された振動子駆動信号は、送信側チャネルＴＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈを経由して振動子１３に印加される。振動子駆動信号の印加を受けた振動子１３は、超音波を発生する。被検体により反射された超音波は、振動子１３によりエコー信号に変換される。エコー信号は、プローブチャネルＰＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及び受信側チャネルＲＣｈを経由して受信回路Ｒｘに供給される。なお本実施形態において、振動子１３への振動子駆動信号の供給から受信回路Ｒｘによるエコー信号の受信までの動作単位を、送受信レートと呼ぶことにする。
【００３１】
詳細は後述するが、送信回路Ｔｘは、送信制御回路の制御に従って、個別に振動子駆動信号を発生可能である。例えば、ある送受信レートにおいて、奇数番チャネルの送信回路Ｔｘは振動子駆動信号を発生し、偶数番チャネルの送信回路Ｔｘは振動子駆動信号を発生しない。送信回路Ｔｘは、送受信レート毎に交互に振動子駆動信号の発生の実行と停止とを繰り返すことができる。これにより、超音波送信に利用するチャネルから超音波送信に利用しないチャネルへのクロストークが発生してしまう。クロストークの発生により超音波送信に利用しないチャネルから微弱な超音波が発生され、超音波の強度分布に悪影響を与える。また、クロストークに起因する浮遊電流が受信回路に流入することもある。この場合、受信回路内のアンプ回路により浮遊電流が増幅されてしまう。受信回路のアンプ回路の増幅度は、比較的高いので、浮遊電流により画質が激しく劣化してしまう。なお、超音波送信に利用するチャネルとは、振動子駆動信号を発生する送信回路Ｒｘが属するチャネルである。反対に、超音波送信に利用しないチャネルとは、振動子駆動信号を発生しない送信回路Ｒｘが属するチャネルである。すなわち、振動子駆動信号を発生しない送信回路Ｒｘが属するチャネルであるが、浮遊電流の影響により超音波送信に寄与したチャネルは、超音波送信に利用するチャネルには属さず、超音波送信に利用しないチャネルに属するものとする。なお、単一のチャネルにおいて、超音波送信に利用するか、あるいは、超音波送信に利用しないかは、送受信レート毎に切替え可能である。
【００３２】
本実施形態に係る超音波診断装置１においては、送信側チャネルＴＣｈ、受信側チャネルＲＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈの何れかに抵抗部４１が設けられている。図２においては、例示のため、抵抗部４１は、送信部２１と分岐部４３との間に設けられている。抵抗部４１は、複数のチャネルＣｈにそれぞれ分岐接続されている複数の抵抗モジュールＲｍを有している。抵抗モジュールＲｍは、チャネルＣｈの出力抵抗値（インピーダンス値）を第１抵抗値と第２抵抗値との間で切替可能な回路部品である。なお、第２抵抗値は、第１抵抗値よりも高いものとする。以下、わかりやすさのため、第１抵抗値を抵抗値ＬＯＷと呼び、第２抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと呼ぶことにする。抵抗モジュールＲｍは、後述の送信制御回路による制御に従って、伝送路の電気抵抗値を抵抗値ＬＯＷから抵抗値ＨＩＧＨ、あるいは、抵抗値ＨＩＧＨから抵抗値ＬＯＷに切替える。抵抗モジュールＲｍは、個別に電気抵抗値を切替えることができる。
【００３３】
このように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、抵抗部４１を搭載することにより、超音波送信に利用するチャネルから超音波送信に利用しないチャネルへのクロストークの抑制を実現している。
【００３４】
以下、送信部２１と抵抗部４１との詳細を実施例１と実施例２とに分けて説明する。なお、以下の説明を具体的に行うため、抵抗部４１は、送信部２１と分岐部４３との間の送信側チャネルＴＣｈに設けられているとする。なお、以下、説明の簡単のため送信側チャネルＴＣｈ、受信側チャネルＲｃｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈを区別せずにチャネルＣｈと呼ぶことにする。
【００３５】
［実施例１］
図３は、実施例１に係る送信部２１と抵抗部４１との詳細な構成を示す図である。なお、図３では、第０チャネルＣｈ０〜第２チャネルＣｈ２、第ｎチャネルＣｈｎ分の構成のみが例示されている。もちろん、なお、他のチャネルＣｈについても第０〜第２チャネル及び第ｎチャネルと同様の構成を有している。なお、ｎは、振動子１３の数に対応する。例えば、ｎは、６４や１２８、２５６である。しかしながら、ｎは、それ以外の任意の値であっても良い。図４は、１チャネルＣｈ分の送信回路Ｔｘと抵抗モジュールＲｍとの具体的な構造の一例を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、送信部２１は、送信制御回路２１１と複数の送信回路Ｔｘとを有している。送信制御回路２１１と複数の送信回路Ｔｘとは、複数のチャネルＣｈを介して個別に接続されている。送信回路Ｔｘの出力側のチャネルＣｈには、抵抗モジュールＲｍが分岐接続されている。送信制御回路２１１と複数の抵抗モジュールＲｍとは、後述するスイッチ信号のための複数の信号線ＲＣを介して個別に接続されている。
【００３７】
また、送信部２１には、送信電源２１３が設けられている。送信電源ＴｘＶは、複数の送信回路Ｔｘのための電力を発生する。送信電源２１３と複数の送信回路Ｔｘとは、送信電源２１３からの電圧ＴｘＶを有する電力が複数の送信回路Ｔｘに分電供給可能に電力供給路ＶＣを介して接続されている。なお、電圧ＴｘＶは任意の値に変更可能である。
【００３８】
送信制御回路２１１は、複数の送信回路Ｔｘと複数の抵抗モジュールＲｍとを制御する。具体的には、送信制御回路２１１は、複数の送信回路Ｔｘに対してチャネル選択制御、波形生成、及び遅延制御を実行し、複数の抵抗モジュールＲｍに対して抵抗制御を実行する。
【００３９】
チャネル選択制御において、送信制御回路２１１は、複数のチャネルＣｈのうちの、超音波送信に利用するチャネルＣｈを選択する。チャネルの選択は、振動子１３の駆動パターンに応じて送受信レート毎に行われる。具体的には、複数のチャネルＣｈの中から送信開口に属するチャネルＣｈが選択される。送信開口は、１回の超音波送信において同時に駆動する複数の振動子１３の集合である。例えば、所定回数の送受信レートおきに送信開口が１振動子ずつずれるように、送受信レート毎に送信開口に属する振動子１３が選択される。また、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用するチャネルとして、奇数番のチャネルと偶数番のチャネルとを送受信レート毎に交互に選択してもよい。また、送信開口に属する振動子に限定して、奇数番のチャネルと偶数番のチャネルとを送受信レート毎に交互に選択してもよい。これにより、例えば、送信開口が６チャネルで１つの送信回路の送信音圧が１．０の場合、１回の超音波送信において３チャネルの送信回路が送信に利用され、６チャネル分の送信回路の平均送信音圧を０．５とすることができる。
【００４０】
波形生成において、送信制御回路２１１は、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信回路Ｔｘを駆動するための駆動信号（送信回路駆動信号）を繰り返し発生する。遅延制御において、送信制御回路２１１は、チャネルＣｈ毎に、超音波のフォーカス位置を決定するための遅延時間を送信回路駆動信号に与える。遅延時間が与えられた送信回路駆動信号は、チャネル選択制御において選択された送信回路Ｔｘ、すなわち、超音波送信に利用される送信回路Ｔｘに入力される。送信回路駆動信号の供給を受けて送信回路Ｔｘは、送信回路駆動信号に応じた振動子駆動信号を発生する。
【００４１】
図４に示すように、送信回路Ｔｘは、所定の送信波形を有する振動子駆動信号の生成のため、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ：field effect transistor）型のスイッチ２１５と２つの送信電源２１３とを有している。例えば、送信回路Ｔｘは、Ｐチャネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｐとＮチャネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｎとを有している。ＦＥＴスイッチ２１５ｐには、電圧＋ＴｘＶを発生する電源２１３ｐが接続され、ＦＥＴスイッチ２１５ｎには、電圧−ＴｘＶを発生する電源２１３ｎが接続されている。送信制御回路２１１からＦＥＴスイッチ２１５ｐのゲートに電圧（送信回路駆動信号）が印加されることにより、電圧＋ＴｘＶに対応する電流がドレインからソースへ流れ、チャネルＣｈへ流れる。送信制御回路２１１からＦＥＴスイッチ２１５ｎのゲートに電圧（送信回路駆動信号）が印加されることにより、電圧−ＴｘＶに対応する電流がソースからドレインへ流れ、チャネルＣｈへ流れる。送信制御回路２１１は、送信回路Ｔｘが既定の送信波形を有する振動子駆動信号を発生するように、既定のタイミングでＦＥＴスイッチ２１５ｐのゲートとＦＥＴスイッチ２１５ｎのゲートとに順番に電圧（送信回路駆動信号）を印加する。
【００４２】
図５は、送信回路Ｔｘの出力信号のタイミングチャートを示す図である。図５の（ａ）は、Ｐチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｐへの電圧、図５の（ｂ）は、Ｎチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｎへの電圧，図５の（ｃ）は、送信回路Ｔｘからの出力信号（振動子駆動信号）を示す。図５の（ａ）と図５の（ｂ）とに示すように、ＦＥＴスイッチ２１５ｐとＦＥＴスイッチ２１５ｎとには、互いにタイミングをずらして電圧が印加される。ＦＥＴスイッチ２１５ｐからは、電圧印加に応答して、電圧＋ＴｘＶに対応する電流が流れ、ＦＥＴスイッチ２１５ｎからは、電圧印加に応答して、電圧−ＴｘＶに対応する電流が流れる。電圧＋ＴｘＶに対応する電流と電圧−ＴｘＶに対応する電流とは、図４に示されるＦＥＴスイッチ２１５ｐとＦＥＴスイッチ２１５ｎとの接続点Ｐ１において加算され、振動子駆動信号が生成される。結果的に、振動子駆動信号の波形は、図５の（ｃ）に示すような方形波を有している。
【００４３】
このように、ＦＥＴスイッチ２１５のゲートに電圧が印加されている期間、すなわち、ＦＥＴスイッチ２１５がＯＮの期間、チャネルＣｈの出力は、電源２１３とショート状態になっている。この場合、送信回路Ｔｘの出力端側からみた出力インピーダンスは、比較的低く、ＦＥＴスイッチ２１５のＯＮ抵抗で決まる値に略等しい。一方、ＦＥＴスイッチ２１５のゲートに電圧が印加されていない期間、すなわち、ＦＥＴスイッチ２１５がＯＦＦの期間、チャネルＣｈの出力は、電源２１３とショート状態になっていない。この場合、送信回路Ｔｘの出力端側からみた出力インピーダンスは、非常に高い。
【００４４】
抵抗制御において、送信制御回路Ｔｘは、複数のチャネルＣｈの出力抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替えるように抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。
【００４５】
図４に示すように、抵抗モジュールＲｍは、チャネルＣｈに分岐接続されている。抵抗モジュールＲｍは、信号線ＳＬ１、抵抗器Ｒ１、及び開閉器（以下、抵抗スイッチと呼ぶことにする。）Ｗ１を有している。信号線ＳＬ１の一端部Ｅ１は、チャネルＣｈに分岐接続されている。信号線ＳＬ１の他の一端部Ｅ２は、ＧＮＤ電位またはＤＣ（direct current）電位に接続されている。ＧＮＤ電位の場合、一端部Ｅ２は、アース端子に接続される。ＤＣ電位の場合、一端部Ｅ２は、ＤＣ電源に接続される。一端部Ｅ２がＧＮＤ電位に接続されるか、ＤＣ電位に接続されるかは、電圧＋ＴｘＶと電圧−ＴｘＶとの値に応じて決められる。例えば、電圧＋ＴｘＶと電圧−ＴｘＶとの中間値が０の場合、一端部Ｅ２は、ＧＮＤ電位に接続される。電圧＋ＴｘＶと電圧−ＴｘＶとの中間値が０でない場合、一端部Ｅ２は、ＤＣ電位に接続される。信号線ＳＬ１の一端部Ｅ１と一端部Ｅ２との間には、抵抗器Ｒ１が直列で接続されている。抵抗器Ｒ１は、比較的小さな電気抵抗値を有している。抵抗器Ｒ１の電気抵抗値としては、例えば、５０Ωが挙げられる。なお、抵抗器Ｒ１は、ダンピング抵抗であっても、シャント回路の抵抗であっても良い。抵抗器Ｒ１と一端部Ｅ２との間には、抵抗スイッチＷ１が直列で接続されている。抵抗スイッチＷ１は、抵抗器Ｒ１とチャネルＣｈとの間の接続を開閉可能な電気素子である。抵抗スイッチＷ１は、送信制御回路２１１からのスイッチ信号に従って、抵抗器Ｒ１とチャネルＣｈとの間の接続を開いたり、閉じたりする。
【００４６】
次に、送信部２１と抵抗部４１との動作例について説明する。ここで以下の説明を具体的に行うため、送信制御回路２１１は、偶数番チャネルＣｈの送信回路Ｔｘと奇数番チャネルＣｈの送信回路Ｔｘとに対して送受信レート毎に交互に送信回路駆動信号を供給する。偶数番チャネルを超音波送信に利用するチャネル、奇数番チャネルを超音波送信に利用しないチャネルであるとする。
【００４７】
図６は、送信制御回路２１１から出力される、一回の送受信レートにおけるスイッチ信号のタイミングチャートを示す図である。図６の（ａ）は、Ｐチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｐへの電圧、図５の（ｂ）は、Ｎチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｎへの電圧，図５の（ｃ）は、送信回路Ｔｘからの出力信号（振動子駆動信号）を示す。さらに、図６の（ｄ）は、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗モジュールＲｍへのスイッチ信号を示し、図６の（ｅ）は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗モジュールＲｍへのスイッチ信号を示す。図６の（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）に示すように、送信制御回路２１１は、送信回路Ｔｘが既定の波形を有する振動子駆動信号を発生するように、既定のタイミングでＦＥＴスイッチ２１５ｐのゲートとＦＥＴスイッチ２１５ｎのゲートとに順番に電圧（送信回路駆動信号）を印加する。また、送信制御回路２１１は、図６の（ｄ）に示すように、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍに、抵抗スイッチＲｍを開くためのスイッチ信号（ＯＦＦ信号）を供給する。抵抗スイッチＲｍが開く場合、チャネルＣｈの電気抵抗値は、ＦＥＴスイッチ２１５と電源２１３とがショート状態となり、且つチャネルＣｈと一端部Ｅ２との接続が遮断されているので、非常に小さくなる。
【００４８】
一方、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの送信回路Ｔｘには送信回路駆動信号を印加しない。また、送信制御回路２１１は、図６の（ｅ）に示すように、超音波送信に利用するチャネルの抵抗スイッチＲｍに、抵抗スイッチＲｍを閉じるためのスイッチ信号（ＯＮ信号）を供給する。抵抗スイッチＲｍが閉じる場合、チャネルＣｈの電気抵抗値は、チャネルＣｈと一端部Ｅ２とが導通されるので、抵抗器Ｒ１の電気抵抗値と略同一となり、抵抗スイッチＲｍを開いている場合の電気的抵抗値に比して非常に小さい値となる。従って、抵抗スイッチＲｍを開いている場合に比して、超音波送信に利用するチャネルＣｈの電気抵抗値と超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電気抵抗値との差、すなわち、超音波送信に利用するチャネルＣｈの電圧と超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電圧との差を小さくすることができる。結果的に、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを抑制することができる。
【００４９】
なお、上述の説明においては、本実施形態に係る抵抗スイッチＲｍの動作パターンとして、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍのみを閉じるとした。しかしながら、本実施形態に係る抵抗スイッチＲｍの動作パターンは、これに限定されない。送信制御回路２１１は、映像モードの種類に応じて、抵抗スイッチＲｍの動作パターンを切替えることができる。具体的には、送信制御回路２１１は、映像モードの種類と抵抗スイッチＲｍの動作パターンの種類とを対応づけて記憶している。送信制御回路２１１は、映像モードが決定された場合、決定された映像モードに対応づけられた動作パターンで複数の抵抗モジュールＲｍを動作する。このように送信制御回路２１１は、映像モードの種類に応じて、複数のチャネルＣｈの電気抵抗値を抵抗値ＬＯＷと抵抗値ＨＩＧＨとで切替えることができる。以下に、映像モードの種類に応じた抵抗スイッチＲｍの動作パターンについて説明する。
【００５０】
映像モードとして、エコー信号に含まれる基本波成分と高調波成分との両方を利用する通常のモードの他に、高調波成分のみを利用するハーモニックイメージングモードが知られている。ハーモニックモードには、生体組織に由来するエコー信号の高調波成分を利用する組織ハーモニックイメージングモードや、超音波造影剤の微小気泡に由来するエコー信号の高調波成分を利用するコントラストハーモニックイメージングモードが知られている。
【００５１】
映像モードがコントラストハーモニックモードの場合、電源２１５の電圧は数ボルト程度に設定される。この場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとの両方が閉じている場合であっても、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電圧と超音波送信に利用するチャネルＣｈの電圧とは、電源２１５の電圧が数百ボルトの場合（例えば、通常のＢモード）に比して、比較的近い値を有している。従って、コントラストハーモニックモードの場合、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍだけでなく、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍも閉じてもよい。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとを互い違いに動作することなく、抑制することができる。この場合、全てのチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍに対して同一種類のスイッチ信号を供給すれば良いので、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとに異なる種類のスイッチ信号を供給する場合に比して、回路構成が簡単となる。なお、この場合、超音波送信に利用するチャネルＣｈの電力損失は、抵抗スイッチＲｍを開く場合に比して大きくなる。しかしながら、上述のように、コントラストハーモニックモードにおける電源２１５の電圧は、比較的に低いので、電力に対する影響は低い。なお、コントラストハーモニックモードであっても、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを閉じ、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを開いても良い。
【００５２】
映像モードが基本波成分と高調波成分との両方を利用する通常のモードの場合、上述のように、電源２１５の電圧は数十〜数百ボルト程度に設定される。この場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとの両方が閉じている場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電圧と超音波送信に利用するチャネルＣｈの電圧とは、大きく乖離している。従って、通常のモードの場合、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを閉じ、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍも開く。これにより、上述のように、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとを互い違いに動作することで、抑制することができる。
【００５３】
［実施例２］
上述のように、実施例１に係る送信部２１は、一つの振動子１３に一つの送信回路Ｔｘを有しているとした。実施例２に係る送信部２１は、一つの振動子１３に二つの送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢを有している。以下、実施例２に係る超音波診断装置について説明する。なお以下の説明において、実施例１と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００５４】
図７は、実施例２に係る送信部２１と抵抗部４１との詳細な構成を示す図である。なお、図７では、第０チャネルＣｈ０〜第２チャネルＣｈ２、第ｎチャネルＣｈｎ分の構成のみが例示されている。もちろん、なお、他のチャネルＣｈについても第０〜第２チャネル及び第ｎチャネルと同様の構成を有している。
【００５５】
図７に示すように、実施例２に係る送信部２１は、送信制御回路２１７と複数の送信回路Ｔｘとを有している。各送信回路ＴＸは、独立した制御系統で動作する２つの送信回路ＴｘＡ及び送信回路ＴｘＢを有している。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方は、チャネルＣｈ毎に設けられている。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとは、デュアルパルサとしての機能を有している。また、送信電源２１３は、独立して駆動する送信電源２１３Ａと送信電源２１３Ｂとを有している。送信回路ＴｘＡは送信電源２１３Ａに接続され、送信回路ＴｘＢは送信電源２１３Ｂに接続されている。送信電源２１３Ａと送信電源２１３Ｂとは、互いに異なる電圧に対応する電力を発生する。送信電源２１３Ａは、送信電源２１３Ａからの電力が複数の送信回路ＴｘＡに分電供給可能に電力供給路ＶＣＡを介して接続されている。同様に、送信電源２１３Ｂは、送信電源２１３Ｂからの電力が複数の送信回路ＴｘＢに分電供給可能に電力供給路ＶＣＢを介して接続されている。ここで、本実施形態では、送信電源２１３Ａは電圧ＴｘＶＡを有する電力を供給し、送信電源２１３Ｂは電圧ＴｘＶＢを有する電力を供給する。なお、電圧ＴｘＶＡや電圧ＴｘＶＢは任意の値に変更可能である。
【００５６】
送信制御回路２１７は、複数の送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢと複数の抵抗モジュールＲｍとを制御する。具体的には、送信制御回路２１７は、複数の送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢに対してチャネル選択制御、波形生成、遅延制御、及びイネーブル制御を実行し、複数の抵抗モジュールＲｍに対して抵抗制御を実行する。
【００５７】
チャネル選択制御において、送信制御回路２１７は、複数のチャネルＣｈのうちの、超音波送信に利用するチャネルＣｈを選択する。波形生成において、送信制御回路２１７は、送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢを駆動するための送信回路駆動信号を繰り返し発生する。遅延制御において、送信制御回路２１７は、チャネルＣｈ毎に、超音波のフォーカス位置を決定するための遅延時間を送信回路駆動信号に与える。遅延時間が与えられた送信回路駆動信号は、チャネル選択制御において選択されたチャネルＣｈに属する送信回路ＴｘＡ及び送信回路ＴｘＢに入力される。
【００５８】
イネーブル制御において、送信制御回路２１７は、イネーブル信号を送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方に供給する。イネーブル信号は、ハイレベル（High）又はローレベル（Low）の種別によって、送信回路ＴｘＡ及び送信回路ＴｘＢのいずれを送信用に駆動させるかを選択制御するための信号である。イネーブル信号の種類は、全チャネルＣｈ又は所定数チャネルＣｈ毎に共通である。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの何れか一方の入力端子には、送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの何れか一方が選択的に駆動するように、反転ゲートＩＶが設けられている。図７においては、送信回路Ａに反転ゲートＩＶが設けられている。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとは、イネーブル信号を入力すると、ハイレベル又はローレベルの種別に応じて排他的に動作し、所定のタイミングで駆動信号を振動子１３に供給する。
【００５９】
ここで、説明を簡単にするため、ローレベルのイネーブル信号は、送信用として送信回路ＴｘＡを選択するための信号であるとし、ハイレベルのイネーブル信号は、送信用として送信回路ＴｘＢを選択するための信号であるとする。この場合、送信制御回路２１７からローレベルのイネーブル信号が送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方に入力されると、送信回路ＴｘＡが選択的に駆動される。そして、送信回路ＴｘＡは、送信制御回路２１７からの送信回路駆動信号の供給を受け、電圧ＴｘＶＡに応じた送信波形を有する振動子駆動信号を出力する。反対に、送信制御回路２１７からハイレベルのイネーブル信号が送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方に入力されると、送信回路ＴｘＢが選択的に駆動される。そして、送信回路ＴｘＢは、送信制御回路２１７からの送信回路駆動信号の供給を受け、電圧ＴｘＶＢに応じた送信波形を有する振動子駆動信号を出力する。振動子駆動信号は、振動子１３に供給される。振動子駆動信号の供給を受けた振動子１３は、振動子駆動信号に応じた強度の超音波を発生する。
【００６０】
デュアルパルサ型の送信回路Ｔｘは、例えば、異なる送信電圧が要求されるＢモード用の超音波送信とカラードプラモード用の超音波送信とを互い違いに実行する場合に利用される。Ｂモードにおいては、高分解能化のために短い送信パルス且つ高い送信電圧で超音波送信が実行され、カラードプラモードにおいて、感度確保のために、長いパルス列の送信パルスで超音波送信が実行される。この場合、例えば、電圧ＴｘＶＡは１００Ｖ程度の高い電圧に設定され、電圧ＴｘＶＢは６０Ｖ程度の低い電圧に設定される。送信制御回路２１７は、Ｂモード送信を実行する送受信レートにおいて、ローレベルのイネーブル信号を送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとに供給し、送信回路ＴｘＡから振動子駆動信号を振動子１３に供給することで、Ｂモード用の超音波送信を実行する。送信制御回路２１７は、ドプラモード送信を実行する送受信レートにおいて、ハイレベルのイネーブル信号を送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとに供給し、送信回路ＴｘＢから振動子駆動信号を振動子１３に供給することで、ドプラモード用の超音波送信を実行する。これにより、Ｂモードとドプラモードとの両方に適した波数や電圧で超音波送信を実行することができる。
【００６１】
抵抗制御において、送信制御回路２１７は、チャネルＣｈの出力抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替えるように抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。実施例２に係る抵抗制御は、実施例１に係る抵抗制御と同様の方法により実行される。すなわち、まず、送信制御回路２１７は、映像モードの種類に応じて抵抗モジュールＲｍの抵抗スイッチの動作パターンを選択する。そして、送信制御回路２１７は、選択された動作パターンに従って抵抗スイッチＷ１の開閉を制御する。例えば、送信制御回路２１７は、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチを開き、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチを閉じる。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを抑制することができる。
【００６２】
図８は、実施例２に係る１チャネルＣｈ分の送信回路Ｔｘと抵抗モジュールＲｍとの具体的な構造の一例を示す図である。
【００６３】
図８に示すように、送信回路Ｔｘは、変圧器型の構造を有している。具体的には、送信回路ＴｘＡは電源２１３Ａを有し、送信回路ＴｘＢは電源２１３Ｂを有している。電源２１３Ａと一次巻き線Ｌ２及び一次巻き線Ｌ３とは、電源２１３Ａからの電力を分電供給するための信号線を介して接続されている。一次巻き線Ｌ２と一次巻き線Ｌ３とは、逆接続されている。一次巻き線Ｌ２側の信号線には開閉器Ｗ１が設けられ、一次巻き線Ｌ３側の信号線には開閉器Ｗ２が設けられている。同様に、電源２１３Ｂと一次巻き線Ｌ４及び一次巻き線Ｌ５とは、電源２１３Ｂからの電力を分電供給するための信号線を介して接続されている。一次巻き線Ｌ４と一次巻き線Ｌ５とは、逆接続されている。一次巻き線Ｌ４側の信号線には開閉器Ｗ３が設けられ、一次巻き線Ｌ５側の信号線には開閉器Ｗ４が設けられている。鉄心ＩＣを挟んで一次巻き線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５の反対側には、二次巻き線Ｌ１が設けられている。二次巻き線Ｌ１には、チャネルＣｈを介して振動子１３に接続されている。また、チャネルＣｈには、抵抗モジュールＲｍが分岐接続されている。
【００６４】
例えば、イネーブル制御において送信回路ＴｘＡが選択された場合、開閉器Ｗ１と開閉器Ｗ２とを交互に開閉すると、電圧＋ＴｘＶＡに応じた誘導起電力が二次巻き線Ｌ１に発生する。そして、この誘導起電力に応じた電流（振動子駆動信号）がチャネルＣｈを介して振動子１３に供給される。同様に、イネーブル制御において送信回路ＴｘＢが選択された場合、開閉器Ｗ３と開閉器Ｗ４とを交互に開閉すると、電圧＋ＴｘＶＢに応じた誘導起電力が二次巻き線Ｌ１に発生する。そして、この誘導起電力に応じた電流（振動子駆動信号）が二次巻き線Ｌ１からチャネルＣｈを介して振動子１３に供給される。
【００６５】
送信制御回路２１７は、図６に示すタイミングと同様のタイミングで、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍにスイッチ信号（ＯＦＦ信号）を、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍにスイッチ信号（ＯＮ信号）を供給することにより、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを閉じ、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを開く。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを抑制することができる。また、送信制御回路２１７は、例えば、コントラストハーモニックモードの場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍだけでなく、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍも閉じてもよい。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとを互い違いに動作することなく、抑制することができる。
【００６６】
なお、電圧ＴｘＶＡと電圧ＴｘＶＢとは、略同一の電圧に設定されてもよい。この場合、例えば、奇数番チャネルＣｈの送信回路ＴｘＡに送信電源２１３Ａを接続し、偶数番チャネルＣｈの送信回路ＴｘＢに送信電源２１３Ｂが接続されると良い。これにより、各送信電源２１３Ａ，２１３Ｂに接続される送信回路の個数を、上述の場合に比して、半分にすることができる。従って、各送信電源２１３Ａ，２１３Ｂの電流容量を低減することができる。
【００６７】
以上で、実施例１及び実施例２の説明を終了する。
【００６８】
なお、上述の説明において、抵抗モジュールは、送信回路と分岐点との間の送信側チャネルに分岐接続されるとした。しかしながら、上述のように、抵抗モジュールは、基板構成等に応じて、分岐点とインターフェース部との間の共有チャネル、プローブコネクタと振動子との間のプローブチャネル、または、受信回路と分岐点との間の受信側チャネルに分岐接続されてもよい。例えば、送信回路の後段に高圧スイッチを設け、複数の振動子を切り替え接続する装置においては、高圧スイッチの２次側（振動子接続側）に抵抗モジュールを接続してもよい。また、ダイオード等で送信回路と受信回路とを分離可能な構成の場合、受信側チャネルに抵抗モジュールを設けても良い。
【００６９】
上記の説明の通り、本実施形態に係る超音波診断装置１は、複数の振動子１３、複数の送信回路Ｔｘ、複数の受信回路Ｒｘ、伝送系統、抵抗部４１、及び送信制御回路２１１，２１７を搭載している。複数の振動子１３は、超音波を送受信する。複数の送信回路Ｔｘは、複数の振動子１３を駆動するための駆動信号を発生する。複数の受信回路Ｒｘは、複数の振動子１３からの電気信号を信号処理する。伝送系統は、複数の振動子１３にそれぞれ対応する複数のチャネルＣｈを有する。チャネルＣｈ各々は、送信回路Ｔｘと振動子１３と受信回路Ｒｘとを接続する。抵抗部４１は、複数のチャネルＣｈにそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールＲｍを有する。抵抗モジュールＲｍ各々は、チャネルＣｈ各々の電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替可能に構成される。送信制御回路２１１，２１７は、複数の伝送路Ｃｈの電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で個別に切替えるために複数の抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。
【００７０】
上記構成により、超音波診断装置１は、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを低減することができる。従って、超音波送信に利用しなりチャネルＣｈを流れる浮遊電流を抑制することができ、浮遊電流に起因する微弱な超音波の送信を抑制することができる。従って、画質を向上させることができる。特に、パルスインバーションを利用したハーモニックコントラストモードの場合、送信音圧１．０のエコー信号から送信音圧０．５の２つのエコー信号を減算すると略ゼロにすることができる。その結果、ハーモニックコントラストモードによる画像の画質にノイズが含まれず、画質が向上する。また、上記構成により、振動子駆動信号に同期して発生する定常的なノイズを抑制することができるので、超音波診断装置１は、アーチファクトの少ない画像を生成でき、診断能を向上することができる。
【００７１】
かくして本実施形態によれば、チャネル間のクロストークを抑制することができる超音波診断装置を提供することが可能となる。
【００７２】
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発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７３】
１…超音波診断装置、１０…超音波プローブ、２０…コンピュータ装置、２１…送信部、２２…受信部、２３…Ｂモード処理部、２４…ドプラ処理部、２５…シネメモリ、２６…画像処理部、２７…表示処理部、２８…表示部、２９…内部記憶部、３０…入力部、３１…システム制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有し、心臓、腹部、泌尿器、および産婦人科などで広く利用されている。
【０００３】
また、近年、造影剤を生体に投与し、そのバブルの非線形応答を検出して映像化を行うコントラストハーモニックイメージング法が造影剤の開発とともに臨床検査において使われるようになってきている。造影剤は、超音波の送信周波数に対して、主に二次高調波成分を大きく発生する。コントラストハーモニックイメージング法は、この様な造影剤の特性を利用して、高調波成分を選択的に映像化するものである。
【０００４】
コントラストハーモニックイメージング法において、高調波成分を検出するための手法が幾つか存在する。その一つとして、複数回の送受信で送信の基本波を除去するパルスインバージョンと呼ばれる手法がある。この手法は、例えば、各走査線につき、超音波送信音圧を相対的に０．５、１．０、０．５のレベルに設定して、３回の超音波送受信を行う。送信音圧が１．０である受信エコーの波形から送信音圧が０．５である二つの受信エコーの波形を差し引くと、基本波成分はゼロになるが、高調波成分はゼロにはならない。これは、送信音圧の違いにより造影剤からの応答が非線形となり、高調波成分として検出されるからである。パルスインバージョンは、この様に検出される高調波成分（主に二次高調波成分）を用いて、各ビーム毎の反射エコーを再構成して映像化する手法である。
【０００５】
ところで、超音波送信音圧の相対的なレベル設定（上記例では、０．５、１．０、０．５のレベル設定）は、例えば送信電源電圧を送受信レート毎に切り替えることで実現できる。しかしながら、この方法では、送信電圧精度を確保するための電圧制御が難しい場合がある。このため、近年では、振動子の送信開口を半分にし、相対的に焦点音圧を０．５とする方法が採用されている。この方法は、例えば送信開口を１０素子としたとき、送信回路を振動子に対して１素子毎に送信する／しないチャネルを割り付け、送信音圧を１．０とする場合には１０素子全てを送信に利用し、送信音圧を０．５とする場合には一つおきの５素子を送信に利用するものである。これにより、同じ開口で０．５と１．０の送信音圧を発生することができる。
【０００６】
図９は、従来の送信回路の構成の一例を示した図である。図９に示すように、送信回路は、通常、ＦＥＴなどのスイッチングデバイスを電源から出力に対して接続し、これをＯＮ／ＯＦＦすることで電源電圧に相当する送信波形を振動子に供給する。また、送信回路は、正負の電源を備え、正負それぞれの電源に対して同じようにスイッチングデバイスを接続し、交互にＯＮすることで正負の波形を出力することができる。また、図１０に示すように、トランス結合で１次側の巻き線を逆接続してそれぞれの巻き線側にスイッチングデバイスを接続し、スイッチングデバイスを交互にＯＮすれば、片側電源で正負の波形を送信することができる。なお、図１０では、デュアルパルサとしての送信回路を例示した。図１０に示す送信回路は、通常、Ｂモードとカラーモードの際、交互に切り替えて使用される。
【０００７】
しかしながら、従来の超音波診断装置においては、例えば次のような問題がある。例えば、図９に示した従来の送信回路は、スイッチングデバイスをＯＮする期間は出力が電源とショート状態となる。出力端側から見た出力インピーダンスは低く、ほぼスイッチングデバイスのＯＮ抵抗で決まる値になる。一方、スイッチングデバイスがＯＦＦの状態の時には、出力端側から見た出力インピーダンスは非常に高い値になっている。このため、図９に示す従来の送信回路を使って、送信開口を交互に送信する／しないと選択して０．５の送信音圧を発生する場合、送信回路から振動子までの伝送路上の浮遊電流に起因して、送信するチャネルからのクロストークが発生する。このクロストークにより、本来は送信しないにもかかわらず、送信しないチャネルから微弱送信がされることがある。この微弱送信により、送信音圧を０．５にすることができず、従って送信音圧が１．０の受信エコー波形と引き算をしてもゼロとすることができない。その結果、微弱送信に起因する信号が造影剤バブルからの二次高調波成分以外のエコーとして検出され、ノイズやバブル以外の組織の消え残りとして画像に描出されてしまうという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
目的は、チャネル間のクロストークを抑制することができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波を送受信する複数の振動子と、前記複数の振動子を駆動するための駆動信号を発生する複数の送信回路と、前記複数の振動子からの電気信号を信号処理するための複数の受信回路と、前記複数の振動子にそれぞれ対応する複数の伝送路を有する伝送系統であって、前記伝送路各々は、前記送信回路と前記振動子と前記受信回路とを接続する伝送系統と、前記複数の伝送路にそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールを有する抵抗部であって、前記抵抗モジュール各々は、前記伝送路各々の電気抵抗値を第１抵抗値と前記第１抵抗値よりも低い第２抵抗値との間で切替可能に構成される抵抗部と、前記複数の伝送路の電気抵抗値を前記第１抵抗値と前記第２抵抗値との間で個別に切替えるために前記複数の抵抗モジュールを個別に制御する制御回路と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図。
【図２】図１の送信部と超音波プローブ（振動子）と受信部との間の接続関係を模式的に示す図。
【図３】本実施形態の実施例１に係る送信部と抵抗部との詳細な構成を示す図。
【図４】実施例１に係る１チャネル分の送信回路と抵抗モジュールとの具体的な構造の一例を示す図。
【図５】図４に示される送信回路の出力信号のタイミングチャートを示す図。
【図６】図３の送信制御回路から出力される、一回の送受信レートにおけるスイッチ信号のタイミングチャートを示す図。
【図７】本実施形態の実施例２に係る送信部と抵抗部との詳細な構成を示す図。
【図８】実施例２に係る１チャネル分の送信回路と抵抗モジュールとの具体的な構造の一例を示す図。
【図９】従来技術を説明するための図。
【図１０】従来技術を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる超音波診断装置を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成を示す図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、超音波プローブ１０とコンピュータ装置２０とを有している。コンピュータ装置２０は、送信部２１、受信部２２、Ｂモード処理部２３、ドプラ処理部２４、シネメモリ２５、画像処理部２６、表示処理部２７、内部記憶部２８、入力部２９、表示部３０、及びシステム制御部３１を備えている。
【００１３】
超音波プローブ１０は、プローブヘッドを有している。プローブヘッドの先端側には、振動子アレイが内蔵されている。振動子アレイは、一次元状または２次元状に配列された複数の振動子を有している。プローブヘッドの基部には、プローブケーブルが取り付けられている。プローブケーブルの先端には、プローブコネクタが取り付けられている。プローブコネクタは、コンピュータ装置２０に装着される。プローブコネクタがコンピュータ装置２０に装着されている状態において、超音波プローブ１０とコンピュータ装置２０との間で種々の電気信号の送受信が行われる。
【００１４】
振動子は、超音波の送受信を行う。具体的には、振動子は、送信部２１からプローブケーブルを介して振動子駆動信号の印加を受ける。振動子駆動信号の印加を受けて振動子は、超音波を送信し、被検体により反射された超音波を受信し、受信された超音波に応じたエコー信号を発生する。発生されたエコー信号は、プローブケーブルを介して受信部２２に供給される。エコー信号の振幅は、反射された不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、移動している血流や心臓壁等の移動体の表面で超音波が反射された場合、エコー信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向の速度成分に依存した周波数偏移を受ける。
【００１５】
送信部２１は、システム制御部３１による制御に従って、超音波プローブ１０に内蔵されている複数の振動子に振動子駆動信号を供給する。この送信部２１の構成については、後で詳しく説明する。
【００１６】
受信部２２は、図示していないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、遅延回路、及び加算器等を有している。アンプ回路は、超音波プローブ１０を介して取り込まれたエコー信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたアナログのエコー信号をデジタルエコー信号に変換する。遅延回路は、デジタル変換されたエコー信号に対し受信指向性を決定し、受信ダイナミックフォーカスを行うのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。また、受信部２２は、パルスインバージョンにおける信号加算処理や信号減算処理を実行する。
【００１７】
Ｂモード処理部２３は、受信部２２からのエコー信号に対数増幅や包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるＢモードデータを生成する。
【００１８】
ドプラ処理部２４は、受信部２２からのエコー信号に自己相関演算を施し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度や分散、パワー等の血流情報の強度をカラーで表現するドプラデータを発生する。
【００１９】
シネメモリ２５は、Ｂモード処理部２３からのＢモードデータやドプラ処理部２４からのドプラデータをフレーム毎に一時記憶する。
【００２０】
画像処理部２６は、Ｂモード処理部２３あるいはドプラ処理部２４から受け取ったデータを用いて、超音波走査線上のデータであるＲＡＷデータを生成する。また、画像処理部２６は、ＲＡＷデータにＲＡＷ−ピクセル変換を施すことにより、ピクセルから構成される画像データを生成する。あるいは、画像処理部２６は、ＲＡＷデータにＲＡＷ−ボクセル変換を施すことにより、ボクセルから構成されるボリュームデータを生成する。さらに、画像処理部２６は、ボリュームデータに対して、ボリュームレンダリング、多断面変換表示（ＭＰＲ：multi planar reconstruction）、最大値投影表示（ＭＩＰ：maximum intensity projection）等の所定の画像処理を行う。なお、ノイズ低減や画像の繋がりを良くすることを目的として、画像処理部２６の後に二次元的なフィルタを挿入し、空間的なスムージングを行うようにしてもよい。
【００２１】
表示処理部２７は、画像処理部２６において生成・処理された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、ＲＧＢ変換等の各種を実行する。
【００２２】
表示部２８は、表示処理部２７からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や血流情報を画像として表示する。
【００２３】
内部記憶部２９は、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件、画像処理プログラム、その他のデータ群が保管されている。
【００２４】
入力部３０は、ユーザからの各種指令や情報入力をシステム制御部３１に入力する。具体的には、入力部３０は、超音波走査の開始指示や終了指示を入力する。入力デバイスとしては、キーボード、マウス、各種ボタン、タッチパネル等が適宜利用可能である。
【００２５】
システム制御部３１は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち超音波診断装置１の動作を制御する。特に、システム制御部３１は、後述する送信動作に関する制御を実行する。
【００２６】
以下、本実施形態に係る超音波診断装置１の詳細について説明する。超音波診断装置１は、超音波送信に利用する伝送路から超音波送信に利用しない伝送路へのクロストークを抑制するために、伝送路の抵抗値（インピーダンス値）を切替え可能な仕組みを有している。
【００２７】
まず、図２を参照しながら、送信部２１と振動子１３と受信部２２との間の接続関係を模式的に示す図である。図２に示すように、コンピュータ装置２０には、送信部２１、抵抗部４１、分岐部４３、インターフェース部４５、及び受信部２２が設けられている。また、超音波プローブ１０には、振動子アレイ１１が設けられている。振動子アレイ１１は、複数の振動子１３を有している。さらに、超音波プローブ１０には、プローブケーブル１５とプローブコネクタ１７とが設けられている。
【００２８】
送信部２１は、複数の送信回路Ｔｘを搭載しており、受信部２２は、複数の受信回路Ｒｘを搭載している。送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘと振動子１３との個数は同数（例えば、ｎ個）である。すなわち、複数の振動子１３の各々について送信回路Ｔｘと受信回路Ｒｘとが設けられている。送信回路Ｔｘ、振動子１３、及び受信回路Ｒｘは、インターフェース部４５にプローブコネクタ１５が装着された状態において、伝送路（以下、チャネルと呼ぶことにする。）Ｃｈを介して個別に電気的に接続されている。分岐部４３は、送信部２１とインターフェース部４５との間に設けられている。分岐部４３は、送信回路Ｔｘと同数の複数の分岐点４３１を有している。分岐点３４１は、送信回路Ｔｘとインターフェース部４５との間の伝送路Ｃｈと、受信回路Ｒｘとインターフェース部４５との間の伝送路Ｃｈとの交差点である。
【００２９】
ここで、送信回路Ｒｘと分岐点４３１との間のチャネルＣｈを送信側チャネルＴＣｈと呼び、受信回路Ｒｘと分岐点４３１との間のチャネルＣｈを受信側チャネルＲＣｈと呼び、分岐点４３１とインターフェース部４５との間のチャネルＣｈを共有チャネルＪＣｈと呼び、プローブコネクタ１７と振動子１３との間のチャネルＣｈをプローブチャネルＰＣｈと呼ぶことにする。なお、複数の共有チャネルＪＣｈと複数のプローブチャネルＰＣｈとは、インターフェース部４５にプローブコネクタ１５が装着された状態において、個別に接続される。すなわち、インターフェース部４５にプローブコネクタ１５が装着された状態において、送信側チャネルＴＣｈ、受信側チャネルＲＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈは、一本のチャネルＣｈを構成する。
【００３０】
送信回路Ｔｘは、振動子１３を駆動するための駆動信号（振動子駆動信号）を発生する。発生された振動子駆動信号は、送信側チャネルＴＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈを経由して振動子１３に印加される。振動子駆動信号の印加を受けた振動子１３は、超音波を発生する。被検体により反射された超音波は、振動子１３によりエコー信号に変換される。エコー信号は、プローブチャネルＰＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及び受信側チャネルＲＣｈを経由して受信回路Ｒｘに供給される。なお本実施形態において、振動子１３への振動子駆動信号の供給から受信回路Ｒｘによるエコー信号の受信までの動作単位を、送受信レートと呼ぶことにする。
【００３１】
詳細は後述するが、送信回路Ｔｘは、送信制御回路の制御に従って、個別に振動子駆動信号を発生可能である。例えば、ある送受信レートにおいて、奇数番チャネルの送信回路Ｔｘは振動子駆動信号を発生し、偶数番チャネルの送信回路Ｔｘは振動子駆動信号を発生しない。送信回路Ｔｘは、送受信レート毎に交互に振動子駆動信号の発生の実行と停止とを繰り返すことができる。これにより、超音波送信に利用するチャネルから超音波送信に利用しないチャネルへのクロストークが発生してしまう。クロストークの発生により超音波送信に利用しないチャネルから微弱な超音波が発生され、超音波の強度分布に悪影響を与える。また、クロストークに起因する浮遊電流が受信回路に流入することもある。この場合、受信回路内のアンプ回路により浮遊電流が増幅されてしまう。受信回路のアンプ回路の増幅度は、比較的高いので、浮遊電流により画質が激しく劣化してしまう。なお、超音波送信に利用するチャネルとは、振動子駆動信号を発生する送信回路Ｒｘが属するチャネルである。反対に、超音波送信に利用しないチャネルとは、振動子駆動信号を発生しない送信回路Ｒｘが属するチャネルである。すなわち、振動子駆動信号を発生しない送信回路Ｒｘが属するチャネルであるが、浮遊電流の影響により超音波送信に寄与したチャネルは、超音波送信に利用するチャネルには属さず、超音波送信に利用しないチャネルに属するものとする。なお、単一のチャネルにおいて、超音波送信に利用するか、あるいは、超音波送信に利用しないかは、送受信レート毎に切替え可能である。
【００３２】
本実施形態に係る超音波診断装置１においては、送信側チャネルＴＣｈ、受信側チャネルＲＣｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈの何れかに抵抗部４１が設けられている。図２においては、例示のため、抵抗部４１は、送信部２１と分岐部４３との間に設けられている。抵抗部４１は、複数のチャネルＣｈにそれぞれ分岐接続されている複数の抵抗モジュールＲｍを有している。抵抗モジュールＲｍは、チャネルＣｈの出力抵抗値（インピーダンス値）を第１抵抗値と第２抵抗値との間で切替可能な回路部品である。なお、第２抵抗値は、第１抵抗値よりも高いものとする。以下、わかりやすさのため、第１抵抗値を抵抗値ＬＯＷと呼び、第２抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと呼ぶことにする。抵抗モジュールＲｍは、後述の送信制御回路による制御に従って、伝送路の電気抵抗値を抵抗値ＬＯＷから抵抗値ＨＩＧＨ、あるいは、抵抗値ＨＩＧＨから抵抗値ＬＯＷに切替える。抵抗モジュールＲｍは、個別に電気抵抗値を切替えることができる。
【００３３】
このように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、抵抗部４１を搭載することにより、超音波送信に利用するチャネルから超音波送信に利用しないチャネルへのクロストークの抑制を実現している。
【００３４】
以下、送信部２１と抵抗部４１との詳細を実施例１と実施例２とに分けて説明する。なお、以下の説明を具体的に行うため、抵抗部４１は、送信部２１と分岐部４３との間の送信側チャネルＴＣｈに設けられているとする。なお、以下、説明の簡単のため送信側チャネルＴＣｈ、受信側チャネルＲｃｈ、共有チャネルＪＣｈ、及びプローブチャネルＰＣｈを区別せずにチャネルＣｈと呼ぶことにする。
【００３５】
［実施例１］
図３は、実施例１に係る送信部２１と抵抗部４１との詳細な構成を示す図である。なお、図３では、第０チャネルＣｈ０〜第２チャネルＣｈ２、第ｎチャネルＣｈｎ分の構成のみが例示されている。もちろん、なお、他のチャネルＣｈについても第０〜第２チャネル及び第ｎチャネルと同様の構成を有している。なお、ｎは、振動子１３の数に対応する。例えば、ｎは、６４や１２８、２５６である。しかしながら、ｎは、それ以外の任意の値であっても良い。図４は、１チャネルＣｈ分の送信回路Ｔｘと抵抗モジュールＲｍとの具体的な構造の一例を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、送信部２１は、送信制御回路２１１と複数の送信回路Ｔｘとを有している。送信制御回路２１１と複数の送信回路Ｔｘとは、複数のチャネルＣｈを介して個別に接続されている。送信回路Ｔｘの出力側のチャネルＣｈには、抵抗モジュールＲｍが分岐接続されている。送信制御回路２１１と複数の抵抗モジュールＲｍとは、後述するスイッチ信号のための複数の信号線ＲＣを介して個別に接続されている。
【００３７】
また、送信部２１には、送信電源２１３が設けられている。送信電源ＴｘＶは、複数の送信回路Ｔｘのための電力を発生する。送信電源２１３と複数の送信回路Ｔｘとは、送信電源２１３からの電圧ＴｘＶを有する電力が複数の送信回路Ｔｘに分電供給可能に電力供給路ＶＣを介して接続されている。なお、電圧ＴｘＶは任意の値に変更可能である。
【００３８】
送信制御回路２１１は、複数の送信回路Ｔｘと複数の抵抗モジュールＲｍとを制御する。具体的には、送信制御回路２１１は、複数の送信回路Ｔｘに対してチャネル選択制御、波形生成、及び遅延制御を実行し、複数の抵抗モジュールＲｍに対して抵抗制御を実行する。
【００３９】
チャネル選択制御において、送信制御回路２１１は、複数のチャネルＣｈのうちの、超音波送信に利用するチャネルＣｈを選択する。チャネルの選択は、振動子１３の駆動パターンに応じて送受信レート毎に行われる。具体的には、複数のチャネルＣｈの中から送信開口に属するチャネルＣｈが選択される。送信開口は、１回の超音波送信において同時に駆動する複数の振動子１３の集合である。例えば、所定回数の送受信レートおきに送信開口が１振動子ずつずれるように、送受信レート毎に送信開口に属する振動子１３が選択される。また、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用するチャネルとして、奇数番のチャネルと偶数番のチャネルとを送受信レート毎に交互に選択してもよい。また、送信開口に属する振動子に限定して、奇数番のチャネルと偶数番のチャネルとを送受信レート毎に交互に選択してもよい。これにより、例えば、送信開口が６チャネルで１つの送信回路の送信音圧が１．０の場合、１回の超音波送信において３チャネルの送信回路が送信に利用され、６チャネル分の送信回路の平均送信音圧を０．５とすることができる。
【００４０】
波形生成において、送信制御回路２１１は、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信回路Ｔｘを駆動するための駆動信号（送信回路駆動信号）を繰り返し発生する。遅延制御において、送信制御回路２１１は、チャネルＣｈ毎に、超音波のフォーカス位置を決定するための遅延時間を送信回路駆動信号に与える。遅延時間が与えられた送信回路駆動信号は、チャネル選択制御において選択された送信回路Ｔｘ、すなわち、超音波送信に利用される送信回路Ｔｘに入力される。送信回路駆動信号の供給を受けて送信回路Ｔｘは、送信回路駆動信号に応じた振動子駆動信号を発生する。
【００４１】
図４に示すように、送信回路Ｔｘは、所定の送信波形を有する振動子駆動信号の生成のため、２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ：field effect transistor）型のスイッチ２１５と２つの送信電源２１３とを有している。例えば、送信回路Ｔｘは、Ｐチャネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｐとＮチャネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｎとを有している。ＦＥＴスイッチ２１５ｐには、電圧＋ＴｘＶを発生する電源２１３ｐが接続され、ＦＥＴスイッチ２１５ｎには、電圧−ＴｘＶを発生する電源２１３ｎが接続されている。送信制御回路２１１からＦＥＴスイッチ２１５ｐのゲートに電圧（送信回路駆動信号）が印加されることにより、電圧＋ＴｘＶに対応する電流がドレインからソースへ流れ、チャネルＣｈへ流れる。送信制御回路２１１からＦＥＴスイッチ２１５ｎのゲートに電圧（送信回路駆動信号）が印加されることにより、電圧−ＴｘＶに対応する電流がソースからドレインへ流れ、チャネルＣｈへ流れる。送信制御回路２１１は、送信回路Ｔｘが既定の送信波形を有する振動子駆動信号を発生するように、既定のタイミングでＦＥＴスイッチ２１５ｐのゲートとＦＥＴスイッチ２１５ｎのゲートとに順番に電圧（送信回路駆動信号）を印加する。
【００４２】
図５は、送信回路Ｔｘの出力信号のタイミングチャートを示す図である。図５の（ａ）は、Ｐチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｐへの電圧、図５の（ｂ）は、Ｎチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｎへの電圧，図５の（ｃ）は、送信回路Ｔｘからの出力信号（振動子駆動信号）を示す。図５の（ａ）と図５の（ｂ）とに示すように、ＦＥＴスイッチ２１５ｐとＦＥＴスイッチ２１５ｎとには、互いにタイミングをずらして電圧が印加される。ＦＥＴスイッチ２１５ｐからは、電圧印加に応答して、電圧＋ＴｘＶに対応する電流が流れ、ＦＥＴスイッチ２１５ｎからは、電圧印加に応答して、電圧−ＴｘＶに対応する電流が流れる。電圧＋ＴｘＶに対応する電流と電圧−ＴｘＶに対応する電流とは、図４に示されるＦＥＴスイッチ２１５ｐとＦＥＴスイッチ２１５ｎとの接続点Ｐ１において加算され、振動子駆動信号が生成される。結果的に、振動子駆動信号の波形は、図５の（ｃ）に示すような方形波を有している。
【００４３】
このように、ＦＥＴスイッチ２１５のゲートに電圧が印加されている期間、すなわち、ＦＥＴスイッチ２１５がＯＮの期間、チャネルＣｈの出力は、電源２１３とショート状態になっている。この場合、送信回路Ｔｘの出力端側からみた出力インピーダンスは、比較的低く、ＦＥＴスイッチ２１５のＯＮ抵抗で決まる値に略等しい。一方、ＦＥＴスイッチ２１５のゲートに電圧が印加されていない期間、すなわち、ＦＥＴスイッチ２１５がＯＦＦの期間、チャネルＣｈの出力は、電源２１３とショート状態になっていない。この場合、送信回路Ｔｘの出力端側からみた出力インピーダンスは、非常に高い。
【００４４】
抵抗制御において、送信制御回路Ｔｘは、複数のチャネルＣｈの出力抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替えるように抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。
【００４５】
図４に示すように、抵抗モジュールＲｍは、チャネルＣｈに分岐接続されている。抵抗モジュールＲｍは、信号線ＳＬ１、抵抗器Ｒ１、及び開閉器（以下、抵抗スイッチと呼ぶことにする。）Ｗ１を有している。信号線ＳＬ１の一端部Ｅ１は、チャネルＣｈに分岐接続されている。信号線ＳＬ１の他の一端部Ｅ２は、ＧＮＤ電位またはＤＣ（direct current）電位に接続されている。ＧＮＤ電位の場合、一端部Ｅ２は、アース端子に接続される。ＤＣ電位の場合、一端部Ｅ２は、ＤＣ電源に接続される。一端部Ｅ２がＧＮＤ電位に接続されるか、ＤＣ電位に接続されるかは、電圧＋ＴｘＶと電圧−ＴｘＶとの値に応じて決められる。例えば、電圧＋ＴｘＶと電圧−ＴｘＶとの中間値が０の場合、一端部Ｅ２は、ＧＮＤ電位に接続される。電圧＋ＴｘＶと電圧−ＴｘＶとの中間値が０でない場合、一端部Ｅ２は、ＤＣ電位に接続される。信号線ＳＬ１の一端部Ｅ１と一端部Ｅ２との間には、抵抗器Ｒ１が直列で接続されている。抵抗器Ｒ１は、比較的小さな電気抵抗値を有している。抵抗器Ｒ１の電気抵抗値としては、例えば、５０Ωが挙げられる。なお、抵抗器Ｒ１は、ダンピング抵抗であっても、シャント回路の抵抗であっても良い。抵抗器Ｒ１と一端部Ｅ２との間には、抵抗スイッチＷ１が直列で接続されている。抵抗スイッチＷ１は、抵抗器Ｒ１とチャネルＣｈとの間の接続を開閉可能な電気素子である。抵抗スイッチＷ１は、送信制御回路２１１からのスイッチ信号に従って、抵抗器Ｒ１とチャネルＣｈとの間の接続を開いたり、閉じたりする。
【００４６】
次に、送信部２１と抵抗部４１との動作例について説明する。ここで以下の説明を具体的に行うため、送信制御回路２１１は、偶数番チャネルＣｈの送信回路Ｔｘと奇数番チャネルＣｈの送信回路Ｔｘとに対して送受信レート毎に交互に送信回路駆動信号を供給する。偶数番チャネルを超音波送信に利用するチャネル、奇数番チャネルを超音波送信に利用しないチャネルであるとする。
【００４７】
図６は、送信制御回路２１１から出力される、一回の送受信レートにおけるスイッチ信号のタイミングチャートを示す図である。図６の（ａ）は、Ｐチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｐへの電圧、図５の（ｂ）は、Ｎチャンネル型のＦＥＴスイッチ２１５ｎへの電圧，図５の（ｃ）は、送信回路Ｔｘからの出力信号（振動子駆動信号）を示す。さらに、図６の（ｄ）は、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗モジュールＲｍへのスイッチ信号を示し、図６の（ｅ）は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗モジュールＲｍへのスイッチ信号を示す。図６の（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）に示すように、送信制御回路２１１は、送信回路Ｔｘが既定の波形を有する振動子駆動信号を発生するように、既定のタイミングでＦＥＴスイッチ２１５ｐのゲートとＦＥＴスイッチ２１５ｎのゲートとに順番に電圧（送信回路駆動信号）を印加する。また、送信制御回路２１１は、図６の（ｄ）に示すように、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍに、抵抗スイッチＲｍを開くためのスイッチ信号（ＯＦＦ信号）を供給する。抵抗スイッチＲｍが開く場合、チャネルＣｈの電気抵抗値は、ＦＥＴスイッチ２１５と電源２１３とがショート状態となり、且つチャネルＣｈと一端部Ｅ２との接続が遮断されているので、非常に小さくなる。
【００４８】
一方、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの送信回路Ｔｘには送信回路駆動信号を印加しない。また、送信制御回路２１１は、図６の（ｅ）に示すように、超音波送信に利用するチャネルの抵抗スイッチＲｍに、抵抗スイッチＲｍを閉じるためのスイッチ信号（ＯＮ信号）を供給する。抵抗スイッチＲｍが閉じる場合、チャネルＣｈの電気抵抗値は、チャネルＣｈと一端部Ｅ２とが導通されるので、抵抗器Ｒ１の電気抵抗値と略同一となり、抵抗スイッチＲｍを開いている場合の電気的抵抗値に比して非常に小さい値となる。従って、抵抗スイッチＲｍを開いている場合に比して、超音波送信に利用するチャネルＣｈの電気抵抗値と超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電気抵抗値との差、すなわち、超音波送信に利用するチャネルＣｈの電圧と超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電圧との差を小さくすることができる。結果的に、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを抑制することができる。
【００４９】
なお、上述の説明においては、本実施形態に係る抵抗スイッチＲｍの動作パターンとして、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍのみを閉じるとした。しかしながら、本実施形態に係る抵抗スイッチＲｍの動作パターンは、これに限定されない。送信制御回路２１１は、映像モードの種類に応じて、抵抗スイッチＲｍの動作パターンを切替えることができる。具体的には、送信制御回路２１１は、映像モードの種類と抵抗スイッチＲｍの動作パターンの種類とを対応づけて記憶している。送信制御回路２１１は、映像モードが決定された場合、決定された映像モードに対応づけられた動作パターンで複数の抵抗モジュールＲｍを動作する。このように送信制御回路２１１は、映像モードの種類に応じて、複数のチャネルＣｈの電気抵抗値を抵抗値ＬＯＷと抵抗値ＨＩＧＨとで切替えることができる。以下に、映像モードの種類に応じた抵抗スイッチＲｍの動作パターンについて説明する。
【００５０】
映像モードとして、エコー信号に含まれる基本波成分と高調波成分との両方を利用する通常のモードの他に、高調波成分のみを利用するハーモニックイメージングモードが知られている。ハーモニックモードには、生体組織に由来するエコー信号の高調波成分を利用する組織ハーモニックイメージングモードや、超音波造影剤の微小気泡に由来するエコー信号の高調波成分を利用するコントラストハーモニックイメージングモードが知られている。
【００５１】
映像モードがコントラストハーモニックモードの場合、電源２１５の電圧は数ボルト程度に設定される。この場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとの両方が閉じている場合であっても、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電圧と超音波送信に利用するチャネルＣｈの電圧とは、電源２１５の電圧が数百ボルトの場合（例えば、通常のＢモード）に比して、比較的近い値を有している。従って、コントラストハーモニックモードの場合、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍだけでなく、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍも閉じてもよい。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとを互い違いに動作することなく、抑制することができる。この場合、全てのチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍに対して同一種類のスイッチ信号を供給すれば良いので、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとに異なる種類のスイッチ信号を供給する場合に比して、回路構成が簡単となる。なお、この場合、超音波送信に利用するチャネルＣｈの電力損失は、抵抗スイッチＲｍを開く場合に比して大きくなる。しかしながら、上述のように、コントラストハーモニックモードにおける電源２１５の電圧は、比較的に低いので、電力に対する影響は低い。なお、コントラストハーモニックモードであっても、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを閉じ、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを開いても良い。
【００５２】
映像モードが基本波成分と高調波成分との両方を利用する通常のモードの場合、上述のように、電源２１５の電圧は数十〜数百ボルト程度に設定される。この場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとの両方が閉じている場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの電圧と超音波送信に利用するチャネルＣｈの電圧とは、大きく乖離している。従って、通常のモードの場合、送信制御回路２１１は、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを閉じ、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍも開く。これにより、上述のように、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとを互い違いに動作することで、抑制することができる。
【００５３】
［実施例２］
上述のように、実施例１に係る送信部２１は、一つの振動子１３に一つの送信回路Ｔｘを有しているとした。実施例２に係る送信部２１は、一つの振動子１３に二つの送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢを有している。以下、実施例２に係る超音波診断装置について説明する。なお以下の説明において、実施例１と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００５４】
図７は、実施例２に係る送信部２１と抵抗部４１との詳細な構成を示す図である。なお、図７では、第０チャネルＣｈ０〜第２チャネルＣｈ２、第ｎチャネルＣｈｎ分の構成のみが例示されている。もちろん、なお、他のチャネルＣｈについても第０〜第２チャネル及び第ｎチャネルと同様の構成を有している。
【００５５】
図７に示すように、実施例２に係る送信部２１は、送信制御回路２１７と複数の送信回路Ｔｘとを有している。各送信回路ＴＸは、独立した制御系統で動作する２つの送信回路ＴｘＡ及び送信回路ＴｘＢを有している。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方は、チャネルＣｈ毎に設けられている。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとは、デュアルパルサとしての機能を有している。また、送信電源２１３は、独立して駆動する送信電源２１３Ａと送信電源２１３Ｂとを有している。送信回路ＴｘＡは送信電源２１３Ａに接続され、送信回路ＴｘＢは送信電源２１３Ｂに接続されている。送信電源２１３Ａと送信電源２１３Ｂとは、互いに異なる電圧に対応する電力を発生する。送信電源２１３Ａは、送信電源２１３Ａからの電力が複数の送信回路ＴｘＡに分電供給可能に電力供給路ＶＣＡを介して接続されている。同様に、送信電源２１３Ｂは、送信電源２１３Ｂからの電力が複数の送信回路ＴｘＢに分電供給可能に電力供給路ＶＣＢを介して接続されている。ここで、本実施形態では、送信電源２１３Ａは電圧ＴｘＶＡを有する電力を供給し、送信電源２１３Ｂは電圧ＴｘＶＢを有する電力を供給する。なお、電圧ＴｘＶＡや電圧ＴｘＶＢは任意の値に変更可能である。
【００５６】
送信制御回路２１７は、複数の送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢと複数の抵抗モジュールＲｍとを制御する。具体的には、送信制御回路２１７は、複数の送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢに対してチャネル選択制御、波形生成、遅延制御、及びイネーブル制御を実行し、複数の抵抗モジュールＲｍに対して抵抗制御を実行する。
【００５７】
チャネル選択制御において、送信制御回路２１７は、複数のチャネルＣｈのうちの、超音波送信に利用するチャネルＣｈを選択する。波形生成において、送信制御回路２１７は、送信回路ＴｘＡ及びＴｘＢを駆動するための送信回路駆動信号を繰り返し発生する。遅延制御において、送信制御回路２１７は、チャネルＣｈ毎に、超音波のフォーカス位置を決定するための遅延時間を送信回路駆動信号に与える。遅延時間が与えられた送信回路駆動信号は、チャネル選択制御において選択されたチャネルＣｈに属する送信回路ＴｘＡ及び送信回路ＴｘＢに入力される。
【００５８】
イネーブル制御において、送信制御回路２１７は、イネーブル信号を送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方に供給する。イネーブル信号は、ハイレベル（High）又はローレベル（Low）の種別によって、送信回路ＴｘＡ及び送信回路ＴｘＢのいずれを送信用に駆動させるかを選択制御するための信号である。イネーブル信号の種類は、全チャネルＣｈ又は所定数チャネルＣｈ毎に共通である。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの何れか一方の入力端子には、送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの何れか一方が選択的に駆動するように、反転ゲートＩＶが設けられている。図７においては、送信回路Ａに反転ゲートＩＶが設けられている。送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとは、イネーブル信号を入力すると、ハイレベル又はローレベルの種別に応じて排他的に動作し、所定のタイミングで駆動信号を振動子１３に供給する。
【００５９】
ここで、説明を簡単にするため、ローレベルのイネーブル信号は、送信用として送信回路ＴｘＡを選択するための信号であるとし、ハイレベルのイネーブル信号は、送信用として送信回路ＴｘＢを選択するための信号であるとする。この場合、送信制御回路２１７からローレベルのイネーブル信号が送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方に入力されると、送信回路ＴｘＡが選択的に駆動される。そして、送信回路ＴｘＡは、送信制御回路２１７からの送信回路駆動信号の供給を受け、電圧ＴｘＶＡに応じた送信波形を有する振動子駆動信号を出力する。反対に、送信制御回路２１７からハイレベルのイネーブル信号が送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとの両方に入力されると、送信回路ＴｘＢが選択的に駆動される。そして、送信回路ＴｘＢは、送信制御回路２１７からの送信回路駆動信号の供給を受け、電圧ＴｘＶＢに応じた送信波形を有する振動子駆動信号を出力する。振動子駆動信号は、振動子１３に供給される。振動子駆動信号の供給を受けた振動子１３は、振動子駆動信号に応じた強度の超音波を発生する。
【００６０】
デュアルパルサ型の送信回路Ｔｘは、例えば、異なる送信電圧が要求されるＢモード用の超音波送信とカラードプラモード用の超音波送信とを互い違いに実行する場合に利用される。Ｂモードにおいては、高分解能化のために短い送信パルス且つ高い送信電圧で超音波送信が実行され、カラードプラモードにおいて、感度確保のために、長いパルス列の送信パルスで超音波送信が実行される。この場合、例えば、電圧ＴｘＶＡは１００Ｖ程度の高い電圧に設定され、電圧ＴｘＶＢは６０Ｖ程度の低い電圧に設定される。送信制御回路２１７は、Ｂモード送信を実行する送受信レートにおいて、ローレベルのイネーブル信号を送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとに供給し、送信回路ＴｘＡから振動子駆動信号を振動子１３に供給することで、Ｂモード用の超音波送信を実行する。送信制御回路２１７は、ドプラモード送信を実行する送受信レートにおいて、ハイレベルのイネーブル信号を送信回路ＴｘＡと送信回路ＴｘＢとに供給し、送信回路ＴｘＢから振動子駆動信号を振動子１３に供給することで、ドプラモード用の超音波送信を実行する。これにより、Ｂモードとドプラモードとの両方に適した波数や電圧で超音波送信を実行することができる。
【００６１】
抵抗制御において、送信制御回路２１７は、チャネルＣｈの出力抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替えるように抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。実施例２に係る抵抗制御は、実施例１に係る抵抗制御と同様の方法により実行される。すなわち、まず、送信制御回路２１７は、映像モードの種類に応じて抵抗モジュールＲｍの抵抗スイッチの動作パターンを選択する。そして、送信制御回路２１７は、選択された動作パターンに従って抵抗スイッチＷ１の開閉を制御する。例えば、送信制御回路２１７は、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチを開き、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチを閉じる。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを抑制することができる。
【００６２】
図８は、実施例２に係る１チャネルＣｈ分の送信回路Ｔｘと抵抗モジュールＲｍとの具体的な構造の一例を示す図である。
【００６３】
図８に示すように、送信回路Ｔｘは、変圧器型の構造を有している。具体的には、送信回路ＴｘＡは電源２１３Ａを有し、送信回路ＴｘＢは電源２１３Ｂを有している。電源２１３Ａと一次巻き線Ｌ２及び一次巻き線Ｌ３とは、電源２１３Ａからの電力を分電供給するための信号線を介して接続されている。一次巻き線Ｌ２と一次巻き線Ｌ３とは、逆接続されている。一次巻き線Ｌ２側の信号線には開閉器Ｗ１が設けられ、一次巻き線Ｌ３側の信号線には開閉器Ｗ２が設けられている。同様に、電源２１３Ｂと一次巻き線Ｌ４及び一次巻き線Ｌ５とは、電源２１３Ｂからの電力を分電供給するための信号線を介して接続されている。一次巻き線Ｌ４と一次巻き線Ｌ５とは、逆接続されている。一次巻き線Ｌ４側の信号線には開閉器Ｗ３が設けられ、一次巻き線Ｌ５側の信号線には開閉器Ｗ４が設けられている。鉄心ＩＣを挟んで一次巻き線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、及びＬ５の反対側には、二次巻き線Ｌ１が設けられている。二次巻き線Ｌ１には、チャネルＣｈを介して振動子１３に接続されている。また、チャネルＣｈには、抵抗モジュールＲｍが分岐接続されている。
【００６４】
例えば、イネーブル制御において送信回路ＴｘＡが選択された場合、開閉器Ｗ１と開閉器Ｗ２とを交互に開閉すると、電圧＋ＴｘＶＡに応じた誘導起電力が二次巻き線Ｌ１に発生する。そして、この誘導起電力に応じた電流（振動子駆動信号）がチャネルＣｈを介して振動子１３に供給される。同様に、イネーブル制御において送信回路ＴｘＢが選択された場合、開閉器Ｗ３と開閉器Ｗ４とを交互に開閉すると、電圧＋ＴｘＶＢに応じた誘導起電力が二次巻き線Ｌ１に発生する。そして、この誘導起電力に応じた電流（振動子駆動信号）が二次巻き線Ｌ１からチャネルＣｈを介して振動子１３に供給される。
【００６５】
送信制御回路２１７は、図６に示すタイミングと同様のタイミングで、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍにスイッチ信号（ＯＦＦ信号）を、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍにスイッチ信号（ＯＮ信号）を供給することにより、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを閉じ、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍを開く。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを抑制することができる。また、送信制御回路２１７は、例えば、コントラストハーモニックモードの場合、超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍだけでなく、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍも閉じてもよい。これにより、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを、超音波送信に利用するチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍと超音波送信に利用しないチャネルＣｈの抵抗スイッチＲｍとを互い違いに動作することなく、抑制することができる。
【００６６】
なお、電圧ＴｘＶＡと電圧ＴｘＶＢとは、略同一の電圧に設定されてもよい。この場合、例えば、奇数番チャネルＣｈの送信回路ＴｘＡに送信電源２１３Ａを接続し、偶数番チャネルＣｈの送信回路ＴｘＢに送信電源２１３Ｂが接続されると良い。これにより、各送信電源２１３Ａ，２１３Ｂに接続される送信回路の個数を、上述の場合に比して、半分にすることができる。従って、各送信電源２１３Ａ，２１３Ｂの電流容量を低減することができる。
【００６７】
以上で、実施例１及び実施例２の説明を終了する。
【００６８】
なお、上述の説明において、抵抗モジュールは、送信回路と分岐点との間の送信側チャネルに分岐接続されるとした。しかしながら、上述のように、抵抗モジュールは、基板構成等に応じて、分岐点とインターフェース部との間の共有チャネル、プローブコネクタと振動子との間のプローブチャネル、または、受信回路と分岐点との間の受信側チャネルに分岐接続されてもよい。例えば、送信回路の後段に高圧スイッチを設け、複数の振動子を切り替え接続する装置においては、高圧スイッチの２次側（振動子接続側）に抵抗モジュールを接続してもよい。また、ダイオード等で送信回路と受信回路とを分離可能な構成の場合、受信側チャネルに抵抗モジュールを設けても良い。
【００６９】
上記の説明の通り、本実施形態に係る超音波診断装置１は、複数の振動子１３、複数の送信回路Ｔｘ、複数の受信回路Ｒｘ、伝送系統、抵抗部４１、及び送信制御回路２１１，２１７を搭載している。複数の振動子１３は、超音波を送受信する。複数の送信回路Ｔｘは、複数の振動子１３を駆動するための駆動信号を発生する。複数の受信回路Ｒｘは、複数の振動子１３からの電気信号を信号処理する。伝送系統は、複数の振動子１３にそれぞれ対応する複数のチャネルＣｈを有する。チャネルＣｈ各々は、送信回路Ｔｘと振動子１３と受信回路Ｒｘとを接続する。抵抗部４１は、複数のチャネルＣｈにそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールＲｍを有する。抵抗モジュールＲｍ各々は、チャネルＣｈ各々の電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で切替可能に構成される。送信制御回路２１１，２１７は、複数の伝送路Ｃｈの電気抵抗値を抵抗値ＨＩＧＨと抵抗値ＬＯＷとの間で個別に切替えるために複数の抵抗モジュールＲｍを個別に制御する。
【００７０】
上記構成により、超音波診断装置１は、超音波送信に利用するチャネルＣｈから超音波送信に利用しないチャネルＣｈへのクロストークを低減することができる。従って、超音波送信に利用しなりチャネルＣｈを流れる浮遊電流を抑制することができ、浮遊電流に起因する微弱な超音波の送信を抑制することができる。従って、画質を向上させることができる。特に、パルスインバーションを利用したハーモニックコントラストモードの場合、送信音圧１．０のエコー信号から送信音圧０．５の２つのエコー信号を減算すると略ゼロにすることができる。その結果、ハーモニックコントラストモードによる画像の画質にノイズが含まれず、画質が向上する。また、上記構成により、振動子駆動信号に同期して発生する定常的なノイズを抑制することができるので、超音波診断装置１は、アーチファクトの少ない画像を生成でき、診断能を向上することができる。
【００７１】
かくして本実施形態によれば、チャネル間のクロストークを抑制することができる超音波診断装置を提供することが可能となる。
【００７２】
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発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７３】
１…超音波診断装置、１０…超音波プローブ、２０…コンピュータ装置、２１…送信部、２２…受信部、２３…Ｂモード処理部、２４…ドプラ処理部、２５…シネメモリ、２６…画像処理部、２７…表示処理部、２８…表示部、２９…内部記憶部、３０…入力部、３１…システム制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する複数の振動子と、
前記複数の振動子を駆動するための駆動信号を発生する複数の送信回路と、
前記複数の振動子からの電気信号を信号処理するための複数の受信回路と、
前記複数の振動子にそれぞれ対応する複数の伝送路を有する伝送系統であって、前記伝送路各々は、前記送信回路と前記振動子と前記受信回路とを接続する伝送系統と、
前記複数の伝送路にそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールを有する抵抗部であって、前記抵抗モジュール各々は、前記伝送路各々の電気抵抗値を第１抵抗値と前記第１抵抗値よりも低い第２抵抗値との間で切替可能に構成される抵抗部と、
前記複数の伝送路の電気抵抗値を前記第１抵抗値と前記第２抵抗値との間で個別に切替えるために前記複数の抵抗モジュールを個別に制御する制御回路と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記複数の伝送路のうちの超音波送信に利用する伝送路の電気抵抗値を前記第１抵抗値に切替え、前記複数の伝送路のうちの超音波送信に利用しない伝送路の電気抵抗値を前記第２抵抗値に切替える、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記抵抗モジュール各々は、
前記伝送路に分岐接続された一端と、接地され又は電圧源に接続された他端とを有する信号線と、
前記信号線に直列で接続される抵抗器と、
前記抵抗器と前記他端との間、または、前記抵抗器と前記一端との間において前記信号線に直列で接続された開閉器と、有する、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１抵抗値に切替える場合、前記開閉器を開き、前記第２抵抗値に切替える場合、前記開閉器を閉じる、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御回路は、映像モードの種類に応じて、前記開閉器の動作パターンを切替える、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記映像モードが前記エコー信号の高調波成分を利用するモードの場合、前記複数の伝送路の全て、または、前記複数の伝送路のうちの所定の伝送路の電気抵抗値を前記第２抵抗値に切替える、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記抵抗器は、ダンピング抵抗またはシャント抵抗である、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項１】
超音波を送受信する複数の振動子と、
前記複数の振動子を駆動するための駆動信号を発生する複数の送信回路と、
前記複数の振動子からの電気信号を信号処理するための複数の受信回路と、
前記複数の振動子にそれぞれ対応する複数の伝送路を有する伝送系統であって、前記伝送路各々は、前記送信回路と前記振動子と前記受信回路とを接続する伝送系統と、
前記複数の伝送路にそれぞれ分岐接続された複数の抵抗モジュールを有する抵抗部であって、前記抵抗モジュール各々は、前記伝送路各々の電気抵抗値を第１抵抗値と前記第１抵抗値よりも低い第２抵抗値との間で切替可能に構成される抵抗部と、
前記複数の伝送路の電気抵抗値を前記第１抵抗値と前記第２抵抗値との間で個別に切替えるために前記複数の抵抗モジュールを個別に制御する制御回路と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記複数の伝送路のうちの超音波送信に利用する伝送路の電気抵抗値を前記第１抵抗値に切替え、前記複数の伝送路のうちの超音波送信に利用しない伝送路の電気抵抗値を前記第２抵抗値に切替える、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記抵抗モジュール各々は、
前記伝送路に分岐接続された一端と、接地され又は電圧源に接続された他端とを有する信号線と、
前記信号線に直列で接続される抵抗器と、
前記抵抗器と前記他端との間、または、前記抵抗器と前記一端との間において前記信号線に直列で接続された開閉器と、有する、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１抵抗値に切替える場合、前記開閉器を開き、前記第２抵抗値に切替える場合、前記開閉器を閉じる、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御回路は、映像モードの種類に応じて、前記開閉器の動作パターンを切替える、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記映像モードが前記エコー信号の高調波成分を利用するモードの場合、前記複数の伝送路の全て、または、前記複数の伝送路のうちの所定の伝送路の電気抵抗値を前記第２抵抗値に切替える、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記抵抗器は、ダンピング抵抗またはシャント抵抗である、請求項３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２０１３−５２１５４（Ｐ２０１３−５２１５４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３２４３（Ｐ２０１１−１９３２４３）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【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２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【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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