【手続補正書】
【提出日】平成16年4月22日(2004.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に超音波を送信すると共にその反射波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信号を処理する超音波送受信手段及びこの超音波送受信手段からの信号により画像データを生成する画像生成手段並びにこの画像生成手段からの出力信号を画像として表示する画像表示手段を備えた超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置において、
前記超音波探触子によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するための遅延等価手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
上記遅延等価手段は上記超音波診断装置本体内に設け、該遅延等価手段に対し、上記超音波探触子からの探触子識別信号を入力して該超音波探触子の遅延周波数特性を平坦化するのに最適な遅延等価器を選択するように制御する制御手段を設けた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】
上記遅延等価手段は、上記超音波診断装置本体以外の前記超音波探触子側に設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に対して超音波パルスを送受することにより、被検体の診断部位の断層像を得る超音波診断装置に関し、特に、超音波探触子によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するための遅延等価手段を具備することにより、高感度を維持しつつ良好なパルス応答特性を得て、診断部位の断層像の画質を向上する超音波診断装置に関する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、超音波探触子によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するための遅延等価手段を具備することにより、高感度を維持しつつ良好なパルス応答特性を得て、診断部位の断層像の画質を向上する超音波診断装置を提供することを目的とする。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装置は、被検体内に超音波を送信すると共にその反射波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信号を処理する超音波送受信手段及びこの超音波送受信手段からの信号により画像データを生成する画像生成手段並びにこの画像生成手段からの出力信号を画像として表示する画像表示手段を備えた超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置において、前記超音波探触子によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するための遅延等価手段を具備したものである。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、上記遅延等価手段は上記超音波診断装置本体内に設け、該遅延等価手段に対し、上記超音波探触子からの探触子識別信号を入力して該超音波探触子の遅延周波数特性を平坦化するのに最適な遅延等価器を選択するように制御する制御手段を設けてもよい。
さらに、上記遅延等価手段は、上記超音波診断装置本体以外の前記超音波探触子側に設けてもよい。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ここで、本発明の第一の実施形態においては、超音波診断装置本体１０内において整相加算器４と検波部５の間に遅延等価回路１９が設けられ、この遅延等価回路１９に遅延等価回路制御部２０が接続されている。上記遅延等価回路１９は、超音波診断装置本体１０に取り付けられた超音波探触子１によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するための遅延等価手段となるもので、その内部構成は、図２に示すように異なる遅延周波数特性をもつ複数の遅延等価器２１ａ，２１ｂ，２１ｃが並列に配設され、入力側及び出力側にセレクタ２２ａ，２２ｂが接続されている。そして上記遅延等価回路１９に設けられた端子２３によって、後述する遅延等価回路制御部２０から発信された遅延等価器選択信号Ｓ１が入力され、上記セレクタ２２ａ，２２ｂに送られる。更に、遅延等価器選択信号Ｓ１を入力したセレクタ２２ａ，２２ｂは、該遅延等価器選択信号Ｓ１に基づいてＳ／Ｗを作動し、遅延等価器２１ａを選択する場合は接点ａ１，ａ２に、遅延等価器２１ｂを選択する場合は接点ｂ１，ｂ２に、遅延等価器２１ｃを選択する場合は接点ｃ１，ｃ２に切り替えて接続する。なお、図２において、Ｌはインダクタを示し、Ｃはコンデンサを示している。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記遅延等価回路制御部２０は、上記超音波探触子１から探触子識別信号Ｓ２を入力し上記遅延等価回路１９に対して遅延等価器選択信号Ｓ１を送出して内部の遅延等価器２１ａ，２１ｂ，２１ｃを選択するように制御する制御手段となるもので、上記探触子識別信号Ｓ２に基づいて、超音波診断装置本体１０に接続された超音波探触子１の遅延周波数特性を平坦化するのに最適な遅延等価器２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（図２参照）を選択するように、プログラムされたものである。この遅延等価回路制御部２０は、例えば上記探触子識別信号Ｓ２に含まれる超音波探触子１の周波数帯域に基づいて、遅延等価器２１を選択するテーブルであってもよい。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
次に上記のように構成された超音波診断装置の動作について説明する。複数の送波器２ａ，２ｂ，…，２ｎから所定の遅延パターンの電気パルス群が、図１で示す信号ケーブル１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎによって、例えばアレイ形の超音波探触子１に印加され、被検体に対して超音波パルスが放射される。被検体内部からの反射エコーは、超音波探触子１によって受信され、電気信号に変換される。その後、該電気信号は前置増幅器３ａ，３ｂ，…，３ｎによって増幅され、整相加算器４によって所望の方向のエコー信号が取り出される。この整相加算器４によって取り出された信号は、遅延等価回路１９に入力されて遅延周波数特性が平坦化される。この平坦化された信号は、検波部５、レベル圧縮器６によりビデオ信号に変換され、スキャンコンバータ７によってテレビ信号に変換された後、表示部８によって被検体の診断部位における断層像が表示される。なお、超音波探触子１から送信される超音波の走査は、制御部９によって行われる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図３及び図４は、前記遅延等価回路１９における遅延周波数特性の平坦化作用を説明するための説明図である。この図において、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、遅延等価回路１９が無い場合の超音波探触子１自体の遅延周波数特性及びゲイン特性である。この場合の遅延周波数特性は、信号の通過帯域の下端の周波数f1と上端の周波数f2とで極大を示しており、この極大を示す周波数の成分が他の遅延量の少ない成分に比べて遅れて伝達されるため、応答特性を劣化させる原因となっている。即ち、このような特性の超音波探触子１を通過したパルス波形は、図４（ａ）に示すような尾引きの長いパルス波形となり、断層像の画質を悪化させることとなる。図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、遅延等価回路１９内の遅延等価器２１自体の遅延周波数特性及びゲイン特性である。この遅延等価器２１のゲイン特性は、図３（ｄ）で示すように理論上平坦である。一方、遅延等価器２１の遅延周波数特性は、図３（ｃ）で示すように、遅延周波数特性の周波数f1とf2との中間点frで頂点を有する山形状となっている。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
そして、図３（ａ）と図３（ｃ）とを合成した遅延周波数特性、即ち遅延等価回路１９を具備した超音波診断装置の遅延周波数特性及びゲイン特性を図３（ｅ）及び図３（ｆ）に示す。この図からも分かるように、合成されたゲイン特性は、図３（ｂ）に示す遅延等価回路１９が無い場合の超音波探触子１自体のゲイン特性と同じであるため、感度が低下してしまう等の弊害もない。更に、合成された遅延周波数特性は、図３（ａ）で示される周波数f1とf2との間の谷部と、図３（ｃ）で示される山部とが相殺されて平坦となっている。従って、図４（ｂ）に示すようにパルス波形には尾引きがなくなって、断層像の画質が向上する。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図５は、本発明による超音波診断装置の第二の実施形態に係る超音波探触子１を示す断面図である。この実施形態は、一つの遅延等価器２１' を遅延等価手段として上記超音波診断装置本体１０以外の前記超音波探触子１側に設けたものである。この超音波探触子１は、ケース１１内に圧電セラミック振動子１２、バッキング材１３、音響マッチング層１４ａ，１４ｂ及び電極１５を有し、更に遅延等価器２１' を有して成る。なお、上記超音波探触子１からは同軸ケーブル１６が延設されており、該同軸ケーブル１６の端部にはコネクタ１７が配設されている。上記ケース１１内には、インダクタ１８が配設されている。また、上記コネクタ１７は、超音波診断装置本体１０に接続されて、該超音波診断装置本体１０と超音波探触子１との信号の授受を可能としている。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
ここで、本発明の第二の実施形態においては、超音波探触子１のケース１１内に前記一つの遅延等価器２１' が配設されている。上記遅延等価器２１' は、図６に示す内部回路となっており、二つのコンデンサＣ1,Ｃ2 、中点タップ付きインダクタＬ1 、インダクタＬ2 とで構成されている。この遅延等価器２１'を構成する回路は、次数が二次の全域通過フィルタであり、伝達関数のゲイン特性は全周波数帯域で一定であり、遅延周波数特性はフィルタを構成する素子Ｃ1，Ｃ2，Ｌ1，Ｌ2の定数によって決まる共振周波数と鋭さＱをもって極大となる。なお、このように構成された遅延等価器２１'による遅延周波数特性の平坦化の作用は、第一の実施形態の遅延等価器２１と同様である。従って、上述の第二の実施形態に係る超音波探触子１を有する超音波診断装置によれば、上記遅延等価器２１'を上記超音波診断装置本体１０以外の上記超音波探触子１側に設けたので、超音波診断装置本体１０側に遅延等価手段が備えられていない超音波診断装置に対しても、遅延周波数特性を平坦化して診断部位の断層像の画質を向上することができる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図７は、本発明による超音波診断装置の第三の実施形態に係る超音波探触子１を示す断面図である。この実施形態は、上述の第二の実施形態と同様、一つの遅延等価器２１' を遅延等価手段として上記超音波診断装置本体１０以外の前記超音波探触子１側に設けたものである。上記超音波探触子１からは同軸ケーブル１６が延設されており、該同軸ケーブル１６の端部にはコネクタ１７が配設されている。このコネクタ１７内には、インダクタ１８が配設されており、更に前記一つの遅延等価器２１' が配設されている。なお、上記コネクタ１７は、超音波診断装置本体１０に接続されて、該超音波診断装置本体１０と超音波探触子１との信号の授受を可能としている。このような超音波探触子１を有する超音波診断装置によれば、既述した第二の実施形態と同様、超音波診断装置本体１０側に遅延等価手段が備えられていない超音波診断装置に対しても、遅延周波数特性を平坦化して診断部位の断層像の画質を向上することができる。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
以上、本発明に係る第一〜第三の実施形態について説明したが、本発明の遅延等価回路１９及び遅延等価器２１，２１' は、上記回路構成に限られず、超音波探触子１によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するものであれば他のものであってもよい。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されたので、請求項１に係る発明によれば、超音波探触子によって受信された超音波の遅延周波数特性を平坦化するための遅延等価手段を具備することにより、高感度を維持しつつ良好なパルス応答特性を得て、診断部位の断層像の画質を向上することができる。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、請求項２に係る発明によれば、上記遅延等価手段は上記超音波診断装置本体内に設け、該遅延等価手段に対し、上記超音波探触子からの探触子識別信号を入力して該超音波探触子の遅延周波数特性を平坦化するのに最適な遅延等価器を選択するように制御する制御手段を設けたことにより、超音波探触子側に遅延周波数特性を平坦化する手段を配設する必要がない。従って、従来の超音波探触子をそのまま接続して遅延周波数特性を平坦化することができるため、汎用性を向上することができる。
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記遅延等価手段は、上記超音波診断装置本体以外の前記超音波探触子側に設けたことにより、超音波診断装置本体側に遅延等価手段が備えられていない超音波診断装置に対しても、遅延周波数特性を平坦化して診断部位の断層像の画質を向上することができる。