(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断装置にケーブルを介して接続された超音波探触子であって、
複数の送波素子と複数の受波素子を含み、それらによって複数の送受波ペアが構成され、
前記各送受波ペアごとに前記ケーブル内に挿通された信号線が共用され、
前記各送受波ペアには送波素子又は受波素子を切り換えて前記信号線に接続するスイッチが設けられ、
前記各スイッチの動作を制御する共通の切換信号が超音波診断装置から当該超音波探触子に供給され、
前記各スイッチは、送信時において、前記送波素子を前記信号線に接続し、送信後の受信時において、送信パルスの立ち下がり後に送信信号の回り込みを回避するために微小時間Δｔをおいてから前記受波素子を前記信号線に接続することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
超音波診断装置にケーブルを介して接続された超音波探触子であって、
複数の送波素子と複数の受波素子を含み、それらによって複数の送受波ペアが構成され、
前記各送受波ペアごとに前記ケーブル内に挿通された信号線が共用され、
前記各送受波ペアには送波素子又は受波素子を切り換えて前記信号線に接続するスイッチが設けられ、
前記各スイッチは、前記送波素子と前記信号線との間に接続され送信信号のみを通過させる高電圧通過型の送信ゲートと、前記受波素子と前記信号線との間に接続され受信信号のみを通過させる低電圧通過型の受信ゲートと、で構成されることを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の超音波探触子において、
送波素子及び受波素子が二次元的に分散配置されたスパース型振動子を含むことを特徴とする超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波探触子に関し、特に送波専用及び受波専用の素子を含む超音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
三次元エコーデータの取込のために２Ｄアレイ振動子を備えた超音波探触子が実用化されている。しかし、そのような超音波探触子の場合、素子数に比例して信号線の本数が増大し、その結果、探触子ケーブルが太くなり、かつ重くなるという問題がある。その結果、操作性が低下し、また操作者の疲労度が増すという問題がある。一方、その製造時においても多数の信号線の結線が必要であるため製造コストが増大し、同様の理由からメンテナンスコストも増大する。
【０００３】
ところで、送波専用及び受波専用の素子を含むスパース型２Ｄ配列振動子が提案されている。すなわち、そのような振動子では、少ない素子数できる限り超音波画像の画質の向上を図るために、例えば、素子を間引きして、各素子が乱数的に二次元分散配置されている。この振動子を備えた超音波探触子によれば、素子数の削減から信号線の本数を削減可能であるが、それでもなお探触子ケーブルを構成する信号線の本数を削減したいとの強い要請がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、探触子ケーブル内の信号線の本数をできる限り削減し探触子ケーブルを細くまた軽くすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、超音波診断装置にケーブルを介して接続された超音波探触子であって、複数の送波素子と複数の受波素子を含み、それらによって複数の送受波ペアが構成され、前記各送受波ペアごとに前記ケーブル内に挿通された信号線が共用され、前記各送受波ペアには送波素子又は受波素子を切り換えて前記信号線に接続するスイッチが設けられ、前記各スイッチの動作を制御する共通の切換信号が超音波診断装置から当該超音波探触子に供給され、前記各スイッチは、送信時において、前記送波素子を前記信号線に接続し、送信後の受信時において、送信パルスの立ち下がり後に送信信号の回り込みを回避するために微小時間Δｔをおいてから前記受波素子を前記信号線に接続することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、送受波ペアにおいて一方が動作中、他方は待機中であることに着目し、その送受波ペアを構成する送波素子及び受波素子間で信号線を共用させ、これによりプローブケーブルを構成する信号線の本数を削減できる。基本的には、ペアの個数分だけ信号線の本数を削減できる。本発明によれば、プローブケーブルの太さを細くしてかつ軽量にできるので、操作性を良好にでき、またユーザーの負担を軽減できる。更に、製造コストやメンテナンスコストも低減できる。
【０００７】
望ましくは、前記各スイッチの動作を制御する共通の切換信号が超音波診断装置から供給される。この場合、超音波診断装置に切換信号を生成する回路が設けられるが、そのようなタイミング信号は既存の装置においても生成されているためそれを流用してもよい。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、超音波診断装置にケーブルを介して接続された超音波探触子であって、複数の送波素子と複数の受波素子を含み、それらによって複数の送受波ペアが構成され、前記各送受波ペアごとに前記ケーブル内に挿通された信号線が共用され、前記各送受波ペアには送波素子又は受波素子を切り換えて前記信号線に接続するスイッチが設けられ、前記各スイッチは、前記送波素子と前記信号線との間に接続され送信信号のみを通過させる高電圧通過型の送信ゲートと、前記受波素子と前記信号線との間に接続され受信信号のみを通過させる低電圧通過型の受信ゲートと、で構成される。この構成によれば、切換信号を利用することなく送受波の切換制御が可能となる。
【０００９】
望ましくは、送波素子及び受波素子が二次元的に分散配置されたスパース型振動子を含む。もちろん、スパース型振動子に限られず、送波専用素子及び受波専用素子が存在する超音波探触子に本発明を適用することも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１には、本発明に係る超音波探触子の好適な実施形態が示されており、図１は超音波探触子の概念図である。超音波探触子は、大別して探触子本体１０と集合ケーブル（プローブケーブル）１２と、装置側に接続するためのコネクタとで構成される。図１ではコネクタは省略されている。探触子本体１０は、例えば生体表面に当接して用いられ、あるいは体腔内に挿入して用いられるプローブである。探触子本体１０と超音波診断装置との間にはプローブケーブル１２が設けられ、信号の送受信が行われている。この集合ケーブル１２は後述する送受ペア１８ごとに設けられた同軸ケーブル１２Ａを含む。ここで、その同軸ケーブル１２Ａは中心導体としての信号線とそれを取り囲むシグナルグランド線とで構成されるものである。
【００１２】
探触子本体１０には、アレイ振動子１３が設けられている。このアレイ振動子１３は本実施形態において上述したスパース型２Ｄ振動子である。具体的には、この振動子１３は送波素子グループ１４及び受波素子グループ１６で構成され、換言すれば、多数の送受ペア１８で構成される。各送受ペア１８は１つの送波（専用）素子Ｔと１つの受波（専用）素子Ｒとで構成される。それらの送波素子Ｔ及び受波素子Ｒは互いに隣接配置されていてもよいが、もちろん互い違いに隔てて配置されていてもよい。いずれにおいても、一方が動作中に待機状態におかれる関係があればよい。各送受ペア１８ごとに上述した同軸ケーブル１２Ａが設けられ、その中心導体である信号線は送波素子Ｔ及び受波素子Ｒに共通して用いられる。
【００１３】
各送受ペア１８において、信号線と送波素子Ｔ及び受波素子Ｒとの間には高速切り換え動作可能なスイッチ（ＳＷ）２２が設けられている。このスイッチ２２の動作は切換信号２０によって切り換えられている。この切換信号２０は超音波診断装置において生成されるものであり、例えばその信号としてメインコントローラから出力される送受信切換信号を利用してもよい。
【００１４】
図２には、図１に示した振動子の概念が模式的に示されている。このスパース型２Ｄ振動子１３は、例えば、多数の超音波振動素子を２次元的にかつ乱数的に分散配置したものである。
【００１５】
図３には、送信信号（Ａ）、受信信号（Ｂ）、切換信号（Ｃ）が示されている。図示されるように送信パルスの供給時にはスイッチ２２の作用によって信号線が送波素子Ｔに接続され、それにより送信パルスが送波素子Ｔに供給される。その直後、具体的には送信パルスの立ち下がりから微小時間Δｔの後、スイッチ２２が切り換えられ、これにより信号線が受波素子Ｒに接続される。そして受信信号が信号線を介して超音波診断装置に送られることになる。
【００１６】
ちなみに、送波後から受信開始まで微小時間Δｔを設けているのは、送信信号の回り込みによる問題を回避するためである。もちろん、例えば超音波診断装置側において所定の保護回路などが設けられ、あるいは所定のゲート回路などが設けられている場合には、送信パルスの立ち下がりと同時にスイッチ２２を動作させてもよい。
【００１７】
また、図１に示した構成において、スイッチ２２と受波素子Ｒとの間に例えばプリアンプなどを挿入してもよい。このような構成によれば受信信号におけるＳ／Ｎ比を向上できるという利点がある。その場合、プリアンプの電源は例えば切換信号２０と同様に別途電源ラインを設けるようにしてもよい。
【００１８】
そのようなラインの追加によっても探触子全体として信号線の本数を著しく削減可能であるので、従来の各種の問題を解消可能である。
【００１９】
図４には、他の実施形態に係る超音波探触子が示されている。なお、図１に示した構成と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２０】
この図４に示す構成では、信号線と送波素子Ｔとの間に高電圧通過ゲート２６が設けられ、また、受波素子Ｒと信号線との間に低電圧通過ゲート２８が設けられている。高電圧通過ゲート２６は一定以上電圧をもった送信パルスのみを送波素子Ｔに供給するための回路であり、送波素子Ｔに供給するための回路であり、受信時においてそのゲートはクローズされる。一方、低電圧通過ゲート２８は、受信時において受波素子Ｒから出力される微弱な受信信号を通過させるものであり、送信時においては送信パルスをシャットアウトするものである。このような２つのゲート２６及び２８を利用すれば特別な切換信号を用いることなく送受波素子の切換を実現できるという利点がある。
【００２１】
もちろん、このような構成において、低電圧通過ゲート２８と受波素子Ｒとの間にさらにプリアンプなどを設けてもよい。上述した実施形態いおいてはスパース型２Ｄ振動子が用いられていたが、もちろん送波専用素子及び受波専用素子が存在する各種の振動子に本発明を適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、探触子ケーブル内の信号線の本数をできる限り削減して探触子ケーブルを細くまた軽くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施形態を示す概念図である。
【図２】  スパース型２Ｄ振動子を示す概念図である。
【図３】  各信号の状態を示す図である。
【図４】  他の実施形態を示す概念図である。
【符号の説明】
１０  探触子本体、１２  集合ケーブル（プローブケーブル）、１３  振動子、１４  送波素子グループ、１６  受波素子グループ、１８  送受ペア、２２  スイッチ、２６  高電圧通過ゲート、２８  低電圧通過ゲート。
【図１】
0003703403.tif 000002
【図２】
0003703403.tif 000003
【図３】
0003703403.tif 000004
【図４】
0003703403.tif 000005