(57)【要約】【課題】電子リニア走査及び電子セクタ走査を実行する超音波診断装置において、電子セクタ走査を行った場合における超音波画像の画質を高める。【解決手段】ｉ個（例えば３０個）の送受信回路ペア１０−１〜１０−３０に加えて、ｊ個（例えば１０個）の送信回路２２−１〜２２−１０を追加的に設ける。送信時においては、ｉ＋ｊ個の振動素子からなる送信開口１１０が形成され、受信時においてはｉ個の振動素子からなる受信開口１１２が形成される。送信時に送信パワーを増大できるので超音波画像の画質が向上する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ個の送信回路及びｉ個の受信回路で構成されるｉ個の送受信回路ペアと、
前記ｉ個の送信回路に対して付加されるｊ個の追加送信回路と、
第１電子走査モードでは前記ｉ個の送信回路及び前記ｉ個の受信回路を用いて超音波の送信及び受信を実行させ、第２電子走査モードでは前記ｉ個の送信回路及び前記ｊ個の追加送信回路を用いて超音波の送信を実行させ且つ前記ｉ個の受信回路を用いて超音波の受信を実行させる制御手段と、を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
超音波探触子側へ引き出されたｋ個（但しｋ≧ｉ＋ｊ）の外部信号ラインと前記ｉ個の送受信回路ペアに接続されるｉ個の内部信号ラインとの間に設けられ、前記制御手段の制御により前記ｋ個の外部信号ラインと前記ｉ個の内部信号ラインとの間で配線切換を行う配線切換部を含み、
前記ｋ個の外部信号ラインの内でｉ個の外部信号ライン以外のｊ個の外部信号ラインに、ｊ個のバイパス信号ラインを介して前記ｊ個の追加送信回路が接続されたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記制御手段は、
前記第１電子走査モードにおいて、前記ｊ個の追加送信回路の作動を禁止する第１状態確認信号を出力し、
前記第２電子走査モードにおいて、前記配線切換部において前記ｉ個の外部信号ラインと前記ｉ個の内部信号ラインとを接続する配線のみを許容しそれ以外の配線を禁止する第２状態確認信号を出力することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置において、
前記第１電子走査モードでは、ｋ個の振動素子からなるアレイ振動子を有する電子リニア走査型の第１超音波探触子が用いられ、前記ｋ個の振動素子に対して前記ｋ個の外部信号ラインが接続されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項２記載の装置において、
前記第２電子走査モードでは、ｉ＋ｊ個の振動素子からなるアレイ振動子を有する電子セクタ走査型の第２超音波探触子が用いられ、前記ｉ＋ｊ個の振動素子に対して前記ｉ＋ｊ個の外部信号ラインが接続されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記アレイ振動子における中央部のｉ個の振動素子に前記ｉ個の外部信号ラインが接続され、
前記アレイ振動子における両端部のｊ個の振動素子に前記ｊ個の外部信号ラインが接続され、
前記アレイ振動子の全体が送信開口とされ、前記アレイ振動子の中央部が受信開口とされることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項５記載の装置において、
前記アレイ振動子における中央部のｊ個の振動素子に前記ｊ個の外部信号ラインが接続され、
前記アレイ振動子における両端部のｉ個の振動素子に前記ｉ個の外部信号ラインが接続され、
前記アレイ振動子の全体が送信開口とされ、前記アレイ振動子の両端部が受信開口とされることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、
前記第２超音波探触子のケーブル内で外部信号ライン列の配列変換がなされることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項５記載の装置において、
前記アレイ振動子の全体にわたって前記ｉ＋ｊ個の振動素子に対して前記ｉ個の外部信号ライン及び前記ｊ個の外部信号ラインが混在接続されたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、
前記第２超音波探触子のケーブル内で外部信号ライン列の配列変換がなされることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置において、
前記ｊ個の追加送信回路に対しては送信重み付けが固定的に設定されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
複数の送信回路及び複数の受信回路で構成される複数の送受信回路ペアと、
複数の追加送信回路と、
電子リニア走査モードでは前記複数の送受信回路ペアだけを作動させ、電子セクタ走査モードでは前記複数の送受信回路ペアに加えて前記複数の追加送信回路を作動させる制御手段と、を含み、
前記電子セクタ走査モードにおいて送信パワーを向上できることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置において、
アレイ振動子を構成する振動素子列に接続可能な複数の外部信号ラインであって、前記複数の追加送信回路が接続された第１部分列とそれ以外の第２部分列とで構成された外部信号ライン列と、
前記複数の送受信回路ペアに接続された内部信号ライン列と、
前記外部信号ライン列と前記内部信号ライン列との間で配線切換を行う配線切換部と、
前記第１部分列と前記複数の追加送信回路とを接続する複数のバイパス信号ラインと、を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置において、
前記配線切換部は、
前記電子リニア走査モードでは、前記外部信号ライン列に対する前記内部信号ライン列の接続部位を繰り返し移動させ、
前記電子セクタ走査モードでは、前記第２部分列に前記内部信号ライン列を固定的に接続することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、特に送受信回路の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、一般に、複数の振動素子からなるアレイ振動子、複数の振動素子に対して送信信号を供給する送信部（送信ビームフォーマー）、及び、複数の振動素子からの受信信号に対して整相加算処理を行う受信部（受信ビームフォーマー）を有する。送信部は複数の送信回路を有し、各送信回路は送信信号を出力する。受信部は、遅延処理を行う複数の受信回路と複数の受信回路から出力された受信信号を加算する加算回路とを有する。
【０００３】
超音波画像の画質を向上させるためには、送信チャンネル数（送信回路の個数）及び受信チャンネル数（受信回路の個数）を増大させればよい。しかし、送信チャンネル数及び受信チャンネル数を増加させると、超音波診断装置の規模及びコストが増加してしまう。
【０００４】
ところで、一般的な超音波診断装置は、超音波ビームの電子リニア走査（本明細書では電子コンベックス走査を含む。）及び電子セクタ走査の両方を実行可能である。周知のように、電子リニア走査は、アレイ振動子上に設定される送受波開口を走査することにより、超音波ビームを電子的に走査するものである。電子セクタ走査はアレイ振動子の全体に送受波開口を設定し、超音波ビームを偏向走査するものである。
【０００５】
図５及び図６には、従来の一般的な超音波診断装置における送受信部の構成が示されている。図５は、電子リニア走査型の超音波探触子が接続されて電子リニア走査を行う場合の構成を示し、図６は、電子セクタ走査型の超音波探触子が接続されて電子セクタ走査を行う場合の構成を示している。
【０００６】
図５及び図６において、送受信部８と、複数の振動素子からなるアレイ振動を備えた超音波探触子との間には配線切換回路として機能する開口選択回路１６が設けられる。開口選択回路１６の一方側には、複数の振動素子に接続可能なｋ個（例えば１２０個）の信号ライン（外部信号ライン）１０２が接続され、開口選択回路の１８の他方側には、ｉ個（例えば３０個）の送受信回路ペア１０−１〜１０−ｉに接続されたｉ個の信号ライン（内部信号ライン）１００が接続されている。各送受信回路ペア１０−１〜１０−ｉは、信号ライン１００に共通接続された送信回路１２及び受信回路１４で構成される。つまり、送受信部８の全体として、複数の送信回路１２−１〜１２−ｉと、複数の受信回路１４−１〜１４−ｉとが存在している。各送受信回路ペア１０−１〜１０−ｉを構成する送信回路及び受信回路は物理的に近接して設けられる必要はなく、複数の送信回路１２−１〜１２−ｉが集合して送信基板を構成し、複数の受信回路１４−１〜１４−ｉが集合して受信基板を構成するのが通常である。なお、開口選択回路１６、複数の送信回路１２−１〜１２−ｉ、複数の受信回路１４−１〜１４−ｉなどは図示されていない制御部によってその動作が制御される。
【０００７】
図５に示すように、電子リニア走査を行う場合、例えば、ｋ個の信号ライン１０２には、ｋ個の振動素子で構成されるアレイ振動子が接続される。つまり、各信号ライン１０２に各振動素子が個別的に接続される。その上で、開口選択回路１６によって、アレイ振動子上におけるｉ個の振動素子が選択され、それが送受信開口１０４を構成する。その送受信開口１０４は、開口選択回路１６の作用によって、アレイ振動子の一方端部から他方端部まで繰り返し走査される。その際、各送受信開口位置において、複数の送信回路１２−１〜１２−ｉによりｉ個の振動素子に対してｉ個の送信信号が供給され、これにより超音波が生体内へ送波され、一方、生体内からの反射波が同じｉ個の振動素子で受波されると、それらのｉ個の振動素子からのｉ個の受信信号が複数の受信回路１４−１〜１４−ｉに入力されて処理される。これが繰り返されることにより、超音波ビームが直線的に走査される。このことは電子リニア走査の一形態としての電子コンベックス走査などにおいても同様である。
【０００８】
次に、超音波探触子を交換して、電子セクタ走査を行う場合、図６に示すように、例えば、ｋ個の信号ライン１０２の内で特定のｉ個の信号ラインに対して、ｉ個の送受信回路ペア１０−１〜１０−ｉが接続される。この場合には、送受波開口１０６は固定的に設定される。その状態で、複数の送信回路１２−１〜１２−ｉ、複数の受信回路１４−１〜１４−ｉを作動させて、超音波ビームが電子セクタ走査される。
【０００９】
下記非特許文献１には、従来の超音波診断装置の送受信部の一般的な構成が開示されている。
【００１０】
【非特許文献１】
日本電子機械工業会編、「改訂医用超音波機器ハンドブック」、コロナ社、１９９７年、１０６−１０９頁
【発明が解決しようとする課題】
従来装置において、電子セクタ走査を行う場合において利用できる送信チャンネル数及び受信チャンネル数は互いに同数であり、しかも電子リニア走査で利用されるチャンネル数に制限される。電子リニア走査では一応満足できる送受信チャンネル数であっても、その送受信チャンネル数は電子セクタ走査において十分とは必ずしも言えない場合が多い。そこで、送受信チャンネル数を増加させるのが望ましいが、単にそれを実現すると、装置規模の増大及びコストアップという問題が顕著となる。特に比較的低価格の汎用装置においては、出来る限りコストアップを抑えたいという強い要望がある。
【００１１】
本発明の目的は、超音波診断装置においてコストアップを極力回避しつつ超音波画像の画質を高めることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、電子リニア走査及び電子セクタ走査を行うことが可能な超音波診断装置において、電子セクタ走査による超音波画像の画質を向上させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、ｉ個の送信回路及びｉ個の受信回路で構成されるｉ個の送受信回路ペアと、前記ｉ個の送信回路に対して付加されるｊ個の追加送信回路と、第１電子走査モードでは前記ｉ個の送信回路及び前記ｉ個の受信回路を用いて超音波の送信及び受信を実行させ、第２電子走査モードでは前記ｉ個の送信回路及び前記ｊ個の追加送信回路を用いて超音波の送信を実行させ且つ前記ｉ個の受信回路を用いて超音波の受信を実行させる制御手段と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、第１電子走査モードでは、ｉ個の送受信回路ペアが作動して超音波の送信及び受信がなされる。一方、第２電子走査モードでは、ｉ個の送受信回路ペアに加えてｊ個の追加送信回路が作動し、これにより超音波の送信及び受信がなされる。よって、第２電子走査モードにおいて、超音波の送信パワーを向上できるので、超音波画像の画質を向上できる。送信回路と受信回路とを比較した場合、一般に後者は前者よりも大きな（例えば数倍〜十数倍）のコストがかかるので、装置全体としてのコストアップを抑えつつも画質向上を図れるので、費用対効果の点から見て合理的である。また、これと同様に回路規模の点でも有利である。ｉは２以上の整数であり、通常、数十から数百（２桁又は３桁の数）であるが、２Ｄアレイ振動子などを用いる場合にはそれ以上の数になり得る。
ｊは１以上の整数であり、望ましくは複数であり、特に望ましくは左右バランスを考えると偶数である。これらの値は装置仕様に応じて適宜決定される。
【００１５】
望ましくは、超音波探触子側へ引き出されたｋ個（但しｋ≧ｉ＋ｊ）の外部信号ラインと前記ｉ個の送受信回路ペアに接続されるｉ個の内部信号ラインとの間に設けられ、前記制御手段の制御により前記ｋ個の外部信号ラインと前記ｉ個の内部信号ラインとの間で配線切換を行う配線切換部を含み、前記ｋ個の外部信号ラインの内でｉ個の外部信号ライン以外のｊ個の外部信号ラインに、ｊ個のバイパス信号ラインを介して前記ｊ個の追加送信回路が接続される。
【００１６】
ｊ個の追加送信回路は、第２電子走査モードにおいて作動するもので、その役割や配置を固定的に設定することが可能なので、それらの追加送信回路を配線切換部を介することなくｊ個の外部信号ラインに接続できる。この構成によれば、配線切換回路の規模の増大を回避でき、また制御も簡易となるので、装置コストの面で有利である。
【００１７】
望ましくは、前記制御手段は、前記第１電子走査モードにおいて、前記ｊ個の追加送信回路の作動を禁止する第１状態確認信号を出力し、前記第２電子走査モードにおいて、前記配線切換部において前記ｉ個の外部信号ラインと前記ｉ個の内部信号ラインとを接続する配線のみを許容しそれ以外の配線を禁止する第２状態確認信号を出力する。
【００１８】
一般に、制御手段から各回路へ制御信号が出されるが、それに加えて、上記のように第１状態確認信号及び第２状態確認信号を供給すれば、二重制御を行えるので、動作の健全性を保証できる。
【００１９】
望ましくは、前記第１電子走査モードでは、ｋ個の振動素子からなるアレイ振動子を有する電子リニア走査型の第１超音波探触子が用いられ、前記ｋ個の振動素子に対して前記ｋ個の外部信号ラインが接続される。
【００２０】
望ましくは、前記第２電子走査モードでは、ｉ＋ｊ個の振動素子からなるアレイ振動子を有する電子セクタ走査型の第２超音波探触子が用いられ、前記ｉ＋ｊ個の振動素子に対して前記ｉ＋ｊ個の外部信号ラインが接続される。
【００２１】
望ましくは、前記アレイ振動子における中央部のｉ個の振動素子に前記ｉ個の外部信号ラインが接続され、前記アレイ振動子における両端部のｊ個の振動素子に前記ｊ個の外部信号ラインが接続され、前記アレイ振動子の全体が送信開口とされ、前記アレイ振動子の中央部が受信開口とされる。
【００２２】
望ましくは、前記アレイ振動子における中央部のｊ個の振動素子に前記ｊ個の外部信号ラインが接続され、前記アレイ振動子における両端部のｉ個の振動素子に前記ｉ個の外部信号ラインが接続され、前記アレイ振動子の全体が送信開口とされ、前記アレイ振動子の両端部が受信開口とされる。ここで、望ましくは、前記第２超音波探触子のケーブル内で外部信号ライン列の配列変換がなされる。
【００２３】
望ましくは、前記アレイ振動子の全体にわたって前記ｉ＋ｊ個の振動素子に対して前記ｉ個の外部信号ライン及び前記ｊ個の外部信号ラインが混在接続される。ここで望ましくは、前記第２超音波探触子のケーブル内で外部信号ライン列の配列変換がなされる。
【００２４】
望ましくは、前記ｊ個の追加送信回路に対しては送信重み付けが固定的に設定される。上記のように、ｊ個の追加送信回路の役割及び配置を固定的に設定する場合には、送信重み付け関数についても固定的に設定可能である。この構成によれば制御を簡易化できる。但し、電子セクタ走査型の超音波探触子を各種用意し、用途に応じて、超音波探触子を選択するような場合には、ｊ個の追加送信回路についての送信重み付けなどのパラメータを切り換えられるようにするのが望ましい。
【００２５】
（２）また本発明は、複数の送信回路及び複数の受信回路で構成される複数の送受信回路ペアと、複数の追加送信回路と、電子リニア走査モードでは前記複数の送受信回路ペアだけを作動させ、電子セクタ走査モードでは前記複数の送受信回路ペアに加えて前記複数の追加送信回路を作動させる制御手段と、を含み、前記電子セクタ走査モードにおいて送信パワーを向上できることを特徴とする。
【００２６】
望ましくは、アレイ振動子を構成する振動素子列に接続可能な複数の外部信号ラインであって、前記複数の追加送信回路が接続された第１部分列とそれ以外の第２部分列とで構成された外部信号ライン列と、前記複数の送受信回路ペアに接続された内部信号ライン列と、前記外部信号ライン列と前記内部信号ライン列との間で配線切換を行う配線切換部と、前記第１部分列と前記複数の追加送信回路とを接続する複数のバイパスライン信号と、を含む。
【００２７】
望ましくは、前記配線切換部は、前記電子リニア走査モードでは、前記外部信号ライン列に対する前記内部信号ライン列の接続部位を繰り返し移動させ、前記電子セクタ走査モードでは、前記第２部分列に前記内部信号ライン列を固定的に接続する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１は超音波診断装置における送受信部の構成を示す回路図である。
【００３０】
この超音波診断装置には、図１に示されるように、電子リニア走査型の超音波探触子としてのリニアプローブ２６と、電子セクタ走査型の超音波探触子としてのセクタプローブ２４とを選択的に接続することができる。更に他のプローブが接続されてもよい。ちなみに、リニアプローブ２６は上述したようにいわゆるコンベックスプローブであってもよい。
【００３１】
それらの超音波探触子は複数の振動素子からなるアレイ振動子を有しており、そのアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームが所定の電子走査方式によって電子的に走査される。そのアレイ振動子は１Ｄアレイ振動子であるが、２Ｄアレイ振動子が設けられてもよい。
【００３２】
図１に示す例において、リニアプローブ２６はｋ個の振動素子を有しており、ここでｋは例えば１２０である。一方、セクタプローブ２４は図１に示す例においてｉ＋ｊ個の振動素子を有している。ここで、ｉは例えば３０であり、ｊは例えば１０である。もちろん、以上掲げた各数値はいずれも一例であって、それ以外の数値を採用することもできる。なお、ｋはｉ＋ｊ以上であり、これは後に説明する図３及び図４の構成に関しても同様である。
【００３３】
セクタプローブ２４またはリニアプローブ２６が接続される装置本体内には、図１に示されるように開口選択回路１６、送受信部２０、制御部２１などの構成が設けられている。一方、セクタプローブ２４及びリニアプローブ２６は、いずれもプローブ本体と、そこから引き出されたプローブケーブルと、そのプローブケーブルの端部に設けられたプローブコネクタとを有している。プローブコネクタは装置本体側コネクタに対して着脱自在に接続される。ちなみに、図１において符号１０７はプローブコネクタ及び装置本体側コネクタからなるコネクタ部を示している。
【００３４】
開口選択回路１６の一方側には、１番からｋ番までのｋ個の信号ライン１０２が接続されている。それらの信号ライン１０２は外部信号ライン列を構成するものである。また、開口選択回路１６の他方側には、１番から３０番（つまりｉ番）までの３０個の信号ライン１００が接続されている。つまり、それらの信号ライン１００は内部信号ライン列を構成するものである。
【００３５】
開口選択回路１６は、ｋ個の信号ライン１０２に対して３０個の信号ライン１００を選択的に配線する回路であり、具体的には、ｋ個の信号ライン１０２のうちで選択された相互に並ぶ３０個の信号ライン１０２に対して３０個の信号ライン１００が接続される。そして、外部信号ライン列に対する内部信号ライン列の接続部位を移動させることにより、電子リニア走査における送受信開口のスキャンを行うことができる。その一方、電子セクタ走査を行う場合には、開口選択回路１６は、図１に示す例において、６番から３５番までの特定の３０個（つまりｉ個）の信号ライン１０２に対して３０個の信号ライン１００を固定的に接続する。
【００３６】
次に、送受信部２０について説明する。図１に示されるように、３０個の信号ライン１００には、３０個の送受信回路ペア１０−１〜１０−３０が接続されている。各送受信回路ペア１０−１〜１０−３０はそれぞれ送信回路１２及び受信回路１４を有している。つまり、３０個の送受信回路ペア１０−１〜１０−３０の全体において、３０個の送信回路１２−１〜１２−３０と３０個の受信回路１４ー１〜１４−３０が存在している。
【００３７】
ここで、送信回路１２−１〜１２−３０は、それぞれ決められた送信タイミングで送信信号を出力する回路構成を有しており、具体的には、例えば送信トリガ回路、送信アンプなどを有している。なお、複数の送信回路がいわゆるデジタル送信ビームフォーマーを構成してもよい。
【００３８】
一方、受信回路１４−１〜１４−３０はそれぞれ受信信号の処理を行う回路構成を有しており、例えば、受信アンプ、Ａ／Ｄ変換器、ディレイ回路などを有する。それらの受信回路１４−１〜１４−３０からの出力信号は図示されていない加算回路に入力され、それらの受信部全体としてデジタル受信ビームフォーマーが構成される。
【００３９】
本実施形態においては、図示されるように、３０個の送信回路１２−１〜１２−３０及び３０個の受信回路１４ー１〜１４−３０の他に、ｊ個（図１に示す例では１０個）の送信回路２２−１〜２２−１０が追加的に設けられている。それらの送信回路２２−１〜２２−１０は電子セクタ走査を行う場合において、送信パワーを増強させるために設けられているものであり、電子リニア走査が実行される場合においては、それらの送信回路２２−１〜２２−１０は作動しない。但し、変形例としてはそれらの送信回路２２−１〜２２−１０を開口選択回路１６に接続して、電子リニア走査の場合においてもそれらの送信回路を機能させるようにしてもよい。
【００４０】
図１に示されるように、１０個の送信回路２２−１〜２２−１０には１０個の信号ライン（バイパス信号ライン）１０９が接続されており、それらの信号ライン１０９は複数の信号ライン１０２のうちで特定の１０個の信号ライン１０２に対して接続されている。その接続点が図１において符号１０８で示されている。
【００４１】
これについて詳述すると、電子リニア走査を行う場合にはリニアプローブ２６が装置本体に接続され、つまり、ｋ個の信号ライン１０２がリニアプローブ２６内のｋ個の振動素子に接続される。これは従来の構成と同様である。その場合において、開口選択回路１６の作用により送受信開口１１４が走査され、各送受信開口１１４の位置において送受波が実行される。その場合には、上述したようにｉ個すなわち３０個の送受信回路ペアが動作する。なお、送受信開口１１４は上述した説明から明らかなようにｉ個すなわち３０個の振動素子に相当するものである。
【００４２】
一方、電子セクタ走査を行う場合には、装置本体に対してセクタプローブ２４が図１に示す通り接続される。本実施形態においては、セクタプローブ２４は上述したようにｉ＋ｊ個の振動素子を有しており、具体的には４０個の振動素子を有している。これに対応してｋ個の信号ライン１０２のうちで、１番から４０番までの４０個の信号ライン１０２に対してセクタプローブ２４内の４０個の振動素子が接続される。ｋ個の信号ライン１０２のうちで上記の４０個の信号ライン以外のｋ−（ｉ＋ｊ）個の信号ライン１０２は実質的に機能しない。
【００４３】
そして、上記の４０個の信号ライン１０２のうちで、中央部に存在する６番から３５番までの３０個の信号ライン１０２に対しては、上述同様に３０個の送受信回路ペア１０−１〜１０−３０が接続される。残りの１０個すなわちｊ個の信号ライン１０２に対しては、上述した信号ライン１０９によって１０個の送信回路２２−１〜２２−１０が接続される。
【００４４】
その接続状態において、送信時には、すべての送信回路つまりｉ個の送信回路及びｊ個の送信回路が動作し、これによって送信開口１１０が構成される。この送信開口１１０は全振動素子に相当し、すなわちｉ＋ｊ個の振動素子に相当するものである。一方、受信時においては、ｉ個の受信回路が動作し、これにより受信開口１１２が構成される。その受信開口１１２はｉ個の振動素子に相当するものである。したがって、図６に示した従来例との対比から明らかなように、送信時においては従来よりもｊ個の送信回路分だけ送信パワーを向上することができるので、Ｓ／Ｍ比を向上して超音波画像の画質を高めることが可能となる。
【００４５】
ここで、受信回路の個数を増加させるのではなく、送信回路の個数を増加させたのは受信回路に比べて送信回路のコスト及び規模が小さいためである。したがって、費用対効果の関係から見て極めて合理的なシステム構成が実現できる。ちなみに、上記の考え方とは逆に、送信回路数に比べて受信回路数を増大することも参考例として考えられる。その場合の回路構成としては図１に示したものと同様の構成を採用することができる。つまり、送信回路２２−１〜２２−１０に代えてそれぞれ受信回路を設ければよい。但し、いわゆる１送信多方向受信などを行う場合においては、従来においても、送信回路数よりも受信回路数の増大が図られている。
【００４６】
制御部２１は、選択されたプローブの種別に応じて、あるいは選択された電子走査モードに応じて、送受信部２０の動作を制御している。具体的には、各送信回路及び各受信回路についての動作を制御している。本実施形態においては、特に、追加的に設けられてた送信回路２２−１〜２２−１０に対して第１制御信号２０２が出力されている。この第１制御信号２０２は、電子リニア走査が実行される場合において、送信回路２２−１〜２２−１０の動作を確実に禁止するための信号である。換言すれば、送信回路１２−１〜１２−３０のみが動作するように保証する信号である。また、制御部２１は開口選択回路１６に対して第２制御信号２００を出力している。この第２制御信号２００は、電子セクタ走査が実行される場合に、６番から３６番までの信号ライン１０２が３０個の送受信回路ペア１０−１〜１０−３０に確実に接続されるようにするための信号である。すなわち、制御部２１は、一般の制御信号によって選択回路１６の動作を制御しているが、上記の第１制御信号２００を更に供給して、そのような制御信号２００を更に考慮することによりより確実な動作を保証することが可能となる。
【００４７】
なお、図１において、信号ライン１０２におけるコネクタ部分１０７よりも上側に示されている部分はプローブケーブルに相当し、コネクタ部分１０７よりも下側に示されている部分は装置本体内に存在する部分に相当する。
【００４８】
以上説明したように、図１に示す構成においては、ｉ個の送受信回路ペアに加えてｊ個の送信回路を付加したので、電子セクタモードにおいてｉ＋ｊ個の送信回路を駆動して、ｉ＋ｊ個の振動素子から超音波を放射させることができ、その一方において、受信時においてはｉ個の受信素子にて超音波を受波し、これによりｉ個の受信信号をｉ個の受信回路によって処理することが可能となる。
【００４９】
図２には、電子セクタ走査における送信重み付け関数が示されている。図２において横軸はアレイ振動子の座標を示しており、縦軸は送信音圧すなわち重み付け値を示している。送信開口１１０内は、ｉ個の送受信回路ペアが接続された送受信開口部分１２０と、その右側及び左側に設定されたｊ個の送信回路が接続される付加的な送信開口１２２Ｌ及び１２２Ｒと、に区分することができる。
【００５０】
以上のような前提において、例えば符号１２４に示すような重み付け関数を設定することもできるし、符号１２６で示すような重み付け関数を設定することもできる。また、符号１２８に示すような重み付け関数を設定することもできるが、その重み付け関数１２８は、符号１２０の範囲が一律の重み付け値を有しており、符号１２２Ｌ及び１２２Ｒで示される部分がその端部にかけてなだらかに減衰する形態をもっている。
【００５１】
すなわち、追加的に設けられたｊ個の送信回路については、その配置及び役割を固定的に設定することが可能であるので、例えば重み付け関数１２８などを採用して、その両端部分の関数を常に同一とするようにしてもよい。すなわち、各送信回路が接続される振動子の位置に従って、それぞれの送信回路に予め重み付け値を固定的に設定しておくものである。もちろん、必要に応じて、そのような重み付け値を可変することにより、様々な重み付け関数を実現することができる。
【００５２】
図１に示した構成例では、アレイ振動子における右端部分及び左端部分にそれぞれｊ／２個の送信回路が付加的に接続されていたが、他の構成を採用することも可能である。それについて図３及び図４を用いて説明する。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。
【００５３】
図３に示す構成例では、符号１３０で示されるように、プローブケーブル内において信号ライン１０２の配列変換がなされており、具体的には、その配列変換によってアレイ振動子の中央部に送信回路２２−１〜２２−１０が接続され、また、アレイ振動子の右端部分及び左端部分に送受信回路ペア１０−１〜１０−３０が接続されるようにされている。
【００５４】
このような構成によれば、符号１３６で示されるｊ個の振動素子が送信専用開口を構成し、符号１３２及び符号１３４で示す開口部分が送受信開口として機能する。ここで開口部分１３２及び１３４はそれぞれｉ／２個の振動素子で構成される。
【００５５】
このような構成によれば、全振動素子によって超音波の送信が行われ、その一方において、反射波は開口部分１３２及び開口部分１３４のそれぞれにおいて独立して受波される。つまり、このような構成によれば、１つの送信ビーム２１０に対して２つの受信ビーム２１２，２１４を同時に形成することも可能となる。
【００５６】
また、図４に示す構成例では、符号１３６に示されるように、プローブケーブル内において上記構成例と同様に信号ラインの配列変換がなされている。具体的には、付加的な送信回路２２−１〜２２−２０と、送信回路１２−１〜１２−２０とが交互に各振動素子に接続されるように、信号ライン１０２の配列変換が行われている。なお、図４に示す実施形態では、送受信回路ペアは２０個設けられており、その一方において付加的な送信回路は２０個設けられている。
【００５７】
図４に示す構成によると、送信時において開口サイズは符号１３８に示すものとなり、すなわちｉ＋ｊ個（図４に示す例では４０個）の振動素子によって超音波の送信が行われる。その一方において、受信時においては符号１４０で示されるように送信開口１３８と同等の大きさを持った受信開口を構成でき、但し、その場合においてはｉ個の振動素子のみが受信素子として機能する。つまり、開口サイズは送信時と受信時とで同等であるが、素子ピッチは送信時に比べて受信時の方が２倍大きくなる。
【００５８】
以上各図に示した構成例はもちろん本発明の実施形態の一例であって、これ以外にも各種の構成を採用することができる。図１、図３及び図４に示したような各種のセクタプローブを用意しておいて、用途に応じて選択的に利用するのが望ましい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波診断装置においてコストアップを極力回避しつつ超音波画像の画質を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示す回路図である。
【図２】送信時における重み付け関数を説明するための図である。
【図３】本発明に係る超音波診断装置の他の実施形態を示す回路図である。
【図４】本発明に係る超音波診断装置の更に他の実施形態を示す回路図である。
【図５】従来例における電子リニア走査を行う場合の動作を説明するための図である。
【図６】従来例における電子セクタ走査の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０−１〜１０−３０  送受信回路ペア、１２−１〜１２−３０  送信回路、１４−１〜１４−３０  受信回路、１６  開口選択回路（配線切換回路）、２１制御部、２２−１〜２２−１０  追加的な送信回路、２４  セクタプローブ、２６  リニアプローブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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