(57)【要約】【課題】ＣＷ（連続波）送波部を保護する。【解決手段】超音波診断装置において、パルス波送波信号を出力するパルス波送波部と、連続波送波信号を出力する連続波送波部と、パルス波送波信号および連続波送波信号に共通の配線を介してそれぞれ接続された振動子を備えてなる探触子と、探触子が受信した受波信号を処理する信号処理部とを有してなり、連続波送波部の出力側と該共通の配線との間にスイッチを設けてなる構成とする。【選択図】　　　　図１
2004057262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス波送波信号を出力するパルス波送波部と、連続波送波信号を出力する連続波送波部と、前記パルス波送波信号および前記連続波送波信号に共通の配線を介してそれぞれ接続された振動子を備えてなる探触子と、前記探触子が受信した受波信号を処理する信号処理部とを有してなり、前記連続波送波部の出力側と該共通の配線との間にスイッチを設けてなる超音波診断装置。
【請求項２】
複数チャネルのパルス波送波信号を出力するパルス波送波部と、複数チャネルの連続波送波信号を出力する連続波送波部と、前記パルス波送波部の出力側に備えられたパルス波用口径選択スイッチと、前記連続波送波部の出力側に備えられた連続波用口径選択スイッチと、前記パルス波用口径選択スイッチおよび前記連続波用口径選択スイッチにそれぞれ共通の配線を介して接続された複数の振動子を含んでなる探触子と、前記探触子が受信した受波信号を処理する信号処理部とを有してなる超音波診断装置。
【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係り、特にパルス波（ＰＷ）と連続波（ＣＷ）とを切換えて送波する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、探触子を介して被検体内に超音波を送信し、その反射波等からなるエコー信号に基づいて画像等の診断に有用な情報を得るものである。
【０００３】
例えば、断層像等を得る技術として一般的なＢモードにおいては、パルス波（Ｐｕｌｓｅ　Ｗａｖｅ　：　ＰＷ）からなり送信フォーカス処理によって集束された超音波ビームを被検体内を走査しながら繰り返し送信し、各超音波ビームに係るエコー信号の受信タイミングおよび信号強度に基づいて画像を構成する。
【０００４】
また、血流等の動きのある部位において反射したエコー信号にはドプラ周波数偏移が生ずることを利用して、エコー信号のドプラ周波数偏移に基づいてたとえば血流速度等を検出するドプラモードも実用化されている。ドプラモードは、パルス波を繰り返し送信して各パルス波に対応するエコー信号のドプラ周波数偏移をそれぞれ検出するＰＷドプラモードと、繰り返す複数のパルス波からなるバースト波や連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ　：　ＣＷ）を送信すると同時に連続的に受信されるエコー信号のドプラ周波数偏移を検出するＣＷドプラモードとに大別される。通常、距離分解能が要求される場合にはＰＷドプラモードが用いられ、ドプラ周波数偏移の検出感度が要求される場合にはＣＷドプラモードが用いられる。
【０００５】
上述したような各診断モードに対応するため、パルス波と連続波とを切換えて送信可能な超音波診断装置が実用化されている。このような超音波診断装置の場合、ＰＷ送波回路とＣＷ送波回路とがそれぞれ備えられ、振動子は診断モードに応じて選択された一方の送波回路から送信信号の供給を受け駆動される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＷは通常ＰＷに対して小振幅であり、ＣＷ送波回路の出力信号電圧は例えば数Ｖ程度である。一方、ＰＷは通常比較的大振幅であり、ＰＷ送波回路の出力信号電圧は例えば１００Ｖ程度に達する。通常ＣＷ送波回路とＰＷ送波回路とは共通の振動子を駆動するためその出力を連結されており、ＣＷ送波回路は高出力のＰＷ送波回路の影響を受ける。このため、ＣＷ送波回路にもＰＷ送波回路同様の高耐電圧性が要求され、その結果ＣＷ送波回路の回路規模が大型化し、また消費電力が増大する原因となっている。
【０００７】
上述した問題点に鑑み、本発明の課題は、ＣＷ送波部を保護することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パルス波送波信号を出力するパルス波送波部と、連続波送波信号を出力する連続波送波部と、パルス波送波信号および連続波送波信号に共通の配線を介してそれぞれ接続された振動子を備えてなる探触子と、探触子が受信した受波信号を処理する信号処理部とを有してなり、連続波送波部の出力側と共通の配線との間にスイッチを設けてなる超音波診断装置によって上述した課題を解決する。
【０００９】
本発明によれば、パルス波を用いた診断をするときに、スイッチを切断することによってパルス波送波信号が連続波送波部に伝播することを防げるから、連続波送波部がパルス波送波信号から保護される。これによって、連続波送波部に要求される耐高電圧性が低くなるから、連続波送波部を低耐圧部品によって構成することができ、その結果回路規模が縮小し、さらに消費電力を低減することが可能となる。
【００１０】
また、超音波診断装置を、複数チャネルのパルス波送波信号を出力するパルス波送波部と、複数チャネルの連続波送波信号を出力する連続波送波部と、パルス波送波部の出力側に備えられたパルス波用口径選択スイッチと、連続波送波部の出力側に備えられた連続波用口径選択スイッチと、前記パルス波用口径選択スイッチおよび前記連続波用口径選択スイッチにそれぞれ接続された複数の振動子を含んでなる探触子と、前記探触子が受信した受波信号を処理する信号処理部とを有してなる構成としてもよい。
【００１１】
この場合にも、パルス波を用いた診断をするときに、連続波用口径選択スイッチを切断することによって、連続波送波部がパルス波送波信号から保護されるから、同様の効果を奏することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる超音波診断装置の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置は、図示しない被検体との間で超音波を送受信する探触子１と、送波整相処理が施された送信信号を出力する送波整相処理回路３とを有する。そして、送波整相処理回路が出力する送信信号を探触子１に供給するルートは、以下説明するようにＣＷ用、ＰＷ用の２つのルートに分かれている。
【００１３】
先ず、ＣＷ用のルートは、送波整相処理回路３から順に、バッファ回路を含んでなるＣＷ用送波回路のドライブ回路５と、アンプを含むＣＷ用送波回路７と、ＣＷ用高圧スイッチ９とを有し、ＣＷ用高圧スイッチ９の出力が探触子１に供給される。一方、ＰＷ用のルートは、送波整相処理回路３から順に、リニアアンプを含むＰＷ用送波回路１１と、送受分離回路１３と、ＰＷ用高圧スイッチ１５とを有し、ＰＷ用高圧スイッチ１５の出力はＣＷ用高圧スイッチ９の出力線と合流して探触子１に供給される。なお、ＣＷ用高圧スイッチ９およびＰＷ用高圧スイッチ１５は、ともにＰＷ送波信号の最大強度に係る電圧に耐え得る耐高電圧性を備えている。
【００１４】
また、探触子１が受信した受信信号が、ＰＷ用高圧スイッチ１５および送受分離回路１３を介して入力される受波アンプ回路１７と、受波アンプ回路１７の出力信号に受波整相処理を施す受波整相処理回路１９とが設けられている。さらに、受波整相処理回路１９の出力信号に対し周知のＢモード処理やドプラモード処理を行なう信号処理回路２１と、信号処理回路２１の出力信号に基づいて画像を生成するディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）を含んでなる画像処理回路２３と、画像処理回路の２３が生成した画像を表示する表示モニタ２５とが設けられている。また、これらの各構成要素を統括して制御する図示しない制御部が設けられている。
【００１５】
なお、図１は図解の簡単のために送波および受波関係の各要素は１つずつ図示している。しかし、実際には、探触子１は、列状に配列された複数の図示しない振動子（エレメント）を有してなり、超音波の送受信はこの複数の振動子のうち任意に選択された口径に係る一部の振動子によって行われる。個々の振動子は、短冊状であり、周知の矩形振動子として形成されている。そして、ＣＷ用送波回路ドライブ回路５、ＣＷ用送波回路７、ＰＷ用送波回路１１、送受分離器１３および受波回路１７は、最大選択口径に対応する振動子の個数だけ設けられ、ＣＷ用高圧スイッチ９およびＰＷ用高圧スイッチ１５は、複数チャネルの送波信号をそれぞれ選択された口径の振動子に割り当てて供給する口径選択スイッチとして構成されている。すなわち、全ての振動子を同時に駆動することがない装置においては、全ての振動子に１対１で対応する送波回路および受波回路を設けると電気回路部品や信号ケーブル等が膨大なものとなるため、上述した構成によって回路規模の縮小を図っている。
【００１６】
以下、上述した超音波診断装置の動作について説明する。先ず、ＰＷを用いた診断の際の動作について説明する。制御部からの指示に応じて、送波整相処理回路３は、探触子１の複数の振動子のうち、図示しない被検体内へ送信する超音波ビームを形成するため選択された口径に対応する振動子の個数に対応する複数チャネルの送波信号を生成し、出力する。この送波信号はパルス波からなり、また各振動子から被検体内の任意のフォーカス点または集束点までの送波信号の伝播距離の違いに応じて、各チャネルの信号相互間に時間または位相の遅延処理を行なういわゆる送波フォーカス処理が施されている。送波整相処理回路３から出力された複数チャネルの送波信号は、ＰＷ用送波回路１１において所定の信号強度、例えば電圧にして１００Ｖ程度まで増幅される。そして、このとき送受分離回路はＰＷ用送波回路１１とＰＷ用高圧スイッチ１５とを接続し、受波アンプ回路１７とは遮断された状態に切り換えられ、ＰＷ用送波回路１１の出力信号は送受分離回路１３を介してＰＷ用高圧スイッチ１５に入力される。ＰＷ用高圧スイッチ１５は、制御部からの指示に応じて、入力された複数チャネルの送波信号を送波口径として選択された口径に対応する振動子にそれぞれ割り当て、出力する。なお、このときＣＷ用高圧スイッチ９は遮断されている。探触子１の選択された振動子は、それぞれ対応するチャネルの送波信号を受けて振動し、超音波を発生する。そして、これによって、各振動子から発生した超音波の波面が一致する方向に被検体内を伝播する超音波ビームが生成される。
【００１７】
超音波ビームは被検体内を伝播し、例えば臓器の表面等の音響インピーダンスが変化する部分でその一部が反射し、このような反射波またはエコーの一部は被検体内を伝播して探触子１の振動子に戻る。振動子は音響情報であるエコーを電気的な受波信号に変換して出力する。このとき、ＰＷ用高圧スイッチ１５は受波口径を選択する口径選択スイッチとして作動する。受信時には送受分離回路１３は、ＰＷ用高圧スイッチ１５と受波アンプ回路１７とを接続し、ＰＷ用送波回路１１とは遮断するように切り換えられる。そして、受波口径に対応する振動子の個数に対応する複数チャネルの受波信号はそれぞれ受波アンプ回路１７に入力され、増幅を受ける。受波アンプ回路１７から出力された各チャネルの受波信号は受波整相処理回路１９に入力され、ここでディジタル変換され、受波信号に係るエコーの反射源から各振動子までの伝播距離の違いを考慮して相互に遅延処理をする受波フォーカス処理または整相処理を施された後に各チャネル間で加算され、受波ビーム信号が生成される。信号処理回路２１は、受波整相処理回路１９から入力される受波ビーム信号に対してフィルタ処理、検波処理、圧縮処理等を施し、周知のＢモードやドプラモード等に係る信号処理を行なう。そして、画像処理回路２３は信号処理回路２１の信号処理結果に基づいて例えば断層像やドプラ像等の画像を生成し、この画像は表示モニタ２５に表示される。
【００１８】
次に、ＣＷを用いた際の動作について説明する。送波整相処理回路３は制御部からの指示に応じて連続波またはバースト波からなる送波信号を生成して出力する。送波信号はバッファ回路として働くＣＷ用送波回路ドライブ回路５を介してＣＷ用送波回路７に入力される。ＣＷ用送波回路７において送波信号は増幅されるが、その信号強度はＰＷの場合と比べて小さく、例えば電圧にして数Ｖ程度である。そして、ＰＷの場合におけるＰＷ用高圧スイッチ１５と同様に口径選択スイッチとして働くＣＷ用高圧スイッチ９を介して送波信号は探触子１の選択された口径に対応する振動子に供給され、超音波ビームが被検体内に送信される。なお、受波信号に対する処理は上述したＰＷの場合と基本的に同様であるが、ＣＷの場合には距離（深度）分解能に乏しいため、通常は断層像等の形成には用いられず、主にＣＷドプラモードでの処理となる。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、ＰＷ送波信号を送受信する際にＣＷ用高圧スイッチ９を遮断しているから、ＣＷ用送波回路７およびＣＷ用送波回路ドライブ回路５に対して高電圧のＰＷ送波信号の影響が及ぶことがなく、換言すれば、高電圧のＰＷ送波信号から保護される。このため、これらの回路に要求される耐高電圧性が低くなり、その結果低耐圧部品による構成が可能となり、回路規模が縮小され、さらに周辺機器も含め消費電力が低減される効果がある。
【００２０】
なお、本実施形態の場合、口径選択スイッチとして働く高圧スイッチを、ＣＷ用とＰＷ用との２つ設ける必要があるが、ＣＷ送波の場合には、ＰＷ送波に比して、波形対称性、波形の歪みなどの性能に対する要求がシビアでないため、ＣＷ用の高圧スイッチはＰＷ用の高圧スイッチに対して簡単な回路構成によって実現することができる。
【００２１】
また、上述した実施形態の探触子は列状に配列された振動子を有するものであるが、その代わりに面状に配列されたいわゆる２次元アレイ状の振動子を有する探触子であってもよい。また、このような探触子は、振動子を直線状または平面状に配列してなるリニア型であってもよいし、曲線状または曲面状に配列してなるコンベックス型であってもよい。
【００２２】
また、上述した実施形態においては、各送波回路の個数が振動子の個数よりも少なく、各高圧スイッチが送波回路と振動子との対応関係を切りかえる口径選択スイッチとして構成されているが、各層は回路と各振動子とが１対１で対応する装置の場合には、高圧スイッチは単なるオン・オフスイッチであってもよい。
【００２３】
また、このような口径移動のない装置、例えば電子セクタ走査専用機の場合には、ＰＷ用の高圧スイッチを設ける必要はなく、ＣＷ送波回路の出力をＰＷ送波回路の出力から遮断するＣＷ回路保護用の高圧スイッチのみがあれば足りる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ＣＷ送波部を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる超音波診断装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　探触子
３　送波整相処理回路
５　ＣＷ用送波回路ドライブ回路
７　ＣＷ用送波回路
９　ＣＷ用高圧スイッチ
１１　ＰＷ用送波回路
１３　送受分離回路
１５　ＰＷ用高圧スイッチ
１７　受波アンプ回路
１９　受波整相処理回路
２１　信号処理回路
２３　画像処理回路
２５　表示モニタ
【図１】
2004057262.tif 000003