(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に駆動信号を供給する送信手段と、前記超音波探触子から出力される信号を処理する受信手段とを備え、
前記超音波探触子は、前記駆動信号を重畳して印加されるバイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度が変化する振動子を有し、
前記送信手段は、前記振動子に直流バイアスを印加する直流バイアス手段を備え、
前記受信手段は、変調されたバイアス電圧信号を受信時に前記振動子に印加する変調バイアス供給手段を備え、
前記変調されたバイアス電圧信号の周波数帯域は、前記送信部が超音波探触子に供給する前記駆動信号の周波数帯域内である
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に駆動信号を供給する送信手段と、前記超音波探触子から出力される信号を処理する受信手段とを備え、
前記超音波探触子は、前記駆動信号を重畳して印加されるバイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度が変化する振動子を有し、
前記送信手段は、前記振動子に直流バイアスを印加する直流バイアス手段を備え、
前記受信手段は、変調されたバイアス電圧信号を受信時に前記振動子に印加する変調バイアス供給手段を備え、
前記変調されたバイアス電圧信号の周波数帯域は、前記送信部が超音波探触子に供給する前記駆動信号の周波数帯域と同一である
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記振動子は、空隙を挟んで配置された一対の電極を有し、該一対の電極には、出力端子と、該一対の電極間にバイアス電圧を印加するためのバイアス端子とが接続されるものであることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記変調バイアス供給手段は、前記変調されたバイアス電圧信号として、前記駆動信号に基いて変調されたバイアス電圧信号を生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記変調バイアス供給手段は、前記変調されたバイアス電圧信号として、振幅が変調されたバイアス電圧信号を生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか一項に記載の超音波診断装置において、前記振動子は、超音波の受信の際にドプラ復調処理を行うことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１ないし５いずれか一項に記載の超音波診断装置において、前記変調バイアス供給部は、受信時のフォーカス位置に応じて、前記振動子ごとに、前記変調されたバイアス電圧信号の位相を予め定めた位相量だけずらすことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１ないし５いずれか一項に記載の超音波診断装置において、前記複数の振動子は、超音波の受信の際に整相処理を行うことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項６に記載の超音波診断装置において、前記振動子は、時間に伴い受信感度が変調し、超音波信号を電気信号に変換する過程でドプラ復調処理を行うことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の超音波診断装置において、前記複数の振動子は、時間に伴い受信感度をそれぞれ所定の位相で変調し、超音波信号を電気信号に変換する過程で前記整相処理を行うことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に係る診断情報を取得する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子により超音波を送波し、この超音波が生体内で反射されて形成される超音波を同じ探触子で受信し、この反射エコー信号に基づき生体内の断層画像を提供するものである。また、超音波診断装置は、反射超音波信号に生じるドプラ効果に基づいて、血球などの生体内の反射源が移動する速度あるいは速度分布を提供することもできる。【０００３】
超音波診断装置においてドプラ効果により速度情報等を取得する場合、反射超音波信号に対する受信系の処理の流れは、超音波探触子による受信→前置増幅器による信号処理部の入力レベルまでの増幅→信号処理部におけるビームフォーミングやドプラ復調→画像形成とその表示という順番になる。かかる装置の性能は、送波信号の大きさが生体内の熱効果などのハザード防止のために規制されているので、もっぱら受信系の信号対雑音比で支配される。従来の超音波診断装置においては探触子に継続する前置増幅器の雑音レベルが大きいため、ドプラ効果を検出する復調器の性能も前置増幅器の性能によって事実上規定されていた。超音波診断装置の扱う比帯域が６０％〜９０％と広いこともあって、前置増幅器の信号対雑音比の改善が困難であるため、血流等の情報である生体内の熱雑音や探触子の熱雑音は、前置増幅器が発生する雑音の中に埋もれているのが実情といえる。【０００４】
超音波診断装置の探触子には、従来より圧電セラミックスを用いた素子が用いられている。また、特許文献１では、薄膜製造技術によって製造可能な容量型の探触子が提案されている。
【特許文献１】USP6,246,158B1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来の超音波診断装置の受信系の信号対雑音比は、信号処理部の前置増幅器の熱雑音によって事実上支配されているため、これを改善して感度を向上させることが望まれている。信号対雑音比を向上させることができれば、探触子で受信される超音波反射信号に含まれる生体内情報を前置増幅器の熱雑音に埋もれさせることなく検出することができ、従来に比べ微弱な信号まで映像化することや、より微弱な造影剤を検出することや、より低速の、例えば末梢血管の血流速度を検出することが可能となるからである。また、生体内の各臓器の運動や血流の走行状態などで変調されている生体内の熱雑音そのものを検出することが出来れば、超音波診断装置の信号対雑音比が大幅に改善され、超音波診断装置を「超音波聴診器」という超音波診断装置のあるべき姿に近づけることが可能となる。【０００６】
従来、前置増幅器を液体窒素などの冷却媒体に浸潤しそのノイズレベルを低減する試みもなされているが、生体に接触される探触子部の冷却が困難であるため、所期の効果を挙げていない。前置増幅器の熱雑音の低減そのものが困難であるとするなら、従来超音波診断装置の探触子→前置増幅器→復調処理という信号の流れそのものを変更する必要がある。【０００７】
なお、特許文献１には超音波診断装置に容量型の探触子が使用可能であることが記載されているが、従来の圧電セラミックスの振動子を容量型の振動子へ単に置き換えることを提案しているにすぎず、受信系の信号対雑音比を改善することは開示されていない。【０００８】
本発明の目的は、受信系の信号対雑音比を改善し、高感度の超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信手段と、前記超音波探触子から出力される信号を処理する受信手段と、受信手段から出力される受信信号に基づき構成された被検体に係る診断情報（例えば、血流速度、組織断層像）が表示される表示手段とを備える。超音波探触子は、駆動信号を重畳して印加されるバイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度が変化する振動子を有している。さらに、振動子に直流バイアスを印加する直流バイアス手段と、駆動信号に基づいた変調されたバイアス電圧信号を前記振動子に印加する変調バイアス手段が設けられてなることを特徴とする。【００１０】
また、本発明の第２の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信部と、前記超音波探触子から出力される信号を処理し、前記被検体に係る診断情報を算出する受信部とを有する。超音波探触子は、印加されるバイアス電圧の大きさに応じて受信感度が変化する複数の振動子を備える。受信部は、振幅が変調されたバイアス電圧信号を振動子に印加する変調バイアス供給部を備える。【００１１】
第１および第２の態様の超音波診断装置においては、被検体で反射した超音波を振動子で受信する際、振動子に変調されたバイアス電圧信号を印加し、その感度を変調させる。これにより、受信用振動子の受信工程で、超音波反射信号に一定の復調処理（例えば、整相処理やドプラ復調）を施すことができる。よって、探触子に復調処理用電子回路を搭載していないにもかかわらず、探触子に複雑な復調用電子回路を実装した、いわゆるプローブミキシングと等価となる。また、本発明の探触子における復調処理は、その後の受信部の信号処理回路に起因する例えば熱雑音による影響を受けないため、微弱な信号でも診断情報として構成できるようになり、高感度な超音波診断装置を提供することができる。【００１２】
変調されたバイアス電圧信号の周波数帯域は、例えば、送信部が超音波探触子に供給する駆動信号の周波数帯域内に設定するか、もしくは、駆動信号の周波数帯域と同一にする。これにより、振動子の受信工程でドプラ復調処理を施すのと等価な効果が得られ、駆動信号の周波数成分が除去されたドプラ周波数成分を含む出力信号を得ることができる。【００１３】
また、変調バイアス供給部は、受信時のフォーカス位置に応じて、複数の振動子ごとに、変調されたバイアス電圧信号の位相を予め定めた位相量だけずらす構成にすることもできる。これにより、振動子の受信工程で整相処理を施すのと等価な効果が得られ、複数の振動子の出力信号の位相を一致させることができる。【００１４】
また、本発明の第３の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信部と、超音波探触子から出力される信号を処理し、被検体に係る診断情報を算出する受信部とを有する。超音波探触子は、振動子を備える。この振動子は、空隙を挟んで配置された一対の電極を有し、一対の電極の少なくとも一方は変位可能な構成であり、一対の電極には、出力端子と、一対の電極間にバイアス電圧を印加するためのバイアス端子とが接続された構成である。受信部は、バイアス電圧として、振幅が変調されたバイアス電圧信号を振動子に印加する変調バイアス供給部を備える。【００１５】
また、本発明の第４の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信部と、超音波探触子から出力される信号を処理し、被検体に係る診断情報を算出する受信部とを有する。超音波探触子は、超音波を受信する振動子を有し、振動子は、受信の際にドプラ復調処理を行う。例えば、振動子は、時間に伴い受信感度が変調し、超音波信号を電気信号に変換する過程で前記ドプラ復調処理を行う。【００１６】
また、本発明の第５の態様の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信部と、超音波探触子から出力される信号を処理し、被検体に係る診断情報を算出する受信部とを有する。超音波探触子は、超音波を受信する複数の振動子を備え、該複数の振動子は、受信の際に整相処理を行う。例えば、複数の振動子は、時間に伴い受信感度をそれぞれ所定の位相で変調し、超音波信号を電気信号に変換する過程で前記整相処理を行う。【００１７】
第４および第５の態様の超音波診断装置において、受信用振動子としては、例えば、印加されるバイアス電圧の大きさに応じて受信感度が変化する特性を有するものを用いることができる。受信部は、バイアス電圧として、振幅が変調されたバイアス電圧信号を受信用振動子に印加する変調バイアス供給部を備える構成にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の超音波診断装置においては、振動子における受信の際に超音波信号を復調することができるため、増幅器の熱雑音に埋もれない微弱な超音波反射信号を検出して、従来より大幅に感度の改善した超音波診断装置を提供することができる。また、従来信号処理部でなされていた電子回路による復調工程を振動子の受信工程に移行したことによって、超音波診断装置の大幅な小型化に資することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の超音波診断装置の一実施の形態について説明する。
まず、本発明の原理について説明する。本発明は、従来の超音波診断装置の受信系のように探触子→前置増幅器→信号処理部という信号の流れではなく、信号処理機能を有する探触子→増幅器→信号処理部という構成にする。これにより、受信系の信号対雑音比を改善し、高感度の超音波診断装置を提供する。ここで探触子の担う信号処理機能としては、ビームフォーミングやドプラ復調処理である。よって、増幅器に継続する信号処理部の主な処理は、AD変換などの標本化プロセスに限定される。【００２０】
かかる構成は、その受信感度がバイアス電圧の大きさに応じて変化する振動子を備えた超音波探触子を用い、そのバイアス電圧を変調することによって探触子で受信される超音波反射信号を探触子そのものの機能において復調することにより実現される。連続波ドプラ法を行う場合を例にとると、例えば２MHｚの超音波を生体内に照射した場合、血流など移動物体から反射した超音波信号はその移動速度に応じてドプラ効果により周波数シフトし、例えば２．００１MHｚになるから、探触子に印加するバイアス電圧を２MHｚで変調すれば、探触子の出力は両者の乗算、すなわち０．００１ＭＨｚ＝１ＫＨｚと４．００１ＭＨｚとなる。このうち低周波成分である１ＫＨｚの信号を後段の濾過器で容易に抽出することができ、実質的に探触子においてドプラ復調処理を実行できるのである。この探触子における復調工程は、増幅器よりも前段で行われるため、増幅器の熱雑音は関係なく、従来技術では増幅器の熱雑音で埋もれたであろう微弱な信号を大幅に改善された信号対雑音比で抽出することができる。【００２１】
しかるに従来から使われている圧電セラミックス型振動子を用いた探触子では、その電気機械結合係数および幾何学的形状によって定まる一種類の固定の受信感度を有しており、かかる探触子の受信工程において受信信号を復調する手段を提供することはできない。本発明者は、受信時の感度をバイアス電圧の大きさで制御できる超音波振動子に着目した。このような振動子を備えた探触子において、バイアス電圧の大きさそのものを変調すれば、受信工程において受信信号を探触子で復調することが可能となるからである。かかる超音波振動子としては、圧電セラミックスではなく電歪材料を用いたものが使用できる。電歪材料を用いた振動子では、印加したＤＣバイアス電圧によって生じる電歪効果が、電気−機械変換を呈し、電歪効果の大きさはＤＣバイアス電圧の大きさで制御できるからである。感度を制御できるさらに好適な超音波振動子として、ＤＣバイアス電圧でその感度が定まるｃＭＵＴ（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer：容量型マイクロマシン超音波変換器)を用いることも出来る。【００２２】
なお、電歪材料を用いた振動子やｃＭＵＴを用いた振動子は、従来から所定の定常的なバイアス電圧が印加されて使用されていて、バイアス電圧そのものを変調するということは従来開示されていない。実際、これらの探触子を使った特許文献１などでは、「ＤＣバイアス電圧」などと記載されている。本発明においては、探触子の感度を定めるバイアス電圧の大きさそのものを変調して、探触子に復調機能を生じさせ、超音波反射信号を探触子の受信工程で復調することが重要であって、探触子が、上記電歪材料の振動子やｃＭＵＴを備えたものに限定されるものではない。【００２３】
つぎに、本実施の形態の超音波診断装置について、具体的に説明する。まず、本発明の要である、バイアス電圧の大きさによってその感度が制御できる配列型探触子１０の構造について説明する。ここでは、配列型探触子１０は、一例としてｃＭＵＴを用いている。図１は、配列型探触子１０の模式的な構造を説明する図である。探触子１０は、短冊状のｍ個の振動子１１−１から１１−ｍ（ｍ：例えば６４や１９２等の自然数）が配列された一次元アレイの構造を有し、振動子１１−１〜１１−ｍの背面にはバッキング層１２が配置されている。また、振動子１１−１〜１１−ｍの超音波送出側（図１の上方）にはマッチング層１３が配置され、更にその上には音響レンズ１４が配置されている。振動子１１−１〜１１−ｍは、送波電気信号を超音波に変換して生体内に超音波を送出するとともに、生体内で反射された超音波を受信して電気信号に変換し、反射信号を形成する。バッキング層１２は、振動子１１−１〜１１−ｍの背面側に送出される不要な超音波を吸収するとともに振動子１１−１〜１１−ｍの不要な振動を抑制するために配置されている。マッチング層１３は、振動子１１−１〜１１−ｍと生体との音響インピーダンスを整合させることによって超音波の生体内への伝送効率を向上させるものである。図１においては、良く使われる構造としてマッチング層１３が２層構造のものを表示してある。音響レンズ１４は、振動子１１−１〜１１−ｍの配列方向と直交するいわゆる短軸方向に超音波ビームを収束するものである。【００２４】
ここで、振動子１１−１〜１１−ｍは、図２に示すように、そのおのおのが多数個の、例えば六角形の微小なドラム１８によって構成されている。（なお、図２においては、図示の都合上振動子１１−３〜１１−５の３素子のみを記載している。）個々のドラム１８は、図３を用いてこの後説明するように、電気的にはコンデンサとして見なせるが、振動子１１−１〜１１−ｍをそれぞれ構成するドラム１８の群は、上部電極１８ａが配線１８ｇによって相互に接続され、下部電極１８ｂは共通電極になっているため、多数の並列コンデンサと電気的には同一の働きをする。【００２５】
１つのドラム１８の構造を図３を用いて説明する。ドラム１８は、半導体プロセスの微細加工技術で形成されたものであり、シリコン等の半導体基板である基板１８ｃと、その上に形成された下部電極１８ｂと、支持部となる絶縁体膜１８ｄと、絶縁体膜１８ｄの上部に配置された半導体薄膜１８ｆと、さらにその上に配置された上部電極１８ａとを備えている。半導体薄膜１８ｆと下部電極１８ｂとの間には、絶縁体膜１８ｄをエッチングすることによって形成された真空（または所定のガス圧）の空孔１８ｅが設けられている。化合物半導体などで構成される半導体薄膜１８ｆは、絶縁体膜１８ｄにより縁を支持され、ちょうど楽器のドラムのように空間に浮いて張られた形状となっている。上部・下部電極１８ａ、１８ｂ間にＤＣバイアス電圧を印加するとクーロン力が生じ、半導体薄膜１８ｆには適度な張力が発生する。超音波送信時には、ＤＣバイアス電圧に重畳して上・下部電極１８ａ、１８ｂ間に駆動交流信号が印加されると、楽器のドラムが連打されて音を発するのと同様、ドラム１８から超音波が発生する。また、超音波受信時には、このドラム１８に超音波が入射すると、その大きさと波形に比例して電極１８ａ、１８ｂ間の距離が変化するから、両電極１８ａ、１８ｂが構成するコンデンサの静電容量が、それに対応して変化する。静電容量の変化を両電極１８ａ、１８ｂの電気信号から検出することにより超音波が受信できる。図２に示すように、振動子１１−１〜１１−ｍはそれぞれ、多数個のドラム１８を並列に配置した構成であるので、多数個のドラム１８から同時に超音波信号を発生して生体内に送信し、あるいは同時に多数個のドラム１８で同時に受信して反射信号を形成することができる。【００２６】
このようなｃＭＵＴ構造の探触子１０において、一定振幅の駆動交流信号に対して送出される超音波の大きさ（すなわち電気信号から音響信号への変換効率を表す送信感度）、ならびに、一定振幅の超音波に対して得られる電気信号の大きさ（すなわち音響信号から電気信号への変換効率を表す受信感度）は、いずれもバイアス電圧が直流である場合には、バイアス電圧の大きさの２倍に比例することが知られている（IEEE Transactions On Ultrasonics, Ferroelectric, And Frequency Control, Vol45 pp.678-690 May 1998におけるp682の右側カラム参照）。よって、送信時のＤＣバイアス電圧の大きさをｄｃ、これに重畳する時間ｔで変化する駆動信号波形をｆ(t)とすると、探触子１０から送信される超音波信号の大きさＴ(t)は下式（１）で表される。また、受信時のＤＣバイアス電圧の大きさをｄｃ、受信される超音波信号をｇ(t)とすると、探触子１０の出力電圧Ｒ(t)は下式（２）で表される。
Ｔ(t)＝２・Kt・ｄｃ・ｆ(t)    …（１）
Ｒ(t)＝２・Kr・ｄｃ・ｇ(t)    …（２）
ただし、Kt、Krは、振動子を構成する材料や幾何学的寸法に依存する常数である。【００２７】
（１）式、（２）式より、送信時にはＤＣバイアス電圧の大きさｄｃに比例し、かつ送信信号ｆ(t)に相似した超音波信号Ｔ(t)を送信でき、受信時にはＤＣバイアス電圧の大きさｄｃに比例し、受信超音波信号ｇ(t)に相似した電圧信号R(t)が出力されることがわかる。【００２８】
本発明者らは、バイアス電圧の大きさを時間ｔについて変化させた場合であっても（２）式の関係が成立することを実験により確認した。すなわち、バイアス電圧の大きさを時間ｔで変化するF(t)とした場合の受信超音波信号に起因した電圧信号Ｒ(t)は、下式（３）で表すことができる。よって、バイアス電圧の大きさそのものを変調したＦ(t)を印加することにより、探触子１０の受信工程における電圧信号Ｒ(t)をＦ(t)で変調させることができるため、受信信号を探触子で受信する工程において探触子１０によって復調することが可能である。
Ｒ(t)＝２・Kr・Ｆ(t)・ｇ(t)    …（３）【００２９】
つぎに、探触子１０において、振動子１１−１〜１１−ｍの送信時および受信時にバイアス電圧を印加し、送信および受信動作を実現するための回路構成について図４を用いて説明する。図４においては、図３のドラム１８のうち、主要部である上部電極１８ａ、下部電極１８ｂ、および、半導体薄膜１８ｆを模式的に示している。送信時には、加算器１０３と抵抗１０２とを用い、バイアス電圧発生源１０４からのＤＣバイアス電圧と、駆動信号発生源１０５からの駆動信号波形とを加算器１０３により重畳し、抵抗１０２を介して上部電極１８ａに印加する。【００３０】
一方、受信時には、抵抗１０２と、容量検出器（例えば増幅部３１）とを用い、バイアス電圧発生源１０４から駆動信号と同帯域の変調バイアス電圧波形を抵抗１０２を介して上部電極１８ａに印加するとともに、上下電極１８ａ、１８ｂ間の容量を増幅部３１により検出する。反射超音波信号がドラム１８に入射すると、上部電極１８ａと下部電極１８ｂの容量は、入射超音波の大きさと波形によって変調され、同時に変調バイアスによっても変調されているため、透過的なインピーダンス１１１を有する増幅部３１によって、容量を検出することにより、超音波信号の受信と復調を同時に行うことができる。なお、増幅部３１のインピーダンス１１１と上部電極１８ａとの間にはコンデンサ１０１を挿入し、上部電極１８ａに印加されるバイアス電圧が増幅部３１の過大入力にならないようにする。なお、下部電極１８ｂは、グランド電位にすることができる。【００３１】
したがって、配列型探触子１０のうちの１つの振動子は、具体的には図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したように、３端子あるいは４端子の素子構成にすることができる。すなわち、配列型探触子１０を送信用の探触子と受信用の探触子とに分けて用いる場合には、送信用探触子を構成する振動子１０ａは、図５（ａ）のようにバイアス電圧入力端子Ｂと、駆動信号を入力する送信端子Ｔと、グランド端子Ｇを備える３端子デバイスとなる。送信用振動子１０ａは、振動子１１−Ｌ（Ｌ＝１〜ｍのうちのいずれか）の上部電極１８ａに接続された加算器１０３および抵抗１０２ａを含み、加算器１０３が重畳した駆動信号とバイアス電圧を抵抗１０２ａを介して上部電極１８ａに印加する構成とする。下部電極１８ｂは、グランド端子Ｇと接続される。一方、受信用探触子を構成する振動子１０ｂは、バイアス電圧入力端子Ｂと、変換した電圧信号を出力する受信端子Ｒと、グランド端子Ｇの３端子デバイスとなる。受信用振動子１０ｂは、振動子１１−Ｍ（Ｍ＝１〜ｍのうちのいずれか）に接続された、抵抗１０２ｂおよびコンデンサ１０１を含み、変調バイアス電圧を抵抗１０２ｂを介して上部電極１８ａに印加する。また、上部電極１８ａの電位は、コンデンサ１０１を介して受信端子Ｒから出力される。下部電極１８ｂは、グランド端子Ｇと接続される。【００３２】
配列型探触子１０を送受信兼用の探触子とする場合には、１つの振動子１０ｃは図５（ｃ）のようにバイアス電圧入力端子Ｂと、送信端子Ｔと、受信端子Ｒと、グランド端子Ｇの４端子デバイスとなる。各振動子１０ｃは、振動子１１−Ｎ（Ｎ＝１〜ｍのうちのいずれか）へ印加されるバイアス電圧と駆動信号とを重畳する加算器１０３と、抵抗１０２と、コンデンサ１０１とを含む構成となる。【００３３】
つぎに、上述してきた本発明の配列型探触子１０を用いた超音波診断装置１の全体構成と動作について図６を用いて説明する。本実施形態の超音波診断装置１は、連続波ドプラ法により被検体に係る診断情報（例えば、血流速度）を取得する装置である。【００３４】
図６に示すように、超音波診断装置１は、配列型探触子１０と、連続波送信部２０と、送信用位相回転部２１と、ＤＣバイアス供給部２３と、受信部６０と、受信用位相回転部２２と、変調バイアス増幅部２４と、システム制御部３００と、表示部９０とを有している。受信部６０は、増幅部３１と低域濾波部４１と加算部５１と診断情報算出部８０とを備えている。【００３５】
配列型探触子１０は、ここではＮ個の振動子を有し、これらは複数（Ｎ／２個）の送信用振動子１０ａと複数（Ｎ／２個）の受信用振動子１０ｂに分けられ、それぞれが配列されている場合を例に説明する。例えば、セクタ配列探触子の右側半分(１〜N／２）の配列振動子を送信用探触子１０Aに、左側半分（Ｎ／２＋１〜Ｎ）を受信用探触子１０Ｂに用いる場合と同様である。送信用振動子１０ａと受信用振動子１０ｂの構造は、すでに説明した通りである。なお、図６では図示の都合上、送信用探触子１０Ａと受信用探触子１０Ｂとを１つの送信用振動子と１つの受信用振動子のみで示している。【００３６】
連続波送信部２０は、連続正弦波（周波数ω０、例えば２ＭＨｚ）を生成する。送信用位相回転部２１は、送信時のフォーカシングのために、連続波送信部２０の連続正弦波を各送信用振動子１０ａごとに所定の位相量ずつ回転させ、これを駆動信号として送信配列振動子１０ａの送信端子Ｔに供給する。一方、ＤＣバイアス供給部２３は、送信用振動子１０ａの感度を規定するために所定の大きさの直流バイアスを送信用振動子１０ａのバイアス端子Ｂに供給する。これにより、配列された送信用振動子１０ａから、生体内の所定フォーカス位置に対して連続波超音波が放射される。【００３７】
生体内の血流などの移動物体で反射された超音波は、移動物体の移動速度に応じて、周知のごとく周波数シフトし、周波数ω１（＝ω０ｔ＋Δω０、例えば２ＭＨｚ＋１ＫＨｚ）となって、配列された受信用振動子１０ｂに入射する。入射した超音波信号は、受信用振動子１０ｂにおいて電気信号に変換されるが、本実施の形態では、上述したように電気信号への変換と同時に、復調処理が実施される。【００３８】
受信用位相回転部２２は、受信時のフォーカシングのために、連続波送信部２０の出力する連続正弦波信号の位相を各受信用振動子１０ｂごとに所定量ずつ回転させて変調バイアス増幅部２４に供給する。変調バイアス増幅部２４は、位相回転された連続正弦波信号の振幅を予め定めた振幅（例えば１００Ｖ）まで増幅することにより、駆動信号と同じ周波数で所定振幅の連続波電圧信号を生成し、これを変調バイアス信号として受信用振動子１０ｂのバイアス端子Ｂに供給する。【００３９】
配列された受信用振動子１０ｂのうち、ｋ番目の振動子１０ｂの受信工程について数式を用いて具体的に説明する。生体内で反射し、ｋ番目の振動子で受信される超音波は、生体内の焦点位置とｋ番目の振動子１０ｂとの距離で決まる位相θ(k)を用いて、
ｇ(t,k)＝G・ｃｏｓ(ω１ｔ＋θ(k))    …（４）
と表される。受信用位相回転部２２により位相をθ(k)だけ回転させることにより、ｋ番目の受信用振動子１０ｂのバイアス端子Bに供給される変調バイアス信号は、
Ｆ(t、k)＝F・ｃｏｓ(ω０ｔ−θ(k))    …（５）
と表される。このときｋ番目の受信用振動子１０ｂの受信端子Ｒから出力される電圧信号Ｒ(t)は、上述した式（３）よりＦ(t,k)・ｇ(t、k)に比例するが、その高調波成分（例えば４．００１ＭＨｚ）を除いて、
Ｒ(t,k)＝２・Kr・F・G・ｃｏｓ(Δω０ｔ）    …（６）
となり、周波数Δω０（例えば１ＫＨｚ）のみが抽出され、ドプラ復調が実現されている。しかも、θ(k)の項が含まれておらず、素子番号ｋによらず同位相となっており、このことは電子フォーカスの整相処理も同時に実現されていることを示している。【００４０】
すなわち、本実施の形態では受信用振動子１０ｂの受信端子Ｒの出力波形は、ドプラ復調および整相が施された信号と同等の信号になっている。よって、受信部６０では、振動子１０ｂで受信する際に生じる高調波成分（４．００１ＭＨｚ）を低域濾波部４１によって取り除くだけで、ドプラ周波数Δω０（１ＫＨｚ）を求めることが可能となる。また、増幅部３１は、低域濾波部４１の前段で信号処理に必要な所定レベルまで増幅する。加算部５１は、低域濾波部４１の後段で、配列された各受信用振動子からの信号を加算するが、各受信用振動子からの出力信号は式（６）のように番号ｋによらないから、加算部５１において従来のような整相処理は不要であり、単なる加算のみを行う。これにより、加算部５１の出力は、ドプラ周波数、ここでは１ＫＨｚのオーディオ周波数帯となり、診断情報算出部８０に入力される。診断情報算出部８０は、自己相関処理などの周知の演算を行うことにより、被検体の診断情報（例えば移動物体の移動速度や、その２次元分布画像）の生成に必要な演算を行う。診断情報は、表示部９０に表示される。なお、低域濾波部４１と増幅部３１の順番は、高調波成分が増幅部３１の飽和、あるいは加算部５１の飽和を惹起しない範囲で交換しても、本発明の機能は損なわれない。【００４１】
システム制御部３００は、連続波送信部２０、送信用位相回転部２１、受信用位相回転部２２、ＤＣバイアス供給部２３、変調バイアス増幅部２４などの各部に制御指令を出力する。システム制御部３００は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により構成される。具体的には、システム制御部３００は、位相回転や診断情報の演算などに必要なデータを演算して供給する機能や、バイアス電圧の制御機能を有する。なお、図面上の煩雑さを避けるため、図６においてはシステム制御部３００からの指令の流れを示す線図を省略している。表示部９０は、受信部６０がドプラ周波数から求めた被検体に係る診断情報を表示する。【００４２】
本発明者は、上記のバイアス電圧でその感度が定まる探触子１０を用いて超音波診断装置１を作成し、性能を確認した。探触子１０を構成する振動子１個は、ドラム１８の空孔１８ｅの高さを０．３ミクロン、１つのドラム１８の大きさを５０μｍ（直径）で、ドラム１８の配列は図２に示す構成で横４列、縦２００列とし、探触子１０の構造は図１のように振動子１１−１〜１１−ｍが一配列された構造とした。送信用配列振動子に印加するＤＣバイアス電圧の大きさは１００ボルト、受信用振動子に印加する変調バイアス電圧の振幅は１００ボルト（ピーク対ピーク）とした。この構造および条件により、超音波周波数２−５ＭＨｚで良好なドプラ復調感度を得ることができた。【００４３】
つぎに、比較例として、従来の連続波ドプラ機能を提供する超音波診断装置の構成を図８を用いて説明する。図８の超音波診断装置は、N個の配列振動子を有する探触子１７０が各々N／２個の振動子から成る送信用探触子１７０Ａと受信用振動子１７０Ｂに分けられている。探触子１７０Ａと１７０Ｂは、一般的な圧電素子型振動子を用いて構成されている。信号処理部には、整相機能とドプラ復調機能とを有する復調部１４０が配置されている。比較例の図８の装置では、復調部１４０に受信用位相回転部２２の出力信号が入力される。その他、本実施の形態の超音波診断装置と同じ構成部分には同じ符号を付し、説明を省略する。送信用探触子１７０Ａから生体内へ送波された連続波超音波は、生体内の血流などの移動物体で反射され、周波数ω１（＝ω０ｔ＋Δω０、例えば２ＭＨｚ＋１ＫＨｚ）となって、受信用探触子１７０Ｂに入射する。受信用探触子１７０Ｂには本実施の形態のように復調機能はないため、その出力電圧波形は、周波数ω１である。復調部１４０は、受信信号の周波数成分ω１と、受信用位相回転部２２の出力ω０とを乗算し、Δω０と２ω０ｔ＋Δω０を形成する。同時に、受信信号に含まれるθ(k)を整相する。低域濾波部４１は、Δω０と２ω０ｔ＋Δω０のうちΔω０成分（例えば１ＫＨｚ）、すなわちドプラ周波数のみを取り出す。システム制御部１３００は、これらの処理を制御する。【００４４】
図８の比較例の構成では、復調部１４０が処理可能なレベルまで前置増幅部１３１により超音波探触子１７０Ｂの受信信号を増幅するため、熱雑音の大きな前置増幅部１３１の性能によって復調部１４０の性能が事実上制限される。その結果、図８の比較例の超音波診断装置では、診断情報となる生体内の熱雑音（血流の走行状態等）が、前置増幅部１３１の雑音に埋もれる場合があった。【００４５】
これに対し、本発明の超音波診断装置１は、その感度がバイアス電圧で定められる超音波探触子１０を用い、バイアス電圧を変調することにより、探触子１０において受信と同時に復調することができるため、復調処理は、増幅部３１の熱雑音の影響をうけない。よって、増幅部３１の後段で復調したならば熱雑音に埋もれたであろう微弱な信号であっても、大幅に改善された信号対雑音比で検出できる。また、復調処理を探触子１０で行うため、信号処理を行う受信部６０には、従来の電子回路の復調部１４０は不要であり、装置の大幅な小型化と低価格化を図ることができる。【００４６】
また、従来は、配列された探触子の隣接探触子間のクロストークにより、前置増幅部１３１の飽和現象が生じていたが、本発明の超音波診断装置では、増幅部の飽和現象が発生しないため、配列された送信探触子１０Ａと配列された受信配列探触子１０Ｂとの間にいわゆるギャップ素子を配置する必要がない。よって、配列探触子の全素子をドプラ検出に使用できる他、送信用振動子と受信用振動子とを交互に配列したいわゆるインターリーブ方式のドプラ診断装置の形成が可能である。これにより、左右に送信用探触子および受信用探触子を分割配置した場合よりも優れたビームを利用することが併せて可能である。なお、送信用探触子１０Ａおよび受信用探触子１０Ｂは、図５（ｃ）のように送受信を兼用する配列振動子１０ｃの構成とすると、連続波ドプラの他にＢモード撮像、Ｍモード、パルスドプラやドプラ断層撮像（ＣＦＭ）へ対応することも可能である。ここまでは連続波ドプラとして知られるモードについて説明してきたが、超音波診断装置の他のモード、Ｂモード撮像、Ｍモード撮像、パルスドプラ、ドプラ断層撮像（ＣＦＭ）においても本発明の骨子は損なわれない。実際、Ｂモード撮像においては、例えば、中心周波数３ＭＨｚのパルス波形が超音波の送受信に用いられるが、受信された中心周波数３ＭＨｚのパルスは、３ＭＨｚで変調されたバイアス電圧により、そのキャリア周波数３ＭＨｚが復調され、包絡線信号となるのである。周知のようにＢモード撮像においては、検波回路などにより包絡線信号を抽出してその強度情報を輝度情報に対応させて画像表示するのであるが、ここでも探触子の受信工程において包絡線信号の抽出が行われ、後続する増幅器の雑音に埋もれることなく微弱な信号を映像化することができる。【００４７】
つぎに、上述の図６の超音波診断装置１の超音波送信および受信時の動作について、図７（ａ）、（ｂ）を用いて補足説明する。図７（ａ）は、超音波の送波処理のフローを示すダイアグラムであり、図７（ｂ）は、超音波の受波処理のフローを示すダイアグラムである。【００４８】
まず、送波処理について図７（ａ）を用いて説明する。
＜直流バイアスの印加（Ｓ７００）＞  
操作者は、超音波探触子１０を被検体の体表に接触させる。システム制御部３００の制御下で、ＤＣバイアス供給部２３により、所定の大きさの直流バイアスｄｃが送信用探触子１０Ａの振動子のそれぞれに供給される。【００４９】
＜駆動信号の生成（Ｓ７０２）＞  
システム制御部３００の制御下で、連続波送信部２０により駆動信号ｆ(t)が送信用位相回転部２１に供給される。駆動信号ｆ(t)は連続正弦波（例えば、周波数ω０＝２ＭＨｚ）であり、式（７）のように表される。なお、式（７）のＦ０は常数である。
ｆ(t)＝Ｆ０・ｃｏｓ(ω０ｔ)    …（７）【００５０】
＜駆動信号の位相回転（Ｓ７０４）＞  
システム制御部３００の制御下で、送信用位相回転部２１は、駆動信号ｆ(t)の位相を所定の位相量θ’だけ回転させ、送信用探触子１０Ａのそれぞれの振動子に受け渡す。位相回転量θ’は、送信時フォーカシングを実現するためにフォーカス位置に応じて振動子ごとに予め決められたものである。具体的には、配列探触子１０Ａ内の基準振動子からｋ番目（ｋ＝自然数）の振動子に供給される駆動信号ｆ(t,k)は、位相θ(k)だけ回転される。駆動信号ｆ(t,k）は、直流バイアスｄｃに重畳して送信用振動子に供給される。送信用探触子１０Ａに供給される駆動信号ｆ(t、k)は、式（８）のように表される。
ｆ(t,k)＝Ｆｏ・ｃｏｓ(ω０ｔ−θ’(k))    …（８）【００５１】
＜超音波送波信号の射出（Ｓ７０６）〉  
送信用探触子１０Ａは、駆動信号ｆ(t,k)に対応した超音波送波信号Ｔ(t,k)を被検体（例えば血球などの移動物体）に向けて射出する。具体的には、被検体に向けて射出される超音波送波信号Ｔ(t,k)は、式（９）のように表される。式（９）のＫｔは、送信用振動子を構成する材料や幾何学的寸法に基づき定められる常数である。
Ｔ(t,k)＝（２・Ｋｔ・ｄｃ・ｆ(t,k))＋（高調波成分）    …（９）【００５２】
超音波信号Ｔ(t,k)は、被検体により反射され、受信用探触子１０Ｂにより受波される（Ｓ８０６）。受波時の各部の動作について図７（ｂ）を用いて説明する。【００５３】
＜駆動信号の供給（Ｓ８００）＞  
システム制御部３００の制御下で、連続波送信部２０により生成された駆動信号ｆ(t)が受信用位相回転部２２に供給される。この信号ｆ(t)に基づいて、駆動信号と同じ周波数ω０の変調バイアス信号が生成される。以下、受信処理において、駆動信号ｆ（ｔ）を変調信号ｆ（ｔ）と称する。【００５４】
＜変調バイアス信号の位相回転（Ｓ８０２）＞  
受信用位相回転部２２は、受信時フォーカシングを実現するために、変調信号ｆ(t)の位相を所定の位相量θだけ回転させる。回転位相量θは、受信時フォーカス位置に応じて予め定められている。受信用探触子１０Ｂの基準振動子からｋ番目（ｋ＝自然数）の振動子に供給される変調信号ｆ(t,k)は、位相θ(k)だけ回転される。位相回転された変調信号ｆ’(t、k)は、式（１０）のように表される。変調信号ｆ’(t、k)は、変調バイアス増幅部２４に供給される。
ｆ’(t,k)＝Ｆｏ・ｃｏｓ(ω０ｔ−θ(k)）    …（１０）【００５５】
＜変調バイアス信号の印加（Ｓ８０４）〉
変調バイアス増幅部２４は、変調信号ｆ’(t、k）を増幅することにより、周波数が駆動信号と同じ周波数ω０の変調バイアス信号Ｆ(t、k)を生成し、受信用探触子１０Ｂに供給する。例えば、変調信号ｆ’(t、k）の振幅が１０Ｖの場合には、変調バイアス信号Ｆ(t、k)の振幅が１００Ｖ程度になるように増幅する。増幅後の変調バイアス信号F(t、k)は、式（１１）のように表される。ただし、Ｆは常数である。なお、式（１１）のように変調バイアス信号F(t、k)の周波数は、駆動信号ｆ（ｔ）と同一周波数ω０としているが、駆動信号の周波数が帯域を持つ場合には、帯域内の周波数であればそのような周波数に設定することもできる。
Ｆ(t,k)＝Ｆ・ｃｏｓ(ω０ｔ−θ(k))    …（１１）【００５６】
変調バイアス信号Ｆ(t、k)は、受信用回路１３を介して、探触子１０Ｂを構成するｃＭｕｔ１８の上部電極１８ａに印加される。【００５７】
＜超音波反射信号の受波と復調（Ｓ８０６）＞
上記Ｓ７０６の工程で送波された超音波送波信号は、被検体で反射され、超音波反射信号ｇ(t、k)となって、各受信用振動子に到達する。超音波反射信号ｇ(t、k)の周波数ω１は、被検体の血球等の反射源の移動速度に応じたドプラシフト周波数Δω０を含んでおり（ω１＝ω０＋Δω０）、式（１２）のように表される。
ｇ(t,k)＝Ｇ・ｃｏｓ(ω１ｔ＋θ(k)）    …（１２）【００５８】
超音波反射信号ｇ(t,k)は、変調バイアス信号Ｆ(t,k)によって感度が変調された受信用探触子１０Ｂによって受信される。これによって、受信用探触子１０Ｂから出力される復調信号Ｒ(t,k)は、式（１３）のようにドプラ復調処理が施された信号となる。また、式（１３）からわかるように、ドプラシフト成分は、番号ｋの値にかかわらず同位相となり、整相処理（ビームフォーミング）も施されている。
Ｒ(t,k)＝（Ｋｒ・Ｆ・Ｇ・ｃｏｓ（Δω０ｔ））＋（高調波成分）    …（１３）【００５９】
＜復調信号の処理＞  
受信用探触子１０Ｂから出力される復調信号Ｒ(t、k)は、受信部６０に受け渡され、増幅部３１によって増幅された後、低域濾波部２８で高調波成分が除去される。これにより、ドプラシフト周波数成分が抽出される。ドプラシフト周波数成分として抽出された信号は、受信口径に対応した受信用振動子のものについて加算部５１により加算される。加算部５１から出力された信号は、診断情報算出部８０において、自己相関処理などが施されることにより、被検体の診断情報（例えば、血流速度や二次元速度分布画像）が求められる。求められた診断情報は、表示部９０に表示される。【００６０】
つぎに、先に述べた式（３）について補足説明をする。式（３）は、受信時の探触子の出力電圧が変調バイアスに比例することを示す式である。ｃＭＵＴによる受信時出力電圧は、直流バイアスに比例するという式（２）が周知であるが、これが、バイアスを変調させた場合についても成立することを発明者が実験により確認し、式（３）を得て、本実施の形態の説明に用いている。しかしながら、受信用探触子において受信と同時に復調するという本発明には、その受信感度がバイアス電圧の大きさに応じて変化する超音波探触子であれば、必ずしも式（３）の特性でなくても用いることができる。よって、超音波反射信号や変調バイアス信号についての２次以上の項を有する特性の超音波探触子を用いて実現することが可能である。【００６１】
なお、（３）式が成立することは、本発明者が実験により確認しているが、数式上では次のように考えることができる。ｃＭＵＴ探触子の受信時の出力電圧信号Ｒ(t)は、周知の二乗モデルを用いて式（１４）のように表すことができる。
Ｒ(t)＝Ｋｒ・（ｄｃ＋ｇ(t))２
＝Ｋｒ・（ｄｃ２＋２ｄｃ・ｇ(t)＋ｇ(t)２）    …（１４）
ただし、Ｋｒは常数、ｄｃは直流バイアス電圧、ｇ(t)は超音波反射信号である。【００６２】
式（１４）においてバイアス電圧をF(t)で変調すると、式（１５）のように表すことができる。
Ｒ(t)＝Ｋｒ・（F(t)２＋２F(t)・ｇ(t)＋ｇ(t)２）    …（１５）【００６３】
式（１５）のように、出力信号Ｒ(t)は、超音波反射信号ｇ(t)の一次の項と二次の項とを含んでいる。生体にダメージを与えないために、超音波送信信号は微弱に設定されるため、超音波反射信号ｇ(t)も微弱（例えば１Ｖ）であるから、変調バイアス信号Ｆ(t)の振幅を、超音波反射信号ｇ(t)（例えば１Ｖ程度）よりも大きく、例えば１００Ｖに設定することにより、ｇ(t)の二次の項を無視することができる。また、Ｆ(t)の二次の項は、ω０の２倍の周波数の高調波成分であるため、低域濾波部４１で容易に取り除くことができる。よって、式（３）のように表すことができる。
Ｒ(t)＝２・Kr・F(t)・ｇ(t)    …（３）【００６４】
これを周波数ω０、ドプラ周波数Δω０を用いて表すと以下のようになる。
変調信号をF(t)＝F・ｃｏｓ(ω０ｔ）とし、ドプラ効果により周波数シフトした超音波受信信号をｇ(t)＝G・ｃｏｓ(ω１ｔ＋θ）とする（ω１＝ω０ｔ＋Δω０、θ：反射体と受信用振動子との距離で決まる位相回転量）と、式（１５）は、以下の式（１６）ように表される。
Ｒ(t)＝Ｋｒ・(Ｆ２・ｃｏｓ２(ω０ｔ)＋ＦＧ(ｃｏｓ(Δω０ｔ＋θ)
＋ｃｏｓ(２ω０ｔ＋Δω０ｔ＋θ))＋Ｇ２・ｃｏｓ２(ω１ｔ＋θ))    …（１６）【００６５】
式（１６）において、直流成分も周波数ω０の２倍高調波成分を濾波器で取り去ると、式（１７）のようになり、探触子の出力電圧Ｒ(t)として、ドプラシフト成分のみを抽出することができる。
Ｒ(t)＝Ｋｒ・Ｆ・Ｇ・ｃｏｓ（Δω０ｔ）    …（１７）【００６６】
よって、本実施の形態においては、受信用探触子１０ｂの出力が式（１５）で表される場合には、変調バイアス信号Ｆ(t)の振幅は、超音波反射信号ｇ(t)よりも大きく、例えば２倍以上に設定することが望ましい。さらには１０倍以上に設定することがより好適である。【００６７】
ただし、ｃＭＵＴ探触子の出力特性は、ドラムを構成する材料や形状、ドラムの配列、ならびに、使用条件によって変化するため、これらを設計・設定することにより出力特性を制御し、受信感度がバイアス電圧の大きさに応じて変化する範囲で使用することももちろん可能である。【００６８】
なお、受信用探触子は、受信感度がバイアス電圧の大きさに応じて変化するものであればｃＭＵＴ探触子に限られず他の構成のものを用いることができる。例えば、電歪材料（例えば、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３系固溶体セラミックス）から形成されたものを用いることができる。【００６９】
なお、本実施の形態では送信用探触子と受信用探触子を別々に配設した例を説明したが、図５（ｃ）に示す構造の送受信兼用振動子１０ｃを配列して、同一の振動子により超音波信号を送受する形態としてもよい。また、本実施の形態では送信用振動子の数（Ｎ／２個）と受信用振動子の数（Ｎ／２個）を同じとしたが、必ずしも同数でなくてもよい。【００７０】
探触子１０を構成する振動子１１−１〜１１−ｍのドラム１８の形状は、ここでは六角形の場合について説明したが、多角形あるいは円形等の他の形状にすることも可能である。【００７１】
上述してきた超音波診断装置は、連続波ドプラ法を用いる装置であるが、パルスドプラ法や組織断層像法にも通用できる。その場合、診断情報算出部３２または加算部３０の後段に、受信信号に基づき超音波像（例えば、カラードプラ断層像や組織濃淡断層像）を構成する画像処理部を配置する。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、超音波探触子を介し被検体との間で超音波を送受し、超音波探触子から出力される信号に基づき被検体の診断情報（例えば、血球などの反射源の移動速度や速度分布、又は組織断層像）を取得する超音波診断装置に適用することができ、特に、受信系の信号対雑音比が高く、高感度の超音波診断装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施の形態の超音波診断装置の超音波探触子１０の一部の構成を示す切り欠き斜視図である。
【図２】図１の超音波探触子の振動子１１−１〜１１−ｍの上面図である。
【図３】図１の振動子１１−１等を構成するドラム１８の断面図である。
【図４】図３のドラムから超音波を発信および受信するために必要な電気回路を示す回路図である。
【図５】（ａ）送信用振動子の構成を示すブロック図である。（ｂ）受信用探触子の構成を示すブロック図である。（ｃ）送受信兼用振動子の構成を示すブロック図である。
【図６】一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７】（ａ）図６の超音波診断装置の超音波の送波処理を示すダイアグラムである。（ｂ）図６の超音波診断装置の超音波の受波処理のフローを示すダイアグラムである。
【図８】比較例の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…超音波探触子、１０Ａ…送信用探触子、１０Ｂ…受信用探触子、１０ａ…送信用振動子、１０ｂ…受信用振動子、１０ｃ…送受信用振動子、１１−１〜１１−ｍ…振動子、１２…バッキング層、１３…マッチング層、１４…音響レンズ、１８…ドラム、１８ａ…上部電極、１８ｂ…下部電極、１８ｃ…基板、１８ｄ…絶縁体膜、１８ｅ…空孔、１８ｆ…半導体薄膜、１８ｇ…配線、２０…連続波送信部、２１…送信用位相回転部、２２…受信用位相回転部、２３…ＤＣバイアス供給部、２４…変調バイアス増幅部、３１…増幅部、４１…低域濾波部、５１…加算部、６０…受信部、８０…診断情報算出部、９０…表示部、１０１…コンデンサ、１０２、１０２ａ、１０２ｂ…抵抗、１０３…加算器、１０４…バイアス電圧発生源、１０５…駆動信号発生源、１１１…インピーダンス、３００…システム制御部。
【図１】
0005179058.tif 000002
【図２】
0005179058.tif 000003
【図３】
0005179058.tif 000004
【図４】
0005179058.tif 000005
【図５】
0005179058.tif 000006
【図６】
0005179058.tif 000007
【図７】
0005179058.tif 000008
【図８】
0005179058.tif 000009