(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を少なくとも一部で行列状に２次元的に配列した超音波プローブと、
前記超音波振動子を駆動するために、１次元走査用及び２次元走査用の駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記駆動信号発生手段からの信号を、前記超音波プローブの所定の超音波振動子に供給するための切替手段と、
を備えた超音波診断装置において、
前記切替手段は、第１のスイッチ群、第２のスイッチ群及び第３のスイッチ群で構成されており、
前記第１のスイッチ群が、前記駆動信号発生手段からの駆動信号のうち前記１次元走査用の駆動信号を前記第３のスイッチ群に送り、前記２次元走査用の駆動信号を前記第２のスイッチ群に送り、
前記第２のスイッチ群は、１次元走査時には非導通状態となり、２次元走査時には導通となって前記２次元走査用の駆動信号を前記第３のスイッチ群に送り、
前記第３のスイッチ群は、前記複数の超音波振動子の個々に接続されており、前記１次元走査時には前記複数の超音波振動子を電気的に接続して前記第１のスイッチ群からの前記１次元走査用の駆動信号を供給し、前記２次元走査時には前記第２のスイッチ群からの前記２次元走査用の駆動信号を供給することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記複数の超音波振動子のうち全ての超音波振動子又は特定の超音波振動子を、同じ駆動条件で駆動するように前記切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記切替手段は、前記複数の超音波振動子を前記複数の組に分け、前記複数の組のうち一部の組に含まれる複数の超音波振動子を共通駆動可能に接続するように切り替えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記複数の超音波振動子は、前記複数の組に分かれて配列され、それらのうちの１つの組における超音波振動子の列と行の各ピッチは、他の組における超音波振動子の列と行の各ピッチよりも密に配列されており、
前記切替手段は、ピッチが密な組の超音波振動子を３次元像再構成用に切り替え、ピッチが粗な組の超音波振動子を２次元像再構成用に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記ピッチが密な組の超音波振動子が中央部に配列され、その両脇部に前記ピッチが粗な組の超音波振動子が配列されていることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて生体内部の状態を診断する超音波診断装置及び超音波プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超音波の医学的な応用としては種々の装置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生体の軟部組織の断層像を表示する超音波診断装置である。
【０００３】
この超音波診断装置は、無侵襲検査法により軟部組織の断層像を表示するものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置及び核医学診断装置等の他の診断装置に比べて、リアルタイム表示が可能であること、装置が小型で安価であること、Ｘ線等の被曝がなく安全性が高く、さらに超音波ドプラ法により血流イメージングが可能である等の独自の特徴を有している。このため心臓、腹部、乳線、泌尿器、及び産婦人科等でその活用範囲は広い。
【０００４】
特に超音波プローブを体表から割り当てるだけの簡単な操作で、心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査が行える他、ベッドサイドヘ移動して行っての検査も容易に行える等簡便である。
【０００５】
また、超音波パルスドプラ法と、超音波パルス反射法とを併用し、一つのプロ−ブで断層像（白黒Ｂモード像）と血流情報とを得るとともに、リアルタイムで表示できるようにした超音波ドプラ診断装置が普及している。
【０００６】
さらに近年では、３Ｄ（３次元）像を構成して表示し、これをリアルタイムで行うことができるような超音波ドプラ診断装置が開発されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
３Ｄ像をリアルタイムに構成、表示するためにはプローブを駆動するための多チャンネル送受信回路を有するシステムと２Ｄ（２次元）アレイの構成を有するプロ−ブが必要になる。
【０００８】
３Ｄ像は生体内の情報を立体的に把握すためには有用である。しかし、従来までの２Ｄ像に比較して距離、方位方向の分解能が低下する可能性がある。
【０００９】
一方で、３Ｄ像を得るためのシステムは２Ｄアレイを用いて、これまで音響レンズにより固定焦点であったスライス方向の音場制御を行うことにより、高精細な２Ｄ像をも得ることができる。
【００１０】
現状では、３Ｄ像と、高精細２Ｄ像とは各々専用プローブを用いて画像の収集を行っているが、３Ｄ像を表示中に高精細２Ｄ像を表示させたい場合、又はその逆の場合、操作中に両プローブの持ち換え操作が必要になることが予想され、操作性の低下を招くことになる。
【００１１】
本発明は、持ち換え操作が不要である１本の超音波プローブで２次元像と３次元像とを得ることを可能にして操作性の向上を図ることができ、また２次元像と３次元像とを同時に表示可能で被検体の臓器、血管等の体内情報の把握を明確に行うことが可能な超音波診断装置及び超音波プローブを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数の超音波振動子を少なくとも一部で行列状に２次元的に配列した超音波プローブと、前記超音波振動子を駆動するために、１次元走査用及び２次元走査用の駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記駆動信号発生手段からの信号を、前記超音波プローブの所定の超音波振動子に供給するための切替手段と、を備えた超音波診断装置において、前記切替手段は、第１のスイッチ群、第２のスイッチ群及び第３のスイッチ群で構成されており、前記第１のスイッチ群が、前記駆動信号発生手段からの駆動信号のうち前記１次元走査用の駆動信号を前記第３のスイッチ群に送り、前記２次元走査用の駆動信号を前記第２のスイッチ群に送り、前記第２のスイッチ群は、１次元走査時には非導通状態となり、２次元走査時には導通となって前記２次元走査用の駆動信号を前記第３のスイッチ群に送り、前記第３のスイッチ群は、前記複数の超音波振動子の個々に接続されており、前記１次元走査時には前記複数の超音波振動子を電気的に接続して前記第１のスイッチ群からの前記１次元走査用の駆動信号を供給し、前記２次元走査時には前記第２のスイッチ群からの前記２次元走査用の駆動信号を供給することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１３】
この発明によれば、前記切換手段の切換え動作により、１本の超音波プローブを使用して２次元像と３次元像とを得ることが可能となり、これにより、操作性の向上を図ることができ、また、２次元像と３次元像とを同時に表示することができるので、被検体の臓器、血管等の体内情報の把握が容易となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置であって、前記切替手段は、前記複数の超音波振動子のうち全ての超音波振動子又は特定の超音波振動子を、同じ駆動条件で駆動するように前記切り替えを行うことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記切換手段の切換え動作により、超音波プローブにおける２次元配列の超音波振動子の全領域又は特定領域を同じ駆動条件となるように切換えるので、２次元像のみ又は３次元像のみを容易に再構成することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置であって、前記切替手段は、前記複数の超音波振動子を前記複数の組に分け、前記複数の組のうち一部の組に含まれる複数の超音波振動子を共通駆動可能に接続するように切り替えることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記切換手段の切換え動作により、２次元配列の超音波振動子を特定ブロック毎に分割して被検体を走査することで、高精細２次元像を構成することが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の超音波診断装置であって、前記複数の超音波振動子は、前記複数の組に分かれて配列され、それらのうちの１つの組における超音波振動子の列と行の各ピッチは、他の組における超音波振動子の列と行の各ピッチよりも密に配列されており、前記切替手段は、ピッチが密な組の超音波振動子を３次元像再構成用に切り替え、ピッチが粗な組の超音波振動子を２次元像再構成用に切り替えることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の超音波診断装置であって、前記ピッチが密な組の超音波振動子が中央部に配列され、その両脇部に前記ピッチが粗な組の超音波振動子が配列されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４、５記載の発明によれば、前記切換手段の切換え動作により、２次元アレイ構成の超音波振動子の分割ピッチの密な領域、例えば中央部を３次元像再構成用に、また、分割ピッチの粗な領域、例えば両脇部を２次元像再構成用とするものであるから、超音波振動子の分割ピッチの粗密に応じて２次元像、３次元像を同時に得ることが可能となる。
【００２４】
この発明によれば、前記切換手段を、１次元走査用の駆動信号供給用の第１のスイッチ群と、２次元走査用の駆動信号供給用の第１のスイッチ群と、１次元走査時、２次元走査時で超音波振動子の複数の素子の接続切換えを行う第３のスイッチ群とを使用した構成で、１本の超音波プローブを使用して２次元像と３次元像とを得ることが可能となり、これにより、操作性の向上を図ることができ、また、２次元像と３次元像とを同時に表示することができるので、被検体の臓器、血管等の体内情報の把握が容易となる。
【００２６】
この発明によれば、複数の超音波振動子の２次元的配置の第１の超音波振動子群と、複数の超音波振動子を第１の超音波振動子群よりも粗いピッチで配置した第２の超音波振動子群とからなる構成で、２次元像と３次元像とを得ることが可能な超音波プローブを提供することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の超音波診断装置の実施の形態を説明する。
【００２８】
本実施の形態の超音波診断装置は、図１に示すように、９６列、８行配置で合計７６８個の素子（超音波振動子）を列設したコンベックスプロ−ブ型のプローブ（超音波プローブ）１と、装置本体２と、２Ｄ像や３Ｄ像を表示する表示装置（ディスプレイ）３とを有している。
【００２９】
装置本体２は、全体の制御を行うホストＣＰＵ１０と、プローブ１の駆動及びプローブ１からの信号を受信するパルサ／プリアンプユニット１１と、パルサ／プリアンプユニット１１の出力信号の波形整形を行う１６個のビームフォーマＢＦ1 乃至ＢＦ16からなる波形整形回路１２と、前記ホストＣＰＵ１０、波形整形回路１２に各々接続されたバスａ、バスｂ間に接続したエコー信号の強弱に基づいて体内構造に対応する信号を求めるＢモード信号処理を行うエコープロセッサ１３と、エコー信号から速度情報を求めるドプラプロセッサ１４と、エコープロセッサ１３及びドプラプロセッサ１４からの出力信号に基づいて３Ｄ画像の再構成を行う３Ｄプロセッサ１５と、エコープロセッサ１３、ドプラプロセッサ１４及び３Ｄプロセッサ１５の出力信号から各種計算値を求めるアプリケーションプロセッサ１６と、ホストＣＰＵ１０の制御の基に前記表示装置３の表示制御を行うディスプレイユニット１７を具備している。
【００３０】
パルサ／プリアンプユニット１１は、図２にも示すように、トリガパルス発生回路２１、送受信遅延回路２２及びパルサ２３からなりプローブ１の駆動パルスを出力するトランスミッタ２０と、駆動パルスのプローブ１への送信及びプローブ１からの受信信号の後述するプリアンプ２６への転送を行う切換手段を構成する送受信切換スイッチ２４と、９６列、８行からなる素子群における同時に駆動する列を束ねるとともに駆動パルスのプローブ１への送信及びプローブ１からの受信信号の送受信切換スイッチ２４への転送を行う切換手段を構成する素子切換スイッチ２５と、前記送受信遅延回路２２からの受信信号の増幅を行うプリアンプ２６とを具備している。
【００３１】
前記素子切換スイッチ２５とプローブ１とは、７６８個の素子数に対応する７６８本の信号線により接続されている。
【００３２】
前記素子切換スイッチ２５と送受信切換スイッチ２４とは６４本の信号線により接続されている。また、送受信切換スイッチ２４と、前記パルサ２３及び前記プリアンプ２６とは各々６４本の信号線により接続されている。さらにプリアンプ２６と１６個のビームフォーマＢＦ1 乃至ＢＦ16からなる波形整形回路１２とは６４本の信号線により接続されている。６４本の信号線からの信号にそれぞれ遅延処理を行い、この遅延処理をした信号を加算して一つ（一方向の）のエコー信号を求めるようになっている。
【００３３】
次に、素子切換スイッチ２５の具体例を図３を参照して説明する。尚、図３において個々のスイッチは丸印で示す。
【００３４】
前記素子切換スイッチ２５は、図３に示すようにプローブ１の列数及び行数、即ち、９６列、８行に対応して、合計７６８個のスイッチ群から構成された素子切換部２５ｃと、１Ｄスキャン用スイッチ２５ａと、２Ｄスキャン用スイッチ２５ｂとを具備している。
【００３５】
１Ｄスキャン用スイッチ２５ａは、前記素子切換部２５ｃから引き出した９６本の接続線と、送受信切換スイッチ２４との６４本の信号線のうちの３２本の信号線との交差する位置に配置した合計３０７２（９６＊３２）個のスイッチ群を具備している。
【００３６】
２Ｄスキャン用スイッチ２５ｂは、図３に示すように、前記素子切換部２５ｃの１乃至８列の各列、行に対応して６４個、４４乃至５２列の各列、行に対応して６４個、８９乃至９６列の各列、行に対応して６４個、合計で１９２個のスイッチ群を具備している。
【００３７】
図４はコンベックスプロ−ブ型のプローブ１の外観構成を示すものである。このプローブ１は、基本的に図示しない従来のプローブと同様であるが、開口部３１ａに９６列、８行の配置で素子を列設したプローブ本体３１に、７６８本の信号線を収納したケーブル３２を接続した構成となっている。またプローブ本体３１には特定の素子列を回転させる回転ダイヤル式の操作部３３を設けている。
【００３８】
このプローブ１において、通常の２Ｄスキャン領域に加えて２Ｄアレイを構成する領域は３Ｄスキャンが可能である。３Ｄスキャン領域を大きくする場合は、全体の素子数を増すか、２Ｄアレイの領域の素子数を増せばよい。
【００３９】
２Ｄアレイの素子数を増やした変形例のプローブ１Ａの外観を図５に示す。このプローブ１Ａは、９６列の素子群のうち、例えば中央部の４４乃至５２列に属する各列の素子数を増やした構成で、このため、プローブ１Ａのプローブ本体３１における中央部が両側に比べ膨出した構造となっている。そして、操作部３３の回転操作により４４乃至５２列の素子群を回転可能としている。
【００４０】
次に、図６乃至図９を参照して前記プローブ１を使用した被検体（図示せず）に対する１Ｄスキャンによる２Ｄ像の再構成、２Ｄスキャンによる高精細２Ｄ像及び３Ｄ像の再構成の具体例を図３及び図７を参照して詳述する。
【００４１】
初めに被検体に対して１Ｄスキャンを行い２Ｄ像を求める。このとき求める画像は、Ｂモード像（体内の組織構造の画像）、ドプラ画像のいずれか一方又は両方のいずれでも良い。
図７を用いて１Ｄスキャンを説明するが、図７は、後述する図１５のような素子構成についての切替スイッチの配置を示す図である。
１Ｄスキャンを行うには、まず、２Ｄスキャン用スイッチ２５ｂを全てオフ状態（非導通状態）としておく。
そして、前記素子切替部２５ｃを全てオン状態（導通状態）とすることで、同一列の各行の素子を電気的に接続し（つまり、実行的に１次元配列になる）、同時に送受信切替スイッチ２４からの信号の１本目から３２本目の信号が超音波振動素子の１列から３２列に接続されるように１Ｄスキャン用スイッチ２５ａの一部のスイッチをオン状態とする。
次に、後述するように、１Ｄスキャン用スイッチ２５ａにより、超音波振動素子の２列から３３列、３列から３４列、・・・、６５列から９６列と切り替えて上述の動作を順次行うことにより、６４本のスキャンラインに対応する超音波エコー信号が得られる。
【００４２】
この時、送受信切換スイッチ２４は、トランスミッタ２０からの信号を素子切換スイッチ２５に送るように切り替えておき、また、２Ｄスキャン用スイッチ２５ｂは全てオフ状態（非導通状態）としておく。
【００４３】
この状態で、トランスミッタ２０を駆動することにより、遅延処理された駆動パルスが超音波振動子の１列から３２列にそれぞれ順次切換えられて供給されて超音波振動素子から被検体に向けて超音波が送波される。
【００４４】
超音波の送波後、送受信切換スイッチ２４は素子切換スイッチ２５からの信号がプリアンプ２６に供給されるように切換える。これにより、超音波振動子で受波された超音波エコー信号は、素子切換スイッチ２５、送受信切換えスイッチ２４を介してプリアンプ２６に送られる。プリアンプ２６は、送られてきた３２本の超音波エコー信号を増幅してビームフォーマＢＦ1 乃至ＢＦ16に送る。
【００４５】
この時、使用するビームフオーマＢＦ1 乃至ＢＦ16の数は並列同時受信数と同じ数となるが、本実施の形態は１Ｄスキャン時に並列同時スキャンを行わないものとし（つまり、順次切換スキャンとし）、ビームフォーマＢＦ2 乃至ＢＦ15は使用しないものとして説明する。
【００４６】
ビームフオーマＢＦ1 は、この３２本の超音波エコー信号それぞれに所定の遅延処理を施した後、この遅延処理後の３２本の信号を加算して１つの超音波エコー信号を形成し、エコープロセッサ１３及びドプラプロセッサ１４に送る。
【００４７】
エコープロセッサ１３は、加算された超音波エコー信号に対してＢモード用の信号処理を施し、体内構造を表す画像情報を求め、３Ｄプロセッサ１５及びアプリケーションプロセッサ１６に送る。
【００４８】
ドプラプロセッサ１４は、加算された超音波エコー信号に対してドプラ用の信号処理をし、流速又は組織の移動速度等の速度情報を求め、３Ｄプロセッサ１５及びアプリケーションプロセッサ１６に送る。
【００４９】
上記の動作を複数回繰り返して、複数のスキャンラインに対応する超音波エコー信号を得る。このとき、具体的には、１Ｄスキャン用スイッチ２５ａを、２列から３３列、３列から３４列…６５列から９６列と切り換えて上述の動作を順次行うことにより、６４本のスキャンラインに対応する超音波エコー信号が得られる。
【００５０】
１Ｄスキャン終了後に２Ｄスキャンを行い３Ｄ像を求める。このとき、求める画像は、Ｂモード像（体内の組織構造の画像）、ドプラ像のいずれか一方又は両方のいずれでも良い。
【００５１】
２Ｄスキャンを行うには、２Ｄスキャン用スイッチ２５ｂの１列から８列、４４列から５２列、８９列から９６列のいずれか１つの組のスイッチをオン状態とし、その他の組のスイッチはオフ状態にする。
【００５２】
このとき、１列から８列をオン状態とすれば超音波プローブの右側、４４列から５２列をオン状態とすれば超音波プローブの中央、８９列から９６列をオン状態とすればプローブ１の左側で２Ｄスキャンが行われる。
【００５３】
また、このとき、素子切換部２５ｃ及び１Ｄスキャン用スイッチ２５ａを全てオフ状態とし、各行の素子を電気的に切断しておく。これにより、送受信切換スイッチ２４からの６４本の信号線は、８行８列で構成される６４素子にそれぞれ接続される。この状態で、トランスミッタ２０を駆動することにより、それぞれ遅延処理された６４個の駆動パルスが超音波振動素子にそれぞれ供給され、超音波振動素子から被検体に向けて超音波が送波される。
【００５４】
超音波の送波後、送受信切換スイッチ２４を素子切換スイッチ２５からの信号がプリアンプ２６に供給されるように切り換える。これにより、超音波振動子で受波された超音波エコー信号は、素子切換スイッチ２５、送受信切換スイッチ２４を介してプリアンプ２６に送られる。
【００５５】
プリアンプ２６は、送られてきた６４本の超音波エコー信号を増幅してそれぞれ異なるスキャンラインに対応する遅延特性が与えられている前記ビームフォーマＢＦ1 乃至ＢＦ16にそれぞれ送る。
【００５６】
ビームフォーマＢＦ1 乃至ＢＦ16は、６４本の超音波エコー信号それぞれに設定された所定の遅延処理を施した後、この６４本の遅延処理を施した信号を加算して１つの超音波エコー信号を形成し、エコープロセッサ１３及びドプラプロセッサ１４に送る。エコープロセッサ１３は、加算された超音波エコー信号に対してＢモード用の信号処理を施し、体内構造を表す画像情報を求め、３Ｄプロセッサ１５及びアプリケーションプロセッサ１６に送る。
【００５７】
ドプラプロセッサ１４は、加算された超音波エコー信号に対してドプラ用の信号処理を行い、流速又は組織の移動速度等の速度情報を求め３Ｄプロセッサ１５及びアプリケーションプロセッサ１６に送る。
【００５８】
上記の動作を複数回繰り返して、複数のスキャンラインに対応する超音波エコー信号を得る。この時、具体的には、送信遅延回路２２、ビームフォーマＢＦ1 乃至ＢＦ16に設置されている遅延特性を変えてスキャン方向を変え、上述の動作を順次行うことにより、３Ｄ領域内の超音波エコー信号を得る。
【００５９】
３Ｄプロセッサ１５及びアプリケーションプロセッサ１６は、１Ｄスキャンの情報及び２Ｄスキャンの情報に基づいて表示用の画像を形成し、ディスプレーユニット１７を介して表示装置３に表示する。
【００６０】
図８、図９は、上述のような１Ｄスキャンによる２Ｄ像、２Ｄスキャンによる３Ｄ像をパルサ／プリアンプユニット１１、波形整形回路１２、エコープロセッサ１３、ドップラプロセッサ１４により画像再構成した場合の表示装置３における表示例を示すものである。
【００６１】
図８では被検体の臓器の２Ｄ像にアンジオ等による生体の血流情報を３Ｄ像表示した例を示している。これにより被検体の血管走行の状態と臓器との位置関係が容易に把握できるようになる。このように１Ｄスキャンと２Ｄスキャンを同時に行うことで、中央部の領域を３Ｄ像表示にすることが可能になる。尚、３Ｄ像は必ずしも血流情報に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００６２】
３Ｄ像表示のみ、もちろん２Ｄ像表示のみも可能であるが、２Ｄ像表示と３Ｄ像表示とを組み合わせて同時に表示することにより生体情報の把握を容易にすることができる。
【００６３】
図９は表示装置３による表示画像を回転する例を示すものであり、前記操作部３３の回転操作に基づいて、３Ｄ像を固定し重ねて表示している２Ｄ像の面を回転させている。これにより、被検体内部構造の位置関係を把握することが容易になる。逆に３Ｄ像の方を回転させても良い。
【００６４】
上述したように本実施の形態では、３Ｄスキャン領域をプローブ１の開口に臨む素子列の中央付近に限定することで、３Ｄ像と２Ｄ像の両方を表示可能とするものであり、これにより、コンベックスプロ−ブの広い視野を２Ｄ像で保ちつつ高精細な２Ｄ像と実用的に２Ｄ像の中央に表示することが多いと予想される３Ｄ像とを同時に表示することが可能となる。
【００６５】
図１０乃至図１５は各種の素子構成及び駆動例を示すものである。
【００６６】
図１０に１Ｄアレイ構成のプローブ１で用いられている素子の構成を示す。独立駆動素子は単独素子とは限らず、サブダイスを構成して複数素子で構成することもある。
【００６７】
図１１に２Ｄアレイ構成のプローブ１を示す。素子が２次元に配置されているものを示す。サブダイスを構成してもよく、図１１中の各素子ごとに独立に駆動する。レンズ方向の音場制御を行うだけならば２Ｄアレイの分割数を少なくすることもできる。
【００６８】
図１２に２Ｄアレイを用いた素子の駆動例を示す。中央付近の２Ｄ駆動部は３Ｄスキャンを可能にするために各素子を独立に駆動する。また、２Ｄ駆動部の両脇の部分は既述したような前記送受信切換スイッチ２４、素子切換スイッチ２５で切り換えることにより、列毎又はブロック毎の共通駆動部分を設けて、実際の同時駆動素子数を減らし、実質的に１Ｄスキャンと同様、又はレンズ方向の分割数を減らした素子駆動を行う。尚、駆動素子数に余裕があるならば共通駆動する必要はなく、全ての素子を独立して駆動してもよい。
【００６９】
中央付近の２Ｄ駆動部は３Ｄスキャンが可能で、２Ｄスキャンの際には全体の素子を駆動して高精細２Ｄ像を得ることができる。
【００７０】
図１３に高精細２Ｄスキャンの際の素子の駆動例を示す。即ち、隣り合う列の２行の素子４個毎に共通駆動するものである。
【００７１】
図１４にはピッチの異なる素子配置を用いた構成を示す。全体的には２Ｄアレイで構成する。中央付近の２Ｄ駆動部は３Ｄ像再構成用に各素子を独立に駆動する。また、両脇の１Ｄ駆動部には２Ｄ像再構成用に２Ｄ駆動部とピッチの異なる（ピッチの粗い）素子配列で構成する。
【００７２】
図１５はさらにピッチの異なる素子配置を用いた構成例を示すものであり、中央付近の２Ｄ駆動部は３Ｄ像再構成用に使用し、また、両脇の１Ｄ駆動部には２Ｄ像再構成用に２Ｄ駆動部とピッチの異なる（ピッチの粗い）列状の素子配列で構成する。
【００７３】
図１５で示した素子構成は、図１２の２Ｄアレイ構成の共通駆動による同時駆動素子の低減を図るものであり、アレイ上の素子の分割数を少なくすることにより同時駆動素子の実質的な低減を行う。
【００７４】
２Ｄスキャンの際には、両脇のピッチに合わせて２Ｄアレイ部の駆動素子数をスイッチによる切り換えで変更する。必要に応じてさらに共通駆動素子を切り換えて同時駆動素子数を減らしてもよい。また、全体のアレイの構成はピッチの異なるアレイを複数個組み合わせて、全体で一つつの素子配列を構成してもよい。このように、本実施の形態ではプローブ１の各種の素子構成及び各種の駆動法により１Ｄスキャンによる２Ｄ像、２Ｄスキャンによる３Ｄ像及び高精細２Ｄ像を構成することが可能となる。
【００７５】
以上説明した例では、１Ｄスキャン時に同一列の全ての行を導通させてスキャンを行ったが、同一列中の隣接する複数素子毎に導通させることにより行数を少なくして駆動するようにしても良い。この場合、行毎に遅延特性を変える事により１Ｄスキャン時の列方向のフォーカスを高くすることができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、１本の超音波プローブを使用し、持ち替えの煩雑さもなく２次元像と３次元像とを得ることが可能となり、操作性の向上し、被検体の臓器、血管等の体内情報の把握が容易な超音波診断装置を提供することができる。
【００７７】
また、本発明によれば、２次元像のみ又は３次元像のみを容易に再構成し画像表示したり、高精細２次元像を再構成し画像表示することが可能な超音波診断装置を提供することができる。
【００７８】
さらに、本発明によれば、超音波プローブにおける超音波振動子の分割ピッチの粗密に応じて２次元像、３次元像を同時に得ることが可能な超音波診断装置を提供することができる。
【００７９】
また、被検体の２次元又は３次元の回転画像を得ることができる超音波診断装置を提供することができる。
【００８０】
さらに本発明によれば、１次元走査用の駆動信号供給用の第１のスイッチ群と、２次元走査用の駆動信号供給用の第１のスイッチ群と、１次元走査時、２次元走査時で超音波振動子の複数の素子の接続切換えを行う第３のスイッチ群とを含む切換手段を使用して、２次元像と３次元像とを得ることができる超音波診断装置を提供することができる。
【００８１】
また、本発明によれば、複数の超音波振動子の２次元的配置の第１の超音波振動子群と、複数の超音波振動子を第１の超音波振動子群よりも粗いピッチで配置した第２の超音波振動子群とからなる構成で、２次元像と３次元像とを得ることが可能な超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の超音波診断装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の超音波診断装置のプローブ及びパルサ／プリアンプユニットを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の超音波診断装置の送受信切換スイッチ及び素子切換スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の超音波診断装置におけるプローブの外観斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の超音波診断装置における変形例のプローブの外観斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の超音波診断装置において１Ｄスキャン、２Ｄスキャンを行う場合のプローブ及びパルサ／プリアンプユニットを示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態の超音波診断装置において１Ｄスキャン、２Ｄスキャンを行う場合の送受信切換スイッチ及び素子切換スイッチの接続状態を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の超音波診断装置の画像表示例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態の超音波診断装置の２Ｄ像の回転状態の画像表示例を示す概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態の超音波診断装置における１Ｄアレイ構造のプローブの素子構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態の超音波診断装置における２Ｄアレイ構造のプローブの素子構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態の超音波診断装置における２Ｄアレイ構造のプローブによる駆動例を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態の超音波診断装置における２Ｄアレイ構造のプローブによる２Ｄスキャン時の駆動例を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態の超音波診断装置におけるピッチの異なるプローブの素子構成を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態の超音波診断装置におけるピッチの異なるプローブの素子構成の他例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  プローブ
２  装置本体
３  表示装置
１１  パルサ／プリアンプユニット
１２  波形整形回路
１３  エコープロセッサ
１４  ドップラプロセッサ
１５  ３Ｄプロセッサ
１６  アプリケーションプロセッサ
１７  ディスプレイユニット
２０  トランスミッタ
２１  トリガパルス発生回路
２２  送受信遅延回路
２３  パルサ
２４  送受信切換スイッチ
２５  素子切換スイッチ
２５ａ  １Ｄスキャン用スイッチ
２５ｂ  ２Ｄスキャン用スイッチ
２５ｃ  素子切換部
２６  プリアンプ
３１  プローブ本体
３１ａ  開口部
３３  操作部
ＢＦ1 乃至ＢＦ16  ビームフォーマ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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