(57)【要約】【課題】超音波プローブが有する性能を十分に発揮させつつ、受信部の数を削減し、超音波診断装置の小型化と低価格化を図ることができるようにする。【解決手段】本発明の超音波診断装置においては、超音波振動子４２−１からの電気信号は、その間に遅延素子が介されていないため、遅延時間は何ら付加されず、一方、超音波振動子４２−２乃至４２−４からの電気信号は、その間に遅延素子４３−１乃至４３−３が介されており、所定の遅延時間τ、２τ、または３τが付加され、本体の加算部に出力される。加算部は超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号を加算し、加算信号として受信部に供給する。受信部のA/D変換器は加算信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、分離器はディジタル信号を４つのディジタル信号に分離する。【選択図】  図３
2007215766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を振動させてパルス波を送信する送信手段と、
前記送信手段により送信されたパルス波のうち、被検体から反射された反射波を受けて前記複数の超音波振動子からそれぞれ発生される複数の受信信号に対して、それぞれ、異なる遅延時間を与える遅延手段と、
前記遅延手段により遅延された複数の受信信号を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算されて得られた加算信号をディジタル信号に変換する変換手段と、
前記ディジタル信号を、前記複数の超音波振動子のそれぞれに対応する複数の成分に分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された前記複数の成分に基づいて超音波画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記加算手段は、前記遅延手段によりそれぞれ異なる所定の遅延時間が与えられた前記複数の受信信号のいずれかの受信信号を加算するか否かを切り換える切換手段を備え、
前記加算手段は、前記切換手段により切り換えられて供給された受信信号を順次加算す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３】
前記切換手段により切り換えられ、前記複数の受信信号のうち、所定の受信信号が加算された後、所定の時間が経過したか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記判定手段により前記複数の受信信号のうち所定の受信信号が加算された後、所定の時間が経過したと判定された場合、前記切換手段は次の信号を加算するように切り換える
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に係り、特に、超音波プローブの性能を十分に発揮させつつ、受信部の数を削減し、超音波診断装置の小型化と低価格化を図ることができるようにした超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の超音波診断装置１の内部の簡略的な構成を表している。
【０００３】
図１に示されるように、従来の超音波診断装置１は、本体２と、その本体２にケーブルを介して接続されている超音波プローブ３により構成されている。
【０００４】
本体２は、送信部４と受信部５、および、駆動制御系回路と信号処理系回路（いずれも図示せず）により構成されている。送信部４は、超音波プローブ３に設けられた複数の超音波振動子（図示せず）を駆動するための電気パルスを発生し、超音波プローブ３に出力する。受信部５は、超音波プローブ３から入力された受信信号に増幅処理や遅延処理などを施し、信号処理系回路に供給する。
【０００５】
超音波プローブ３は、複数の超音波振動子を有し、本体２の送信部４から入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には被検体により反射された超音波を電気信号に変換し、本体２の受信部４に出力する。
【０００６】
ところで、従来の超音波診断装置１においては、超音波プローブの性能を十分に発揮させるために、超音波プローブが有する振動子の数と同数あるいはそれ以上の送信部と受信部を備えることが必要であった。これは、超音波診断装置の大型化と装置価格の上昇を引き起こしていた。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するために、超音波プローブの振動子の数よりも送信部と受信部の数を少なくした超音波診断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１に提案された超音波診断装置によれば、例えば４０９６チャンネルの中から疎らに２５６チャンネルや５１２チャンネルを選択し、その選択したチャンネルだけを用いて電子的にボリュームスキャンを行うスキャン方法であるスパースアレイスキャン（間引きスキャン）に対応した２次元アレイ型超音波プローブにおいて、２次元スキャンに際して、共通接続されていない振動子だけでなく、共通接続された振動子を用いることにより、高S/N比を実現することができる。
【特許文献１】特開２００１−１９８１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の超音波診断装置によれば、例えば、１９２個の超音波振動子と１２８個ずつの送信部と受信部が備えられた超音波診断装置を用いた場合、１９２個の超音波振動子のうち１２８個の超音波振動子しか使用することができないため、１９２個の超音波振動子すべてを使用したときと比べ、送信部における送信時において送信フォーカスが甘くなり、その結果、生成される画像の解像度が低下してしまう。
【００１０】
また、受信部での受信時においても、１９２個の超音波振動子すべてを使用したときと比べ、S/N比が低下してしまい、その結果、超音波診断装置自体の感度が低下してしまう。
【００１１】
特許文献１に提案された超音波診断装置では、２次元スキャンに際して、１列あたりに共通接続された３２個の振動子とともに、共通接続されていない送信専用の１６個の振動子と受信専用の１６個の振動子を用いることにより、送受信感度とS/N比の向上を図ることができるが、設けられたすべての超音波振動子を送信または受信に用いることはできないため、従来の超音波診断装置と同様に、超音波振動子すべてを使用したときと比べ、S/N比が低下してしまい、その結果、超音波診断装置自体の感度が低下してしまう。
【００１２】
ここで、このような問題点を解決するために、送信部と受信部の数を超音波プローブの振動子の数よりも少なくした超音波診断装置において、少ない送信部と受信部であっても、送受信を複数回行うことにより、備えられたすべての超音波振動子を使用して画像を生成する方法も提案されている。
【００１３】
しかし、この画像生成方法ではフレームレートが低下してしまい、特に、心臓などの動きの速い臓器については、画像上の偽像であるモーションアーティファクトが発生してしまう。
【００１４】
また、従来の超音波診断装置の中には、少ない送信部と受信部であっても、超音波プローブが有するすべての超音波振動子を使用することができるように、隣接し合う超音波振動子からの電気信号をそのまま加算し、受信部に出力する超音波診断装置もある。
【００１５】
しかし、この超音波診断装置の場合、隣接し合う超音波振動子からの電気信号をそのまま加算し、受信部に出力するようにしているため、受信フォーカスが甘くなり、結局、画像の解像度が低下してしまう。
【００１６】
このように、超音波プローブが有するすべての超音波振動子を使用することにより、送受信フォーカスが甘くならないように、また、生成される画像の解像度が低下しないようにしつつ、同時に、超音波振動子の数よりも送信部と受信部の数を少なくすることは困難であるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされてものであり、超音波プローブが有する性能を十分に発揮させつつ、受信部の数を削減し、超音波診断装置の小型化と低価格化を図ることができる超音波診断装置およびその信号処理プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させてパルス波を送信する送信手段と、送信手段により送信されたパルス波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波振動子からそれぞれ発生される複数の受信信号に対して、それぞれ、異なる遅延時間を与える遅延手段と、遅延手段により遅延された複数の受信信号を加算する加算手段と、加算手段により加算されて得られた加算信号をディジタル信号に変換する変換手段と、ディジタル信号を、複数の超音波振動子のそれぞれに対応する複数の成分に分離する分離手段と、分離手段により分離された複数の成分に基づいて超音波画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
加算手段は、遅延手段によりそれぞれ異なる所定の遅延時間が与えられた複数の受信信号のいずれかの受信信号を加算するか否かを切り換える切換手段を備え、加算手段は、切換手段により切り換えられて供給された受信信号を順次加算するようにすることができる。
【００２０】
この超音波診断装置は、切換手段により切り換えられ、複数の受信信号のうち、所定の受信信号が加算された後、所定の時間が経過したか否かを判定する判定手段をさらに備え、判定手段により複数の受信信号のうち所定の受信信号が加算された後、所定の時間が経過したと判定された場合、切換手段は次の信号を加算するように切り換えるようにすることができる。
【００２１】
本発明の超音波診断装置においては、複数の超音波振動子を振動させてパルス波が送信され、送信されたパルス波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波振動子からそれぞれ発生される複数の受信信号に対して、それぞれ、異なる所定の遅延時間が与られ、遅延された複数の受信信号が加算され、加算されて得られた加算信号がディジタル信号に変換され、ディジタル信号が複数の超音波振動子のそれぞれに対応する複数の成分に分離され、分離された複数の成分に基づいて超音波画像が生成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、超音波プローブが有するすべての超音波振動子を使用しつつ、従来必要とされていた受信部の数を削減することができる。これにより、超音波診断装置の小型化と低価格化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図２は、本発明を適用した超音波診断装置１１の第１の実施形態の内部の構成を表している。
【００２５】
図２に示されるように、超音波診断装置１１は、本体２１、その本体２１に電気ケーブルを介して接続されている超音波プローブ２２、入力部２３、および表示部２４により構成されている。
【００２６】
図２に示されるように、超音波診断装置１１の本体２１は、主制御部３１、送信部３２、加算部３３、受信部３４、画像処理部３５、演算部３６、記憶部３７およびDSC（Digital Scan Converter）３８が入出力インタフェース４１を介して接続されて構成されている。
【００２７】
主制御部３１は、CPU(Central Processing Unit)またはMPU（Micro Processing Unit）などからなり、種々の制御信号を生成し、各部に供給することにより超音波診断装置１１の駆動を総括的に制御する。
【００２８】
送信部３２は、レートパルス発生器、送信遅延回路、およびパルサ（いずれも図示せず）からなり、レートパルス発生器は被検体の内部に入射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、主制御部３１から供給される制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ２２に出力する。
【００２９】
加算部３３は、超音波プローブ２２から発振される超音波が被検体内に発射され、この被検体内部からの反射波を電気信号に変換し、変換された電気信号を加算し、加算された電気信号を加算信号として受信部３４に供給する。
【００３０】
受信部３４は、加算部３３から供給された加算信号を取得し、取得された加算信号に増幅処理やA/D変換処理などを施し、処理が施された後のディジタル信号を画像処理部３５のBモード処理取得部３９とドプラモード処理取得部４０にそれぞれ供給する。
【００３１】
画像処理部３５は、Bモード処理取得部３９とドプラモード処理取得部４０により構成されている。Bモード処理取得部３９は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびA/D変換器（いずれも図示せず）からなり、主制御部３１から供給された制御信号に基づいて、以下の処理を行う。
【００３２】
すなわち、Bモード処理取得部３９の対数増幅器は、受信部３４から供給された受信信号を対数増幅し、対数増幅された受信信号を包絡線検波回路に供給する。包絡線検波回路は、対数増幅器から供給された受信信号について包絡線を検波し、検波された受信信号をA/D変換器に供給する。A/D変換器は、包絡線検波回路殻供給された受信信号をディジタル信号に変換し、Bモード画像データとして演算部３６に供給する。
【００３３】
ドプラモード処理取得部４０は、基準信号発生器、π/２位相器、ミキサ、LPF（Low Pass Filter）、A/D変換器、ドプラ信号記憶回路、FFT（Fast Fourier Transform）分析器、および演算器（いずれも図示せず）からなり、主に直交位相検波とFFT分析が行われる。すなわち、ドプラモード処理取得部４０は、受信部３４から供給された受信信号を取得し、取得された受信信号をミキサの第１の入力端子に入力する。一方、基準信号発生器は、入力信号の中心周波数とほぼ等しい周波数をもった基準信号を発生させて、ミキサの第１の入力端子とπ/２位相器に供給する。π/２位相器は、基準信号発生器から供給された基準信号の位相を９０度シフトし、ミキサの第２の入力端子に供給する。
【００３４】
ミキサは、受信信号をLPFに供給し、LPFは、ミキサから供給された受信信号の高周波成分を除去し、A/D変換器に供給する。A/D変換器は、LPFから供給された受信信号をディジタル信号に変換し、FFT分析器に供給する。FFT分析器は、ディジタル化された受信信号の直交成分を一旦ドプラ信号記憶回路に記憶した後、FFT分析を行い、演算器に供給する。演算器は、FFT分析器から供給されたドプラ信号の周波数スペクトルに対して、その中心周波数や分散を計算し、演算部３６に供給する。
【００３５】
演算部３６は、Bモード処理取得部３９とドプラモード処理取得部４０から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データに種々の演算を施し、その結果得られたBモード画像データとドプラ画像データを記憶部３７に供給する。
【００３６】
記憶部３７は、Bモード処理取得部３９とドプラモード処理取得部４０から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データを記憶する。また、記憶部３７は、制御部３１からの指示に従い、必要に応じて、記憶されているBモード画像データとドプラモード画像データをDSC３８に供給する。
【００３７】
DSC３８は、記憶部３７から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、表示部２４に供給する。
【００３８】
また、超音波プローブ２２は、本体２１にケーブルを介して接続されており、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行う超音波トランスジューサであり、図３に示されるように、例えば、１次元にアレイ配列された４個の微小な超音波振動子４２−１乃至４２−４をその先端部分に有している。この超音波振動子４２−１乃至４２−４は圧電振動子としての電気音響変換素子である。超音波プローブ２２は、送信時には本体２１の送信部３２から入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体２１の加算部３３に出力する。なお、４つの超音波振動子のうち、３つの超音波振動子４２−２乃至４２−４においては、それぞれ、遅延素子４３−１乃至４３−３を介して電気信号が本体２１の加算部３３に出力される。すなわち、３つの超音波振動子４２−２乃至４２−４から出力される電気信号には、遅延素子４３−１乃至４３−３により、予め設定された所定の遅延時間（図６を参照して後述する）が付加される。
【００３９】
一方、超音波振動子４２−１においては、遅延素子を介することなく、変換された電気信号がそのまま本体２１の加算部３３に出力され、他の３つの超音波振動子４２−２乃至４２−４から出力される電気信号とは異なり、遅延時間は何ら付加されない。
【００４０】
また、図３の例の場合、説明を簡略化するために、超音波プローブ２２の先端部分に４つの超音波振動子（超音波振動子４２−１乃至４２−４）を有するようにしたが、その数は４つの場合に限定されず、勿論、超音波プローブ２２の先端部分に超音波振動子をいくつ設けるようにしてもよい。
【００４１】
勿論、本発明は、１次元的にアレイ配列された超音波振動子を有する超音波プローブだけでなく、２次元的にマトリクス配列された超音波振動子を有する超音波プローブなどにも適用することができる。
【００４２】
入力部２３は、電気（信号）ケーブルを介して本体２１の入出力インタフェース４１と接続され、ユーザの種々の指示を入力するための種々のキーボード（図示せず）やマウス（図示せず）を有しており、ユーザの操作により入力された指示を主制御部３１に通知する。
【００４３】
表示部２４は、ケーブルを介して本体２１のDSC３８と接続され、図示せぬLCD(Liquid Crystal Display)や図示せぬCRT(Cathode Ray Tube)が設けられており、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC３８からのBモード画像データとドプラモード画像データなどを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データなどを図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。
【００４４】
図４は、図２の受信部３４の内部の構成を表している。
【００４５】
図４に示されるように、受信部３４は、プリアンプ４５、A/D変換器４６、分離器４７、受信遅延回路４８、および加算器４９により構成されている。
【００４６】
プリアンプ４５は、加算部３３から供給された加算信号を取得し、取得された加算信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された加算信号をA/D変換器４６に供給する。A/D変換器４６は、プリアンプ４５から供給された加算信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、分離器４７に供給する。
【００４７】
分離器４７は、A/D変換器４６から供給されたディジタル信号を取得し、取得されたディジタル信号を、超音波プローブ２２が有する４つの超音波振動子４２−１乃至４２−４から入力された電気信号に対応する４つのディジタル信号に分離し、分離された４つのディジタル信号を受信遅延回路４８に供給する。
【００４８】
受信遅延回路４８は、主制御部３１から供給される制御信号に基づいて、分離器４７から供給された４つのディジタル信号に、各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を加え、加算器４９に供給する。加算器４９は、受信遅延回路４８から供給された４つのディジタル信号を加算し、加算後の加算信号を受信信号として画像処理部３５のBモード処理取得部３９とドプラモード処理取得部４０にそれぞれ供給する。
【００４９】
次に、図５のフローチャートを参照して、図２の超音波診断装置１１の信号加算分離処理について説明する。
【００５０】
ステップＳ１において、加算部３３は、超音波プローブ２２が有する各超音波振動子４２−１乃至４２−４から入力された電気信号を加算し、加算された電気信号を加算信号として受信部３４に供給する。
【００５１】
ここで、図５のステップＳ１の信号加算処理の概念について図６を参照して説明する。
【００５２】
図６に示されるように、超音波振動子４２−１は、被検体から反射されたエコー信号５５−１を受信し、電気信号５６−１に変換し、本体２１の加算部３３に出力する。超音波振動子４２−１から入力された電気信号５６−１には、その間に遅延素子が介されていないため、遅延時間は何ら付加されず、電気信号５６−１は４つの電気信号（電気信号５６−１乃至５６−４）のうち最初に加算部３３に出力される。
【００５３】
超音波振動子４２−２は、被検体から反射されたエコー信号５５−２を受信し、電気信号５６−２に変換し、本体２１の加算部３３に出力する。超音波振動子４２−２から入力された電気信号５６−２には、その間に遅延素子４３−１が介されており、所定の遅延時間τが付加される。電気信号５６−２は、電気信号５６−１の次に加算部３３に出力される。
【００５４】
超音波振動子４２−３は、被検体から反射されたエコー信号５５−３を受信し、電気信号５６−３に変換し、本体２１の加算部３３に出力する。超音波振動子４２−３から入力された電気信号５６−３には、その間に遅延素子４３−２が介されており、所定の遅延時間２τが付加される。電気信号５６−３は、電気信号５６−２の次に加算部３３に出力される。
【００５５】
超音波振動子４２−４は、被検体から反射されたエコー信号５５−４を受信し、電気信号５６−４に変換し、本体２１の加算部３３に出力する。超音波振動子４２−４から入力された電気信号５６−４には、その間に遅延素子４３−３が介されており、所定の遅延時間３τが付加される。電気信号５６−４は、電気信号５６−３の次に加算部３３に出力される。
【００５６】
図６に示されるように、超音波プローブ２２の超音波振動子４２−１乃至４２−４から入力された電気信号５６−１乃至５６−４は、時間差τごとに時系列に並んだ電気信号となる。従って、加算部３３において超音波振動子４２−１乃至４２−４から入力された電気信号５６−１乃至５６−４を加算することにより、４つの電気信号５６−１乃至５６−４を時系列に変換した１つの信号を得ることができる。
【００５７】
加算部３３は、加算された電気信号５６−１乃至５６−４を加算信号５７として受信部３４に供給する。
【００５８】
ステップＳ２において、受信部３４のプリアンプ４５は、加算部３３から供給された加算信号５７を取得し、取得された加算信号５７を所定のレベルまで増幅し、増幅された加算信号５７をA/D変換器４６に供給する。
【００５９】
ステップＳ３において、A/D変換器４６は、プリアンプ４５から供給された加算信号５７をアナログ信号からディジタル信号に変換し、分離器４７に供給する。
【００６０】
ステップＳ４において、分離器４７は、A/D変換器４６から供給されたディジタル信号を取得し、取得されたディジタル信号を、図７に示されるように、超音波プローブ２２が有する４つの超音波振動子４２−１乃至４２−４から入力された電気信号５６−１乃至５６−４に対応する４つのディジタル信号５８乃至６１に分離し、分離された４つのディジタル信号５８乃至６１を受信遅延回路４８に供給する。
【００６１】
このように、プリアンプ４５から供給された加算信号５７をA/D変換器４６によりアナログ信号からディジタル信号に変換するようにしたので、時系列に加算された超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号５６−１乃至５６−４に対応する４つのディジタル信号５８乃至６１に容易に分離することができる。これにより、１つの受信部に供給された電気信号から複数の超音波振動子からの電気信号を復元することができる。
【００６２】
ステップＳ５において、受信遅延回路４８は、制御部３１から供給される制御信号に基づいて、分離器４７から供給された４つのディジタル信号５８乃至６１に、図８に示されるように、それぞれ、各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を加え、加算器４９に供給する。
【００６３】
ステップＳ６において、加算器４９は、図８に示されるように、受信遅延回路４８から供給された４つのディジタル信号５８乃至６１を加算し、加算されたディジタル信号５８乃至６１を受信信号６３としてBモード処理取得部３９とドプラモード処理取得部４０にそれぞれ供給する。
【００６４】
本発明の第１の実施形態に示された超音波診断装置１１においては、超音波プローブ２２が有する４個の超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号にそれぞれ所定の遅延時間を付加した後、加算するようにしたので、４つの電気信号５６−１乃至５６−４を時系列に変換した１つの信号を得ることができる。これにより、隣接し合う超音波振動子からの電気信号をそのまま加算し、受信部に出力する場合と異なり、受信フォーカスが甘くなることを防止することができ、その結果、画像の解像度が低下することを防止することができる。
【００６５】
また、４つの電気信号５６−１乃至５６−４を１つの信号に変換した後、分離し、１つの受信部に供給された電気信号から複数の超音波振動子からの電気信号を復元するようにしたので、受信部の数を削減した場合であっても、受信部での受信時においてS/N比が低下することを防止し、その結果、超音波診断装置自体の感度の低下を防止することができる。これにより、超音波プローブ２２が有するすべての超音波振動子を使用しつつ、従来必要とされていた受信部の数を削減することができる。従って、超音波診断装置の小型化や低価格化を図ることができる。
【００６６】
なお、本発明の第１の実施形態に示された超音波診断装置１１においては、図６に示されるように、加算部３３は、遅延時間が付加された電気信号５６−１乃至５６−４を単に加算し、加算された電気信号５６−１乃至５６−４を加算信号５７として受信部３４に供給するようにしている。しかし、超音波振動子４２−１乃至４２−４から出力された電気信号５６−１乃至５６−４には、画像表示に使用する時間分の信号だけでなく、画像表示には実際使用しないより深部からの信号も含まれているため、遅延時間が付加された電気信号５６−１乃至５６−４を単に加算してしまうと、例えば、超音波振動子４２−１から出力された電気信号５６−１の画像表示に使用しない信号帯と、超音波振動子４２−２から出力された電気信号５６−２の画像表示に使用する信号帯が加算されてしまい、超音波振動子４２−２から出力された電気信号５６−２の画像表示に使用する信号に不必要なノイズを生じさせてしまう。
【００６７】
これにより、超音波振動子４２−２から出力された電気信号５６−２の画像表示に使用する信号のS/N比が低下してしまう。同様に、超音波振動子４２−２から出力された電気信号５６−２の画像表示に使用しない信号帯により、超音波振動子４２−３から出力された電気信号５６−３の画像表示に使用する信号のS/N比が低下してしまう。さらに、超音波振動子４２−３から出力された電気信号５６−３の画像表示に使用しない信号帯により、超音波振動子４２−４から出力された電気信号５６−４の画像表示に使用する信号のS/N比が低下してしまう。
【００６８】
そこで、このようなことが起こらないように、例えば、加算部３３にスイッチと加算器を設け、加算部３３の加算器に供給される超音波振動子からの電気信号５６−１乃至５６−４を切り換えるようにしてもよい。
【００６９】
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００７０】
［第２の実施形態］
図９は、本発明を適用した超音波診断装置１１の第２の実施形態の内部の構成を表している。なお、図２に示された超音波診断装置１１の構成と同一あるいは対応するものについては、同一の符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００７１】
加算部３３は、スイッチ７１と加算器７２により構成されている。スイッチ７１は、図１０に示されるように、主制御部３１からの制御信号に基づいて、超音波プローブ２２から入力された４つの超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号のうち、加算器７２に供給される電気信号を切り換え、加算器７２に供給する。加算器７２は、スイッチ７１を介して超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号を順次加算し、加算された電気信号を加算信号として受信部３４に供給する。
【００７２】
図１１のフローチャートを参照して、図９の超音波診断装置１１の信号加算分離処理について説明する。なお、図１１のステップＳ１２乃至Ｓ１６の処理については、図５のステップＳ２乃至Ｓ６の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００７３】
ステップＳ１１において、超音波診断装置１１は、信号加算処理を実行する。なお、この信号加算処理の詳細は、図１２のフローチャートに示されている。
【００７４】
図１２のフローチャートを参照して、信号加算処理について説明する。なお、この信号加算処理が開始される場合、スイッチ７１においては、加算器７２に超音波振動子４２−１からの電気信号が最初に供給されるように予め設定されている。
【００７５】
ステップＳ２１において、主制御部３１は、加算器７２に超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号の加算を開始させるための信号加算開始制御信号を生成し、加算器７２に供給する。
【００７６】
ステップＳ２２において、加算器７２は、主制御部３１から供給された信号加算開始制御信号に基づいて、超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号の加算を開始する。すなわち、加算器７２は、この信号加算処理が開始された場合に最初に供給される超音波振動子４２−１からの電気信号を加算する。
【００７７】
ステップＳ２３において、主制御部３１は、加算器７２において信号加算処理を行ってから、予め設定された所定の時間τが経過したか否かを判定し、加算器７２において信号加算処理を行ってから予め設定された所定の時間τが経過したと判定されるまで待機する。
【００７８】
ステップＳ２３において加算器７２において信号加算処理を行ってから予め設定された所定の時間τが経過したと判定された場合、主制御部３１はステップＳ２４で、超音波プローブ２２が有するすべての超音波振動子からの電気信号を加算したか否かを判定する。
【００７９】
ステップＳ２４において超音波プローブ２２が有するすべての超音波振動子からの電気信号を加算していないと判定された場合、主制御部３１はステップＳ２５で、所定の超音波振動子からの電気信号が加算器７２に供給されるようにスイッチ７１を切り換えるためのスイッチ切り換え制御信号を生成し、スイッチ７１に供給する。
【００８０】
ステップＳ２６において、スイッチ７１は、主制御部３１から供給されたスイッ切り換え制御信号に基づいて、所定の超音波振動子からの電気信号が加算器７２に供給されるように切り換える。すなわち、超音波振動子４２−１からの電気信号が加算器７２に供給されるように設定されている場合、超音波振動子４２−２から電気信号が加算器７２に供給されるようにスイッチ７１が切り換えられる。その後、処理はステップＳ２２に進み、ステップＳ２２以降の処理が繰り返される。
【００８１】
ステップＳ２４において超音波プローブ２２が有するすべての超音波振動子からの電気信号を加算したと判定された場合、主制御部３１はステップＳ２７で、加算器７２から受信部３４に加算信号を供給させるための加算信号供給制御信号を生成し、加算器７２に供給する。
【００８２】
ステップＳ２８において、加算器７２は、主制御部３１から供給された加算信号供給制御信号に基づいて、加算された電気信号を加算信号として受信部３４に供給する。ステップＳ２９において、主制御部３１は、スイッチ７１を予め設定されている初期設定に戻させるためのスイッチ初期設定切り換え制御信号を生成し、スイッチ７１に供給する。
【００８３】
ステップＳ３０において、スイッチ７１は、主制御部３１から供給されたスイッチ初期設定切り換え制御信号に基づいて、予め設定されている初期設定に戻すように切り換える。すなわち、スイッチ７１は、加算器７２に超音波振動子４２−１からの電気信号が供給されるように切り換える。その後、処理は図１１のステップＳ１２に進む。
【００８４】
このように、加算部３３にスイッチ７１を設け、加算部３３の加算器７２に供給する超音波振動子４２−１乃至４２−４からの４つの電気信号を適宜、切り換えるようにしたので、不必要なノイズをより出すことなく、超音波振動子４２−１乃至４２−４からの４つの電気信号を１つの信号にすることができる。これにより、遅延時間が付加された電気信号５６−１乃至５６−４を単に加算し、加算された電気信号５６−１乃至５６−４を加算信号５７として受信部３４に供給する場合よりも、画像表示に使用する信号のS/N比の低下をより防止することができる。従って、受信部の数を削減した場合であっても、受信部での受信時においてS/N比が低下することをより防止し、その結果、超音波診断装置自体の感度の低下をより防止することができる。
【００８５】
なお、本発明の第２の実施形態に示された超音波診断装置１１においては、図１０に示されるようなスイッチ７１を用いるようにしたが、このような方法に限定されるものではなく、超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号に不必要なノイズを出さないような種々の加算方法を用いることができる。
【００８６】
また、本発明の第１と第２の実施形態に示された超音波診断装置１１においては、超音波プローブ２２に設けられた４個の超音波振動子４２−１乃至４２−４からの電気信号に対して、１つの受信部３４を設けるようにしたが、このような場合に限定されず、例えば、超音波プローブ２２に設けられた複数個、例えば１０個の超音波振動子からの電気信号に対して、１つの受信部３４を設けるようにしてもよい。これにより、受信部の数をより削減することができ、超音波診断装置の小型化や装置の低価格化をより図ることができる。
【００８７】
さらに、超音波プローブに設けられた超音波振動子数に対する受信部の数の比については、超音波診断装置の用途に応じて、最適な比を選択するようにしてもよい。例えば、診断部位が浅い表在用途などでは、画像表示に使用する受信信号の持続時間が短いため、１回の受信期間で、多数の超音波振動子からの電気信号を１つの信号にまとめて処理することも可能であるが、腹部診断などの用途などでは、画像表示に使用する受信信号の持続時間が長いため、多くの超音波振動子からの電気信号を１つの信号にまとめることは難しくなる。そこで、診断部位が浅い表在用途などでは、超音波プローブに設けられた超音波振動子数に対する受信部の数の比をより小さくなるように選択することができる。
【００８８】
なお、本発明の第１と第２の実施形態に示された超音波診断装置１１においては、４つのうち３つの超音波振動子４２−２乃至４２−４の後に、それぞれ、遅延素子４３−１乃至４３−３が接続されるようにしているが（すなわち、３つの超音波振動子４２−２乃至４２−４については、１つの超音波振動子に対して１つの遅延素子が接続されるようにしているが）、このような場合に限定されず、例えば、超音波プローブ２２に設けられた複数個、例えば３個の超音波振動子に対して１つの遅延素子が接続されるようにしてもよい。これにより、受信部の数をより削減することができ、超音波診断装置の小型化や装置の低価格化をより図ることができる。
【００８９】
また、本発明の第１と第２の実施形態に示された超音波診断装置においては、所定の遅延時間τごとに設けるようにしたが、遅延時間は等間隔である必要はなく、異なる遅延時間間隔にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】従来の超音波診断装置の内部の簡略的な構成を示すブロック図。
【図２】本発明を適用した超音波診断装置の第１の実施形態の内部の構成を示すブロック図。
【図３】図２の超音波プローブの内部の構成を示すブロック図。
【図４】図２の受信部の内部の構成を示すブロック図。
【図５】図２の超音波診断装置における信号加算分離処理を説明するフローチャート。
【図６】図２の超音波プローブにおける遅延処理と本体の加算部における信号加算処理を説明するための概念図。
【図７】図４の本体の受信部の分離器において分離された超音波振動子からの電気信号を説明するための概念図。
【図８】図４の本体の受信部の受信遅延回路における遅延処理と加算器における信号加算処理を説明するための概念図。
【図９】本発明を適用した超音波診断装置の第２の実施形態の内部の構成を示すブロック図。
【図１０】図９の加算部のスイッチにおける切り換え処理を説明するための簡略図。
【図１１】図９の超音波診断装置における信号加算分離処理を説明するフローチャート。
【図１２】図１１のステップＳ１１における信号加算処理を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００９１】
１  従来の超音波診断装置
２  本体
３  超音波プローブ
４  送信部
５  受信部
１１  超音波診断装置
２１  本体
２２  超音波プローブ
２３  入力部
２４  表示部
３１  主制御部
３２  送信部
３３  加算部
３４  受信部
３５  画像処理部
３６  演算部
３７  記憶部
３８  DSC
３９  Bモード処理取得部
４０  ドプラモード処理取得部
４１  入出力インタフェース
４２−１乃至４２−４  超音波振動子
４３−１乃至４３−１  遅延素子
４５  プリアンプ
４６  A/D変換器
４７  分離器
４８  受信遅延回路
４９  加算器
７１  スイッチ
７２  加算器
【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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