(57)【要約】  超音波診断装置は、被検体に向けて駆動信号に基づく超音波を送信し、被検体から反射してきた超音波に基づく検出信号を生成する超音波振動子に接続可能であって、超音波振動子に駆動信号を出力する信号出力部を備える。信号出力部は、パルス状の駆動信号を出力し、超音波振動子に対して並列に接続されている複数のパルサーと、パルサーの入力側に接続され、パルサーに入力する信号を安定させるバッファとを有する。
2020066970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けて駆動信号に基づく超音波を送信し、前記被検体から反射してきた超音波に基づく検出信号を生成する超音波振動子に接続可能であって、前記超音波振動子に前記駆動信号を出力する信号出力部を備え、
前記信号出力部は、パルス状の駆動信号を出力し、前記超音波振動子に対して並列に接続されている複数のパルサーと、前記パルサーの入力側に接続され、前記パルサーに入力する信号を安定させるバッファとを有する、超音波診断装置。
【請求項２】
前記パルサーは、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフを制御することによって前記駆動信号を生成する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記パルサーは、少なくとも第１パルサーと第２パルサーとを含み、
前記第１パルサーは、前記駆動信号として、正のパルスと負のパルスとが所定パターンで並ぶ第１パルス列を前記超音波振動子の第一の端に出力し、
前記第２パルサーは、前記駆動信号として、前記第１パルス列に含まれるパルスが逆の符号のパルスに置換されている第２パルス列を前記超音波振動子の第二の端に出力する、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記超音波振動子に連結されているシャフトに接続可能な駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とをさらに備え、
前記駆動装置は、前記信号出力部と、前記超音波振動子から前記検出信号を取得する信号取得部と、前記シャフトを駆動する駆動部とを備える請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記駆動信号を出力するタイミングに対応して生成されるトリガ信号に基づいて、前記信号出力部が前記駆動信号を出力するタイミングと、前記信号取得部が前記検出信号を取得するタイミングとを同期させ、前記検出信号に基づく診断画像を生成する、請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
パルス信号を出力するための信号出力部と、前記信号出力部を制御する制御部とを備えたパルス信号発信機であって、
前記信号出力部は、前記パルス信号の出力先に対して並列に接続されている複数のパルサーと、前記パルサーの入力側に接続され、前記パルサーに入力する制御信号を安定させるバッファとを有する、パルス信号発信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置及びパルス信号発信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療器具を心臓等の臓器又は血管（以下、適宜「臓器等」と記載する。）内に挿入し、臓器等を治療することが行われている。このような治療は、臓器等の３次元画像を利用して臓器等の様子を把握しながら行われる。例えば特許文献１には、臓器等の３次元画像を生成する超音波診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６４０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
臓器等に適切な治療を施すために臓器等の内部を広い範囲で観察できるようにする超音波診断装置が求められる。【０００５】
本開示の目的は、上記問題に鑑み、観察可能な領域を広げることができる超音波診断装置及びパルス信号発信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様としての超音波診断装置は、被検体に向けて駆動信号に基づく超音波を送信し、前記被検体から反射してきた超音波に基づく検出信号を生成する超音波振動子に接続可能であって、前記超音波振動子に前記駆動信号を出力する信号出力部を備え、
前記信号出力部は、パルス状の駆動信号を出力し、前記超音波振動子に対して並列に接続されている複数のパルサーと、前記パルサーの入力側に接続され、前記パルサーに入力する信号を安定させるバッファとを有する。【０００７】
本発明の１つの実施形態として、前記パルサーは、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフを制御することによって前記駆動信号を生成する。【０００８】
本発明の１つの実施形態として、前記パルサーは、少なくとも第１パルサーと第２パルサーとを含み、前記第１パルサーは、前記駆動信号として、正のパルスと負のパルスとが所定パターンで並ぶ第１パルス列を前記超音波振動子の第一の端に出力し、前記第２パルサーは、前記駆動信号として、前記第１パルス列に含まれるパルスが逆の符号のパルスに置換されている第２パルス列を前記超音波振動子の第二の端に出力する。【０００９】
本発明の１つの実施形態として、前記超音波診断装置は、前記超音波振動子に連結されているシャフトに接続可能な駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とをさらに備え、前記駆動装置は、前記信号出力部と、前記超音波振動子から前記検出信号を取得する信号取得部と、前記シャフトを駆動する駆動部とを備える。【００１０】
本発明の１つの実施形態として、前記超音波診断装置において、前記制御装置は、前記駆動信号を出力するタイミングに対応して生成されるトリガ信号に基づいて、前記信号出力部が前記駆動信号を出力するタイミングと、前記信号取得部が前記検出信号を取得するタイミングとを同期させ、前記検出信号に基づく診断画像を生成する。【００１１】
本発明の第２の態様としてのパルス信号発信機は、パルス信号を出力するための信号出力部と、前記信号出力部を制御する制御部とを備えたパルス信号発信機であって、前記信号出力部は、前記パルス信号の出力先に対して並列に接続されている複数のパルサーと、前記パルサーの入力側に接続され、前記パルサーに入力する制御信号を安定させるバッファとを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る超音波診断装置及びパルス信号発信機によれば、観察可能な領域が広げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】カテーテルに収容されている超音波検査器の構成例を示す断面図である。
【図４】心臓の内部にカテーテルが挿入されている様子の一例を示す図である。
【図５】信号出力部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】電圧波形として表される駆動信号の一例を示すグラフである。
【図７】複数のパルサーを備える信号出力部の構成例を示すブロック図である。
【図８Ａ】正負の反転したパルスを含む電圧波形として表される駆動信号の例（第１パルサーの出力）を示すグラフである。
【図８Ｂ】正負の反転したパルスを含む電圧波形として表される駆動信号の例（第２パルサーの出力）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態が、図面を参照しながら説明される。各図中、同一符号で表されている構成要素は、同一又は同等である。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、制御装置１０と、駆動装置２０とを備える。超音波診断装置１は、駆動装置２０を介して、超音波検査器３０に接続可能である。以下、超音波診断装置１が超音波検査器３０に接続されている実施形態が説明される。超音波検査器３０は、被検体７０に対して超音波を送信し、被検体７０から反射してくる超音波に基づく検出信号を取得する。検出信号は、被検体７０に関する情報を含む。超音波診断装置１は、超音波検査器３０の検出信号を取得する。
【００１６】
制御装置１０は、駆動装置２０に対してトリガ信号を出力する。駆動装置２０は、トリガ信号を取得したタイミングで、超音波検査器３０に検出信号を取得させる。制御装置１０は、駆動装置２０を通じて、超音波検査器３０の検出信号を取得する。制御装置１０は、自機が出力したトリガ信号と、超音波検査器３０から取得した検出信号とを同期させ、検出信号に基づいて、被検体７０の診断画像を生成する。
【００１７】
トリガ信号は、制御装置１０から超音波検査器３０に対して出力されてもよい。トリガ信号は、駆動装置２０から出力されてもよい。駆動装置２０がトリガ信号を出力する場合、制御装置１０は、駆動装置２０から取得したトリガ信号と、超音波検査器３０から取得した検出信号とを同期させ、検出信号に基づいて、被検体７０の診断画像を生成する。
【００１８】
制御装置１０は、制御部１１と、表示部１２と、操作部１３とを備える。駆動装置２０は、駆動部２１と、信号出力部２２と、信号取得部２３とを備える。駆動装置２０は、ＭＤＵ（Motor Drive Unit）ともいう。
【００１９】
制御装置１０は、制御部１１と、表示部１２と、操作部１３と、信号出力部２２と、信号取得部２３とを備えてもよい。この時、駆動装置２０は、駆動部２１を備える。
【００２０】
制御部１１は、制御装置１０の各構成部、及び、駆動装置２０の各構成部を制御する。制御部１１は、特定のプログラムを読み込むことにより特定の機能を実行してよい。制御部１１は、例えばプロセッサを含んでよい。制御部１１は、種々の情報及びプログラムを格納する記憶部を有してよい。記憶部は、例えば、半導体メモリを含んでよい。記憶部は、制御部１１と別個に構成されてよい。また、制御部１１は、トリガ信号を出力してもよい。
【００２１】
表示部１２は、制御部１１で生成された情報を表示する。表示部１２は、診断画像を表示してもよいし、超音波診断装置１の操作に関する情報を表示してもよい。表示部１２は、例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを含んでよい。
【００２２】
操作部１３は、操作者による情報又は指示等の入力を受け付け、それらを制御部１１に出力する。操作部１３は、例えばキーボード、マウス、又はタッチパネル等の入力デバイスを含んでよい。操作部１３がタッチパネルを含む場合、タッチパネルは表示部１２と一体に構成されていてもよい。
【００２３】
図３に示されるように、超音波検査器３０は、カテーテル４０に収容されている。医療従事者等の操作者がカテーテル４０を血管に挿入することによって、超音波検査器３０は、心臓等の臓器又は血管の内部に到達する。心臓等の臓器又は血管は、以下、「臓器等」とも記載される。操作者は、超音波検査器３０を手元で操作し、臓器等の内部を観察する。超音波検査器３０は、臓器等の内部に挿入される側の端部と、操作する手元の側の端部とを有する。挿入される側の端部は、先端部ともいう。操作する手元の側の端部は、基端部ともいう。超音波検査器３０とカテーテル４０とは、例えば超音波カテーテルとして、一体に構成されていてもよい。
【００２４】
超音波検査器３０は、超音波振動子３１とシャフト３２とチューブ３３とを備える。超音波振動子３１は、被検体７０に向けて超音波を送信し、被検体７０から反射してきた超音波を受信する。シャフト３２は、可撓性を有する線状部材である。シャフト３２は、その先端部で超音波振動子３１と連結されており、基端部で駆動部２１と連結されている。チューブ３３は、可撓性を有する筒状の部材であり、シャフト３２の周方向を覆っている。チューブ３３は、シャフト３２と密着しているため、シャフト３２の回転及び移動を阻害することなく、カテーテル４０に対して延在方向にスライド可能である。また、超音波検査器３０の基端側の手元の押し込み力を超音波検査器３０の先端側に伝えやすくするために、チューブ３３の基端部はチューブ３３の先端部よりも硬い。
【００２５】
例えば図４に示されるように、カテーテル４０は、被検体７０としての心臓の内部に挿入されてよい。カテーテル４０は、下大静脈ＩＶＣを経て右心房ＲＡに挿入されている第１シース８３を通じて、右心房ＲＡの内部に挿入されている。カテーテル４０は、上大静脈ＳＶＣにまで挿入されてもよい。また、ブロッケンブロー針８０が、下大静脈ＩＶＣを経て右心房ＲＡに挿入されている第２シース８４を通じて、右心房ＲＡの内部に挿入されている。ブロッケンブロー針８０は、右心房ＲＡと左心房ＬＡとを隔離する卵円窩Ｈを貫通して右心房ＲＡから左心房ＬＡを開通させるために用いられる。超音波検査器３０は、ブロッケンブロー針８０、及び、左心房ＬＡの内壁の状態に関する検出信号を、信号取得部２３に出力する。制御部１１は、操作者がブロッケンブロー針８０の位置、及び、左心房ＬＡの内壁の状態を把握するための診断画像を、検出信号に基づいて生成する。
【００２６】
駆動部２１は、シャフト３２を駆動することによって、シャフト３２の先端部に連結されている超音波振動子３１を、カテーテル４０の延在方向に沿って移動させたり、カテーテル４０の周方向に沿って回転させたりする。駆動部２１は、モータ等の駆動機構を含んでよい。駆動部２１は、操作者による操作入力を受け付けるインタフェースを備えてよい。超音波診断装置１の操作者は、駆動部２１を通じて超音波振動子３１の位置及び姿勢を制御することによって、被検体７０の所望の位置における診断画像を得ることができる。
【００２７】
信号出力部２２は、超音波振動子３１に電圧を印加するための信号を出力する。超音波振動子３１に電圧を印加するための信号は、駆動信号ともいう。信号出力部２２は、シャフト３２内に設けられている信号線によって、超音波振動子３１と電気的に接続されている。図５に示されるように、信号出力部２２は、プログラマブルロジックデバイスの一種であるＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）２４と、パルサー２６とを備える。例えば、ＣＰＬＤ２４は超音波振動子３１に電圧を印加するため、複数の制御信号（例えば、デジタル信号）を出力する。
【００２８】
パルサー２６は、矩形波のパルス信号を出力する。パルス信号の電圧は、制御信号の電圧よりも大きい。パルサー２６は、ＣＰＬＤ２４から制御信号を取得する端子を有する。ＣＰＬＤ２４から制御信号を取得する端子は、信号入力端子（例えば、デジタル信号入力端子）ともいう。パルサー２６は、スイッチング素子を含み、ＣＰＬＤ２４から取得した制御信号に基づいて、スイッチング素子のオンオフを制御する。スイッチング素子は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等の半導体素子を含んでよい。パルサー２６は、スイッチング素子のオンオフを制御することによって、電圧を出力していないオフ状態、並びに、第１電圧を出力している第１状態、及び、第２電圧を出力している第２状態のいずれかに遷移してよい。第１電圧は、正の電圧であってよい。第２電圧は、負の電圧であってよい。第１電圧の絶対値と第２電圧の絶対値とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。パルサー２６は、第１電圧及び第２電圧を生成する定電圧回路を含んでよい。パルサー２６は、外部の電源回路と接続され、第１電圧及び第２電圧を外部の電源回路から取得してもよい。
【００２９】
パルサー２６が超音波振動子３１に電圧を印加する場合、パルサー２６から超音波振動子３１に電流が流れる。例えばパルサー２６が超音波振動子３１に第１電圧を印加する場合、第１電圧の印加に基づく電流が超音波振動子３１に流れる。超音波振動子３１は、圧電セラミックス等の圧電型であってよい。超音波振動子３１が圧電型である場合、超音波振動子３１は、電圧の印加に対して主に容量性負荷としてふるまう。超音波振動子３１が大きくなるほど、超音波振動子３１に流れる電流は大きくなる。
【００３０】
パルサー２６は、複数のデジタル信号入力端子を有する。デジタル信号入力端子は、第１信号入力端子と、第２信号入力端子とを含んでよい。パルサー２６は、第１信号入力端子で制御信号を取得した場合に、第１状態に遷移してよい。パルサー２６は、第２信号入力端子で制御信号を取得した場合に、第２状態に遷移してよい。パルサー２６は、第１信号入力端子及び第２信号入力端子の両方で制御信号を取得していない場合に、オフ状態に遷移してよい。パルサー２６は、第１信号入力端子、第２信号入力端子のＨｉｇｈとＬｏｗの組合せによって、第１状態、第２状態、オフ状態に遷移してよい。信号入力端子は、イネーブル信号を取得するイネーブル端子をさらに含んでよい。
【００３１】
ＣＰＬＤ２４は、パルサー２６を所望の状態に遷移させるように、各信号入力端子に対応する制御信号を生成し、各信号入力端子に出力する。ＣＰＬＤ２４は、制御部１１からトリガ信号を取得したタイミングで、パルサー２６に対して制御信号を出力してよい。ＣＰＬＤ２４は、パルサー２６に対して制御信号を出力するタイミングを制御することによって、パルサー２６が駆動信号として出力する電圧の波形を制御する。例えば、ＣＰＬＤ２４は、パルサー２６に駆動信号としてバースト波を出力させるように、制御信号を出力するタイミングを制御してよい。バースト波は、パルス又は正弦波等の周期的な波形を連続して出力する期間と、波形を出力しない期間とを有する信号である。駆動信号は、図６に例示されるように、５つの正のパルスと４つの負のパルスとが交互に並ぶパルス列を含んでよい。このようなパルス列を含む駆動信号は、４．５波のバースト波ともいう。つまり、パルサー２６は、パルス状の駆動信号を出力してよい。図６において、横軸及び縦軸はそれぞれ、時間及び電圧を表している。駆動信号の正及び負の振幅はそれぞれ、＋Ｖｐ及び−Ｖｐで表されている。駆動信号は、正負のパルスを２組含む、２波のバースト波であってもよい。駆動信号に含まれるパルスの数は、これらに限られない。駆動信号に含まれるパルスの数が少ないほど、超音波振動子３１から超音波が送信される時間が短くなることによって、診断画像の分解能が高まる。また、駆動信号に含まれるパルスの数が多いほど、超音波振動子３１から超音波が送信される時間が長くなることによって、検出信号の強度が高まる。
【００３２】
信号取得部２３は、超音波振動子３１から検出信号を取得する。超音波振動子３１は、被検体７０から反射してきた超音波を検出した結果を検出信号として信号取得部２３に出力する。信号取得部２３は、信号を増幅するプリアンプ等の増幅器を含んでよい。信号取得部２３は、超音波振動子３１から取得した検出信号を増幅器によって増幅し、制御部１１に出力してよい。
【００３３】
駆動装置２０は、駆動部２１によって超音波振動子３１の位置及び角度を制御しつつ、信号出力部２２によって超音波振動子３１に超音波を送信させることによって、被検体７０に対して送信される超音波を２次元にスキャンできる。制御部１１は、信号取得部２３から取得する検出信号と、駆動部２１による超音波振動子３１の位置及び角度の制御に関する情報とを同期させ、２次元の診断画像を生成できる。
【００３４】
信号出力部２２から出力される駆動信号は信号線を伝搬している間に減衰する。超音波振動子３１に伝搬する駆動信号の強度が大きいほど、超音波振動子３１が送信する超音波の強度は大きい。超音波の強度が大きいほど、診断画像に含まれる被検体７０の観察範囲が広くなる。
【００３５】
本実施形態に係る超音波診断装置１において、信号出力部２２は、駆動装置２０に含まれる。一方、比較例１に係る装置において、信号出力部２２は、制御装置１０に含まれる。本実施形態に係る超音波診断装置１は、比較例１と比べて、信号出力部２２から超音波振動子３１までの信号線を短くでき、信号出力部２２から超音波振動子３１まで駆動信号が伝搬する間の減衰量を少なくできる。その結果、本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波振動子３１から送信される超音波の強度を大きくでき、診断画像に含まれる被検体７０の観察範囲を広くできる。つまり、本実施形態に係る超音波診断装置１は、駆動装置２０が信号出力部２２を備えることによって、広範囲を観察する診断画像を生成できる。
【００３６】
本実施形態に係る超音波診断装置１において、制御装置１０と駆動装置２０とは、トリガ信号の送受信によって、同期して動作する。このようにすることで、駆動信号の出力元である信号出力部２２が制御装置１０に含まれていなくても、制御装置１０は、駆動信号が出力されるタイミングと検出信号を取得するタイミングとを同期し、診断画像を生成できる。
【００３７】
本実施形態に係る超音波診断装置１において、信号出力部２２は、超音波振動子３１の駆動信号として、スイッチング素子のオンオフに基づく矩形波のパルスをパルサー２６で生成し、出力する。一方、比較例２に係る装置において、信号出力部２２は、正弦波等を含むアナログ信号を出力する。アナログ信号を生成する回路は、パルサー２６よりも大きくなりやすい。さらに、アナログ信号を増幅する回路が必要とされる。よって、比較例２に係る装置における信号出力部２２と比べて、本実施形態に係る超音波診断装置１の信号出力部２２は、小型化されやすい。つまり、本実施形態に係る超音波診断装置１は、信号出力部２２がパルサー２６を備えることによって、信号出力部２２を小型化できる。駆動装置２０は、操作者が被検者の近くで操作できるように、被検者の近くに配置される。また、駆動装置２０は、操作者が取り扱いやすいように小型であることが求められる。本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、駆動装置２０が小型化されつつ、信号出力部２２が駆動装置２０の内部に格納される。その結果、本実施形態に係る超音波診断装置１は、駆動信号の減衰量を小さくでき、広範囲を観察する診断画像を生成できる。
【００３８】
例えば被検体７０が心臓等の臓器である場合、より広い範囲の診断画像の生成が求められる。超音波診断装置１は、より広い範囲の診断画像を生成するために、超音波検査器３０から送信される超音波をより広い範囲に到達させる。超音波振動子３１は、広範囲に超音波を到達させるために大きくされてよい。超音波振動子３１が大きくなるほど、超音波振動子３１の駆動に必要とされる電流が大きくなる。超音波振動子３１の駆動に必要とされる電流は、超音波振動子３１が大きくなると、１つのパルサー２６から安定に出力可能な電流を超えることがある。つまり、１つのパルサー２６から出力される駆動信号だけでは、超音波振動子３１を安定に駆動できないことがある。
【００３９】
図７に示されるように、信号出力部２２は、複数のパルサー２６を備えてよい。複数のパルサー２６は、第１パルサー２６ａと第２パルサー２６ｂとを含んでよい。第１パルサー２６ａ及び第２パルサー２６ｂは、超音波振動子３１に対して並列に接続されてよい。この場合、各パルサー２６から超音波振動子３１に印加される電圧が維持されつつ、各パルサー２６から超音波振動子３１に流れる電流が低減する。このようにすることで、各パルサー２６が超音波振動子３１に流す電流は、各パルサー２６が安定に出力可能な電流より低い値になる。その結果、超音波振動子３１が大きくなった場合でも、信号出力部２２は、超音波振動子３１に安定に電流を出力できる。なお、制御部１１と信号出力部２２とは、出力先である超音波振動子３１に駆動信号（パルス信号）を出力するためのパルス信号発信機を構成している。
【００４０】
信号出力部２２は、各パルサー２６の入力側にバッファ２５をさらに備えてよい。バッファ２５は、回路の電気抵抗によって低下した入力電圧を補正し、出力できる。そのため、バッファ２５は、制御信号を各パルサー２６に分岐するとともに、等しく出力して、ＣＰＬＤ２４から出力される制御信号を安定させる。バッファ２５から各パルサー２６までの制御信号の伝達時間は、略同一とされる。このようにすることで、各パルサー２６が駆動信号を出力するタイミングが同期されやすい。バッファ２５から各パルサー２６までの制御信号の伝達時間を略同一とするために、例えば、バッファ２５から各パルサー２６までの配線長が略同一とされてよい。また、バッファ２５と各パルサー２６との間に遅延回路が接続されてもよい。また、信号出力部２２は、各パルサー２６に対して、バッファ２５を各々に備えてもよい。パルサー２６に対して入力電流が足りなくてもＣＰＬＤ２４から出力される制御信号を安定させることができる。
【００４１】
信号出力部２２は、各パルサー２６の出力側に出力抵抗２７をさらに備えてよい。出力抵抗２７は、各パルサー２６が出力する電流の大きさの差を低減する。つまり、出力抵抗２７は、超音波振動子３１に並列に接続されている各パルサー２６が流す電流の均一性を向上しうる。このようにすることで、複数のパルサー２６のいずれにおいても、超音波振動子３１に流す電流が安定に出力可能な電流より低くなる。その結果、信号出力部２２の安定性が向上する。出力抵抗２７の抵抗値は適宜設定されてよい。
【００４２】
本実施形態に係る超音波診断装置１は、複数のパルサー２６を備えることによって、超音波振動子３１が大きくなった場合でも、超音波振動子３１を安定に駆動できる。その結果、より広い範囲の診断画像が生成される。
【００４３】
超音波振動子３１は、第一の端において基準電位点に接続され、第二の端においてパルサー２６と接続してよい。この場合、超音波振動子３１に印加される電圧は、パルサー２６から印加される駆動信号の電位と、基準電位との電位差に対応する。超音波振動子３１は、第一の端において第１パルサー２６ａと接続しつつ、第二の端において第２パルサー２６ｂと接続してよい。この場合、超音波振動子３１に印加される電圧は、第１パルサー２６ａから印加される駆動信号の電位と、第２パルサー２６ｂから印加される駆動信号の電位との電位差に対応する。
【００４４】
第１パルサー２６ａ及び第２パルサー２６ｂがそれぞれ超音波振動子３１の第一の端及び第二の端に接続している場合において、第１パルサー２６ａ及び第２パルサー２６ｂはそれぞれ、正負の符号が反転したパルスを出力してよい。例えば、第１パルサー２６ａ及び第２パルサー２６ｂはそれぞれ、図８Ａ及び図８Ｂに例示される電圧波形によって表される駆動信号を出力してよい。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、横軸及び縦軸はそれぞれ、時間及び電圧を表している。図８Ａに示されている電圧波形は、５つの正のパルスと４つの負のパルスとが交互に並ぶ第１パルス列を含む。つまり、第１パルス列は、正のパルスと負のパルスとが所定パターンで並んでいるものであるといえる。図８Ｂに示されている電圧波形は、５つの負のパルスと４つの正のパルスとが交互に並ぶ第２パルス列を含む。つまり、第２パルス列は、第１パルス列に含まれるパルスが逆の符号のパルスに置換されているものであるといえる。図８Ａ及び図８Ｂに示されているパルスの正及び負の振幅はそれぞれ、＋Ｖｐ／２及び−Ｖｐ／２で表されている。
【００４５】
超音波振動子３１の両端に図８Ａ及び図８Ｂに例示される電圧波形に基づく電圧が入力される場合、超音波振動子３１の両端に印加される電圧は、図８Ａの電圧波形と図８Ｂの電圧波形との電位差に対応し、図６に示されている電圧波形で表される。図６に示されている電圧波形の振幅の絶対値は、Ｖｐで表される。一方で、図８Ａ及び図８Ｂに示されている電圧波形の振幅の絶対値は、Ｖｐ／２である。つまり、図８Ａ及び図８Ｂに示されている電圧波形が合成された結果、図６に示されている電圧波形が生成される。
【００４６】
このように、各パルサー２６の出力を合成することによって、合成した出力の電圧は、各パルサー２６が出力する電圧より大きくなる。つまり、各パルサー２６の出力が小さくされてよい。その結果、各パルサー２６に供給される電源電圧が低くされる。
【００４７】
本実施形態に係る超音波診断装置１は、正負の符号を反転して出力する少なくとも２つのパルサー２６を備えることによって、電源電圧を低くできる。その結果、装置がさらに小型化される。
【００４８】
本発明は、上述した実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再構成可能であり、複数の構成部またはステップなどを１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
【００４９】
また、本発明に係る、制御部１１と信号出力部２２とを備えるパルス信号発信機は、超音波診断装置１以外にも適用可能である。例えば、このパルス信号発信機は、超音波振動子３１の代わりに、信号出力部２２からのパルス信号を受けて生体組織に電流を流すための電極を有するアブレーション装置に適用できる。このようなアブレーション装置においても、信号出力部２２が、パルス信号の出力先である電極に対して並列に接続された複数のパルサー２６を備えることにより、各パルサー２６から電極に印加される電圧が維持されつつ、各パルサー２６から電極に流れる電流を低減することができる。このようにすることで、各パルサー２６が電極に流す電流は、各パルサー２６が安定に出力可能な電流より低い値になる。その結果、電極に高電圧をかける場合でも、信号出力部２２は、電極に安定に電流を出力できる。なお、このようなアブレーション装置において、信号出力部２２は、制御装置１０に組み込まれ、駆動装置２０は省略される。
【符号の説明】
【００５０】
１  超音波診断装置
１０  制御装置
１１  制御部
１２  表示部
１３  操作部
２０  駆動装置
２１  駆動部
２２  信号出力部
２３  信号取得部
２４  ＣＰＬＤ
２５  バッファ
２６  パルサー
２７  出力抵抗
３０  超音波検査器
３１  超音波振動子
３２  シャフト
３３  チューブ
４０  カテーテル
７０  被検体
８０  ブロッケンブロー針
８３  第１シース
８４  第２シース
ＲＡ、ＬＡ  右心房、左心房
ＩＶＣ、ＳＶＣ  下大静脈、上大静脈
Ｈ  卵円窩
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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