JP3808868B2 - 超音波診断装置およびその駆動方法 - Google Patents

超音波診断装置およびその駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3808868B2
JP3808868B2 JP2003413163A JP2003413163A JP3808868B2 JP 3808868 B2 JP3808868 B2 JP 3808868B2 JP 2003413163 A JP2003413163 A JP 2003413163A JP 2003413163 A JP2003413163 A JP 2003413163A JP 3808868 B2 JP3808868 B2 JP 3808868B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
channels
probe
channel
reception
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003413163A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005168806A (ja
Inventor
慎一 雨宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2003413163A priority Critical patent/JP3808868B2/ja
Priority to KR1020040103316A priority patent/KR100633968B1/ko
Priority to US11/009,507 priority patent/US7111515B2/en
Priority to DE102004059796A priority patent/DE102004059796A1/de
Priority to CNB200410100763XA priority patent/CN100393284C/zh
Publication of JP2005168806A publication Critical patent/JP2005168806A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3808868B2 publication Critical patent/JP3808868B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/106Number of transducers one or more transducer arrays

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

本発明は、超音波診断装置およびその駆動方法に関し、特に、送受信部のチャンネル数よりも多くの振動子を有する探触子を具備する超音波診断装置およびその駆動方法に関するものである。
撮影対象の所定の領域を超音波で走査して、撮影対象の画像を生成する装置として超音波診断装置がある。このような超音波診断装置は、撮影対象に負担を与えることなく走査および画像生成ができるので注目を集めている。
超音波診断装置により生成される画像は、装置の本体における送受信チャンネルの数と探触子の振動子の数に依存するところが大きい。つまり、送受信チャンネルの数は振動子の数に対応させて、振動子は幅を小さくして数を多くするほど、走査線密度が高くなり、生成される画像の精度が向上する。以下、探触子をプローブと、振動子をエレメントとも称する。
エレメントを1次元に配列したリニアプローブあるいはコンベックスプローブにおいて、多くのエレメントを有するプローブの開発が行われてきた。それに対し、各エレメントに超音波信号を送受信するチャンネルを有する送受信回路に関しては、超音波診断装置の大きさの制約などから容易にチャンネル数を増やすことができない。そのため、たとえば、32または48チャンネルの送受信回路に対し、128から192個のエレメントを有するプローブなどが開発されている。
上記のようなプローブを有する超音波診断装置は、隣り合うエレメントがそれぞれ異なる送受信チャンネルに接続され、送受信チャンネルによって駆動するエレメントを順に移動させることによってリニア走査やコンベックス走査を行っている(たとえば、非特許文献1参照)。
しかしながら、リニア走査あるいはコンベックス走査においてBモードコンパウンドを行う際、上記のように駆動するエレメントを連続させ、開口が狭くなると、メインビームが広がってしまう可能性がある。また、送受信するエレメントの領域を広げようと所定の間隔を隔てたエレメントと送受信チャンネルとを接続し、駆動するとグレーティングローブを発生する可能性がある。
一方、エレメントを2次元に配列したアクティブマトリックスアレイ(Active
Matrix Array、以下、AMAとも称する)プローブは128チャンネル以上の送受信回路を有する超音波診断装置に開発されているが、普及機は64チャンネル程度の送受信回路が一般的である。
さらに、持ち運び可能な超音波診断装置のように、大きさや重さの点で送受信チャンネルを容易に増やせないという課題もある。
社団法人日本電子機械工業会編「医用超音波機器ハンドブック」コロナ社、1997年1月20日改訂版第1版発行、第94頁図3.59、第97頁図3.64、第102頁図3.76
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信し、分解能を向上させる超音波診断装置およびその駆動方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、上記の本発明の超音波診断装置は、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、複数のチャンネルが、各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列されたリニア型あるいはコンベックス型探触子とを有し、前記探触子において、配列方向に対して非連続的に前記チャンネルと振動子が接続され、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域の振動子の数はチャンネルの数よりも多く設定されている。
本発明の超音波診断装置によれば、リニア型あるいはコンベックス型の探触子において、振動子とチャンネルとの接続を配列方向に対して非連続にする。その結果、探触子の開口領域が広くなる。
上記目的を達成するため、上記の本発明の超音波診断装置は、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、複数のチャンネルが、各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が2次元に配列された探触子とを有し、探触子において、一方の配列方向に対して非連続的にチャンネルと振動子が接続され、各列における振動子とチャンネルとの接続パターンを隣接する振動子の列と異なるように振動子とチャンネルとが接続されている。
上記目的を達成するため、上記の本発明の駆動方法は、チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列され、振動子はスイッチを介してチャンネルと接続可能なリニア型あるいはコンベックス型の探触子とを有する超音波診断装置の駆動方法であって、送受信手段のチャンネルに接続する振動子を選択し、選択された振動子とチャンネルとを接続して被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信するステップと、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成するステップとを有し、送受信ステップにおいて、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域における振動子の数がチャンネルの数よりも多くなるようにチャンネルと接続する振動子を配列方向に非連続的に選択する。
本発明の駆動方法によれば、送受信手段のチャンネルに接続する振動子を選択し、選択された振動子とチャンネルとを接続して被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信する。
ここで、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域における振動子の数がチャンネルの数よりも多くなるようにチャンネルと接続する振動子を配列方向に非連続的に選択する。
次に、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する。
本発明の超音波診断装置によれば、シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信して、分解能を向上することができる。
本発明の駆動方法によれば、シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信して、分解能を向上することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
〔第1の実施形態〕
図1は、本実施形態に係る超音波診断装置1を模式的に示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波プローブ2と、本体部3と、表示装置4とを有する。超音波プローブ2と本体部3とは図示が省略されたプローブケーブルによって接続されている。
超音波撮影時においては、たとえば医者が、超音波診断装置1を走査する使用者となる。撮影時には超音波プローブ2は使用者により把持されて、被検体に接触させる。
超音波プローブ2は、後述する本体部3の高圧スイッチ5を介して送受信部6に接続されている。超音波プローブ2は、たとえば、M個の振動子が一方の方向に配列したリニアアレイを有する。
超音波プローブ2は、高圧スイッチ5を介して送受信部6から出力された電気信号を各振動子により超音波に変換して被検体に送信する。超音波プローブ2は、被検体からの反射波を振動子により電気信号に変換して、高圧スイッチ5を介して送受信部6に出力する。なお、振動子から送信された音線を形成する超音波は、被検体の内部を進行中に、内部組織の音響インピーダンスの差に応じたエコーを発生する。このエコーが超音波振動子アレイによって受信されて電気信号に変換される。ここで、振動子により変換される電気信号および超音波を合わせて超音波信号と称する。
本実施形態において、超音波プローブ2としてリニア型プローブあるいはコンベックス型プローブを用いる。超音波プローブ2は、リニア走査によって均一な視野を走査し、あるいは、コンベックス走査によって広い視野を走査する。本発明の探触子の一実施態様が超音波プローブ2に相当する。
本体部3は、高圧スイッチ5と、送受信部6と、画像処理部7と、記憶部8と、CPU(制御部)9と、駆動部10と、操作コンソール11とを有する。本体部3は、プローブケーブルを介して入力された電気信号(エコー信号)に基づいて、被検体に関する各種超音波画像を生成する。
本実施形態において、本体部3は、たとえば、エコー信号に基づいて被検体の画像、つまりBモード画像を生成する。以下、本体部3について説明する。
高圧スイッチ5は、送受信部6と、超音波プローブ2と、制御部9に接続されている。高圧スイッチ5は、たとえば、M個のスイッチを有する。高圧スイッチ5は、制御部9からの指令に基づいて各スイッチをON/OFFされ、送受信部6と超音波プローブ2とを接続する。本発明のスイッチの一実施態様が高圧スイッチ5に相当する。
送受信部6は、高圧スイッチ5と、画像処理部7と、駆動部10に接続されている。送受信部6は、信号の送信および受信のためのポートである。送受信部6は、たとえば、N個のチャンネルを有する。ここで、チャンネル数Nは、上記の超音波プローブ2における振動子数Mより小さい。送受信部6は、超音波プローブ2の駆動のために駆動部10から出力される駆動信号をプローブケーブルを介して超音波プローブ2に送信する。また、送受信部6は、プローブケーブルを介して超音波プローブ2から受信したエコー信号を画像処理部7に送信する。本発明の送受信手段の一実施態様が送受信部6に相当する。
制御部9は、駆動部10と、画像処理部7と、記憶部8と、操作コンソール11に接続されている。
制御部9は、撮影のために超音波プローブ2に超音波を送信させる指令信号を駆動部10に出力する。また、制御部9は、操作コンソール11からの操作信号による支持に従って断層像などを表示させる指令信号を画像処理部7に出力する。さらに、制御部9は、操作コンソール11の指令に基づいて、記憶部8における画像データの保存を制御する。
駆動部10は、たとえば、電気・電子的な回路を用いて実現される。
駆動部10は、制御部9からの指令信号に応じた音線が形成されるように超音波プローブ2を駆動する駆動信号を生成し、生成した駆動信号を送受信部6に送信する。
画像処理部7は、送受信部6から送信されるエコー信号に基づいて被検体の画像を生成する。また、画像処理部7は、制御部9からの指令に応じて生成した画像を表示装置4に表示させる。さらに、画像処理部7は、画像データを記憶部8に送信して保存させる。画像処理部7はプログラムなどから構成される。
記憶部8には、半導体メモリやハードディスクドライブなどの各種記憶装置が含まれる。
記憶部8は、画像処理部7から送信される画像データを保存する。また、記憶部8は、超音波診断装置1の操作のためのプログラムや、このプログラムにおいて用いられる音線や撮影対象までの距離などの各種パラメータも記憶する。
操作コンソール11は、超音波診断装置1の操作のためにオペレータからの操作を受け付ける装置である。操作コンソール11は、たとえば、キーボードやスイッチなどの入力部からなる。
表示装置4は、本体部3において生成された画像およびその他の撮影データを表示する。表示装置4は、CRTや液晶表示パネルなどからなる。
次に、本発明に係る超音波診断装置1の動作を図を参照して説明する。
図2は、本実施形態に係る超音波診断装置1の動作を示すフローチャートである。
まず、超音波プローブ2を用いて走査する範囲を設定する(ST11)。
使用者は超音波プローブ2を被検体の所定の箇所に位置決めする。このとき、走査範囲が検出対象に対応するように、走査範囲の深さ方向、方位方向および厚み方向が周波数や走査形状などにより設定される。また、少なくとも検出対象が含まれるように走査範囲を設定することが望ましい。
次に、所定の位置に設置された被検体の、ステップST11において設定された領域を撮影する(ST12)。
使用者は、超音波プローブ2を走査位置に接触するように設置する。また、使用者は、操作コンソール11を操作して、制御部9を介して駆動部10に指令を与える。さらに、駆動部10は制御部9から指令信号を受け、超音波プローブ2の超音波振動子アレイからの超音波の合成波面により所定の音線が形成されるような駆動信号を生成して、送受信部6を介して超音波プローブ2に出力する。駆動部10は所定の領域の1つの平面(走査面)に複数の音線を形成し、超音波プローブ2はこの複数の音線により走査面を走査する。超音波プローブ2は、被検体の内部から発せられたエコー信号を受信する。上記のステップが、本発明の送受信ステップの一実施形態に相当する。
ここで、上記のステップST12における超音波プローブ2への信号の出力ステップは、本発明の超音波診断装置の駆動方法に相当する。詳細は後述する。
送受信部6は、プローブケーブルを介して超音波プローブから受信したエコー信号を画像処理部7に送信する。
送受信部6から画像処理部7に送信されたエコー信号に基づいて、画像処理部7は、各音線の送信により得られるエコー信号の波形の振幅を輝度の差として表す、いわゆるBモード処理を行う。この処理により、送信する音線の数に応じた解像度で走査面全体における輝度データが得られる。画像処理部7は、輝度データに対応する2次元画像を生成する。ここで、上記のステップが、本発明の画像生成ステップの一実施態様に相当する。
撮影された画像は、制御部9の指令に基づいて記憶部8に記憶される。
次に、記憶部8に記憶された撮影画像を表示装置4において再生する(ST13)。
図3は、本発明に係る超音波プローブ2と高圧スイッチ5と送受信部6の接続を示す説明図である。
一般的に、超音波診断装置の送受信チャンネル数は、32以上であるが、本実施形態においては簡略化して送受信部6のチャンネル数はN=8として説明する。なお、高圧スイッチ5および超音波プローブ2におけるスイッチおよび振動子の数はM=16とする。
N=0〜7とすると、第Nチャンネルは、第Nスイッチおよび第(N+8)チャンネルに並列に接続されている。また、超音波プローブ2の第0エレメントe0〜第15エレメントe15が、第0スイッチSW0〜第15スイッチSW15にそれぞれ接続されている。
上記のステップST12において、制御部9は高圧スイッチ5によってチャンネルと接続させるエレメントを選択し、送受信部6の各チャンネルに接続する高圧スイッチ5のいずれか1つをONする。このとき、チャンネルと接続されるエレメントは、エレメントの配列方向に対して非連続的になるように制御部9は高圧スイッチ5をONさせる。
図面を参照して上記のステップを具体的に記述する。
図4は、図3に示す超音波プローブ2の各エレメントe0〜e15における連続パターンの一例を模式的に示す概略図である。
図4に示すように、制御部9からの指令に基づいて超音波プローブ2を介して第1回から第10回までの送受信が行われる。各送受信における各エレメントとチャンネルとの接続状態が0および1を用いて示されている。ここで、0で示されるエレメントeは高圧スイッチ5がOFFであって、1で示されるエレメントeは高圧スイッチ5がONである。各送受信数においてエレメントとチャンネルとが接続されているか否かを示す0と1との配列パターンをエレメントとチャンネルとの接続パターンとも称する。
また、図5は、図4に示す第1回の送受信におけるチャンネルとエレメントとの対応を示す模式図である。なお、高圧スイッチ5は図示を省略されている。
図5に示すように、送受信部6に設置された各チャンネルはそれぞれ2つのエレメントのいずれか一方をONすることができる。第1回の送受信において駆動される、つまり、高圧スイッチ5によりチャンネルと接続されるエレメントeは破線で囲って示されている。
図6は、エレメント選択ステップの一部を示すフローチャートである。
まず、制御部9は、図4に示すように第1回の送受信において、配列方向に対して非連続的になるように高圧スイッチ5をONするエレメントを選択する(ST21)。
たとえば、図4および図5に示すように第3および第5のエレメントe3,e5はそれぞれ第3および第5のチャンネルと接続するように選択され、第4のエレメントe4は上記の第3および第5のエレメントe3,e5と連続して駆動させないために選択されない。なお、第4のチャンネルは図5に示されるように第12のエレメントe12と接続するように設定される。
また、図4に示すように、チャンネルと接続されたエレメントの一方の端部から他方の端部までの開口領域、つまり、第1回の送受信においては第3のエレメントe3から第14のエレメントe14の中央部に相当する第8および第9のエレメントe8,e9近傍において、隣り合うエレメントe7〜e10がそれぞれチャンネルと接続するように制御部9は高圧スイッチ5を選択する。一方、開口領域の端部近傍において、隣り合うエレメントはチャンネルと接続されないように制御部9は高圧スイッチ5を選択する。
上記のように制御部9により接続パターンが設定されると、制御部9は、接続パターンに基づいて高圧スイッチ5をONする(ST22)。
その結果、各チャンネルは、超音波プローブ2のそれぞれ異なるエレメントに送受信部6からの超音波信号を出力する。
超音波信号が出力されたエレメントは、被検体に送信し、被検体からの反射波を受信する(ST23)。受信された超音波信号は、たとえば、画像処理部7を介して記憶部8に記憶される。
次に、第2回の送受信を行う。
第1回の送受信が終了すると、制御部9はONされた高圧スイッチをOFFし、さらに、走査方向に隣接するエレメントに対応する高圧スイッチをONする(ST24)。
たとえば、図4に示すように、制御部9は、第1回の送受信において高圧スイッチ5と接続された第3、第5、第7〜第10、第12および第14のエレメントe3,e5,e7〜e10,e12,e14と走査方向に隣接する第2、第4、第6〜第9、第11および第13のエレメントe2,e4,e6〜e9,e11,e13に対応する高圧スイッチ5をONする。
同様なステップを繰り返し、制御部9によって接続パターンを進行方向へ1エレメントずつ移動させながら超音波プローブ2は被検体を走査する。所定の回数の送受信数まで終えると、制御部9は接続パターンを走査方向に移動させず、各エレメントにおいてチャンネルとの接続あるいは非接続を維持した状態において走査が行われる。なお、制御部9は接続パターンを維持せずに、走査方向に移動させてもよい。上記のステップは、予め設定された第n回の送受信が終了するまで行われる。
図7は、超音波信号を放射する方位角度と信号強度との関係を示すグラフである。図7は、超音波プローブにおいて隣り合うエレメントを連続してチャンネルと接続して送受信を行った第1の超音波信号aと、本実施形態の接続パターンを用いて送受信を行った第2の超音波信号bとをそれぞれ示している。
図7に示すように、第1の超音波信号aは、所定の放射角度αに対し信号強度を示すピーク幅がブロードしているが、本実施形態に係る第2の超音波信号bは、エレメントの開口領域を広くしたことによりピークがブロードせず、分解能が向上したことがわかる。
〔変形例〕
次に、本実施形態の変形例について図面を参照して説明する。なお、上記の実施形態と同様の箇所は符号を同じくし、説明を省略する。
図8は、本変形例に係る連続パターンの一例を示す。
図8は、図4と同様に第0〜第15のエレメントe1〜e15の一部が送受信部6のチャンネルと接続されて、第1回〜第10回の送受信において第15のエレメントe15から第0のエレメントe0の方向へ連続パターンを移動させて走査を行っている。
なお、図8における第1〜第4回の送受信は図4と同様である。
図8の第5回の送受信において、開口領域の中心は第4のエレメントe4と第5のエレメントe5との間に位置する。
また、本実施形態に係る超音波診断装置の送受信部6のチャンネル数は8であるので、走査方向に沿ってチャンネル数に相当する振動子が配列された第1の領域は、第8のエレメントe8から第15のエレメントe15までに相当する。
本変形例においては、開口領域の中心と、第1の領域の開口領域の中心側の端部とによって囲まれた領域において、制御部9はすべてのエレメントをチャンネルと接続するように設定する。
たとえば、第5回の送受信において、開口領域の中心は、図8に示すように第4のエレメントと第5のエレメントの間に位置する。このとき、制御部9は、開口領域の中心と第1の領域の端部とに囲まれる領域、つまり、第5のエレメントから第7のエレメントまでの全てのエレメントをそれぞれチャンネルに接続するように選択する。
図9は、第5回の送受信におけるエレメントとチャンネルとの接続状態を模式的に示す概略図である。
図4に示す第5回の送受信において、第7のチャンネルとそれに接続可能な第7のエレメントe7および第15のエレメントe15とはいずれも接続されていなかった。そのため、第5回の送受信においては、送受信を行うエレメントが第4回の送受信と比較して1つ少なくなっていた。
本変形例の図9に示す第5回の送受信において、制御部9は第7のエレメントe7に対応する高圧スイッチ5をONにすることにより、送受信を行うエレメントの数を一定に保つことができる。
同様にして、エレメントと高圧スイッチ5との接続パターンを走査方向に移動させながら走査を行う。所定の回数の送受信数まで終えると、接続パターンが走査方向に移動せず、各エレメントにおいてチャンネルとの接続あるいは非接続を維持したまま走査を行う。予め設定された回数の送受信を終えると走査は終了する。
シグナル−ノイズ比(Signal−Noise比、以下、SN比とも称する)は、エレメントと接続しているチャンネル数が少ないほど低下し、生成される画像に影響を与える。本変形例においては、チャンネルと接続されるエレメントの数を一定に保つように、制御部がエレメントを選択するので、SN比の低下が低減できる。
なお、上記の実施形態および変形例1においては、超音波プローブ2としてリニアプローブおよびコンベックスプローブのいずれか一方を用いる。
本実施形態によれば、駆動するエレメントが広く分布して開口領域が大きくなる。その結果、超音波信号を送受信する方位角に対する感度が向上し、分解能が改善する。また、駆動するエレメントの分布が開口部の端部近傍よりも中央部近傍において密となるため、浅い部分を走査することもできる。なお、制御部9は高圧スイッチの選択を容易にするために、開口領域の中心に対して左右対称になるように接続パターンを設定している。
また、上記の変形例1によれば、接続パターンが走査方向に移動してもチャンネル数が減少することがないので、シグナル−ノイズ比の低下を防ぐことができる。
本発明の撮影装置は、上記の実施形態に限定されない。
たとえば、本発明の超音波診断装置において、リニアプローブに換えてコンベックスプローブを用いてもよい。また、送受信部6のチャンネル数および超音波プローブ2のエレメント数などは一例であって、必要に応じて変えることができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る超音波診断装置1を模式的に示すブロック図である。 図2は、図1に示す超音波診断装置1の動作を説明するフローチャートである。 図3は、図1に示す超音波診断装置1の一部を模式的に示した概略図である。 図4は、本発明に係る第1の実施形態の接続パターンの一例を示す概略図である。 図5は、図1に示す超音波診断装置1における送受信部と振動子との接続を模式的に示す概略図である。 図6は、図1に示す超音波診断装置1における送受信部と振動子との接続を設定するステップを説明するフローチャートである。 図7は、図1に示す超音波診断装置1により得られる放射角度と信号強度との関係を示すグラフである。 図8は、本発明に係る変形例1の接続パターンの他の例を示す概略図である。 図9は、図1に示す超音波診断装置1における送受信部と振動子との接続を模式的に示す概略図である。
符号の説明
1…超音波診断装置
2…超音波プローブ(探触子)
3…本体部
4…表示装置
5…高圧スイッチ(スイッチ)
6…送受信部
7…画像処理部
8…記憶部
9…CPU(制御部)
10…駆動部
11…操作コンソール

Claims (5)

  1. 被検体に向けて送信された超音波信号に応じて前記被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて前記被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、
    複数のチャンネルが、前記各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、 前記チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列されたリニア型あるいはコンベックス型探触子とを有し、
    前記探触子において、
    配列方向に対して非連続的に前記チャンネルと前記振動子が接続され、前記チャンネルと接続された一方の端部から他方の端部までの開口領域の前記振動子の数は前記チャンネルの数よりも多く設定されており、
    複数回の送受信によって前記探触子の前記開口領域を走査方向に沿って前記探触子の一方の端部から他方の端部に移動させて、前記開口領域の中心が、前記探触子の一方の端部から前記チャンネルの数に対応する前記振動子が配列された第1の領域よりも前記探触子の他方の端部側に位置付けられたとき、前記第1の領域を除く前記開口領域の中心よりも前記一方の端部側に位置する前記振動子は前記チャンネルに接続されている超音波診断装置。
  2. 前記探触子において、前記振動子は、前記開口領域の中央部近傍において配列方向に連続して前記チャンネルと接続され、前記開口領域の端部近傍において配列方向に非連続で前記チャンネルと接続されている請求項1記載の超音波診断装置。
  3. 前記探触子において、前記振動子が前記開口領域の中心に対して左右対称になるように前記チャンネルと接続されている請求項2記載の超音波診断装置。
  4. 前記探触子において、第n回目の送受信において第nの振動子が前記チャンネルと接続されているとき、第n+1回目の送受信において前記第nの振動子と走査方向に隣接する前記振動子が前記チャンネルと接続される請求項1記載の超音波診断装置。
  5. 請求項3に記載の超音波診断装置において、
    前記チャンネルの数が8、前記探触子における振動子の数が16であって、前記チャンネル及び前記振動子に一方の端から他方の端に向けて0,1,2,・・・,6,7,8,・・・,13,14,15という番号を付す場合に、
    前記左右対称の場合を第1回目の送受信とするとき、振動子番号2,4,6,7,8,9,11,13の前記振動子がそれぞれチャンネル番号0〜7の前記チャンネルに接続され、
    第2回目の送受信のとき、振動子番号1,3,5,6,7,8,10,12の前記振動子がそれぞれチャンネル番号0〜7の前記チャンネルに接続され、
    第3回目の送受信のとき、振動子番号0,2,4,5,6,7,9,11の前記振動子がそれぞれチャンネル番号0〜7の前記チャンネルに接続され、
    第4回目の送受信のとき、振動子番号1,3,4,5,6,7,8,10の前記振動子がそれぞれチャンネル番号0〜7の前記チャンネルに接続されている超音波診断装置。
JP2003413163A 2003-12-11 2003-12-11 超音波診断装置およびその駆動方法 Expired - Fee Related JP3808868B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003413163A JP3808868B2 (ja) 2003-12-11 2003-12-11 超音波診断装置およびその駆動方法
KR1020040103316A KR100633968B1 (ko) 2003-12-11 2004-12-09 초음파 진단 장치 및 그 구동 방법
US11/009,507 US7111515B2 (en) 2003-12-11 2004-12-10 Ultrasonic diagnostic apparatus and driving method therefor
DE102004059796A DE102004059796A1 (de) 2003-12-11 2004-12-10 Ultraschalldiagnosevorrichtung und Betriebsverfahren für dieselbe
CNB200410100763XA CN100393284C (zh) 2003-12-11 2004-12-13 超声波诊断设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003413163A JP3808868B2 (ja) 2003-12-11 2003-12-11 超音波診断装置およびその駆動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005168806A JP2005168806A (ja) 2005-06-30
JP3808868B2 true JP3808868B2 (ja) 2006-08-16

Family

ID=34650495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003413163A Expired - Fee Related JP3808868B2 (ja) 2003-12-11 2003-12-11 超音波診断装置およびその駆動方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7111515B2 (ja)
JP (1) JP3808868B2 (ja)
KR (1) KR100633968B1 (ja)
CN (1) CN100393284C (ja)
DE (1) DE102004059796A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4433972B2 (ja) * 2004-10-06 2010-03-17 富士フイルム株式会社 ラジアル電子走査方式の超音波プローブ、および超音波観測器、並びに超音波診断装置
JP5574936B2 (ja) 2010-12-07 2014-08-20 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波プローブ及び超音波診断装置
US11116474B2 (en) * 2013-07-23 2021-09-14 Regents Of The University Of Minnesota Ultrasound image formation and/or reconstruction using multiple frequency waveforms
CN105116054A (zh) * 2015-08-28 2015-12-02 哈尔滨工业大学(威海) 一种基于光声信号的钢轨表面缺陷检测方法及装置
KR102091048B1 (ko) * 2015-12-23 2020-03-20 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 초음파 프로브, 초음파 시스템, 및 초음파 프로브의 사용 이력 정보를 관리하는 방법
CN110833432B (zh) * 2018-08-15 2023-04-07 深南电路股份有限公司 超声波模拟前端装置及超声波成像设备
JP7271275B2 (ja) * 2019-04-05 2023-05-11 オリンパス株式会社 超音波観測システム、及び超音波内視鏡

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676839A (en) 1969-11-10 1972-07-11 Edco Corp Switching apparatus for a phased transducer array
FR2423793A2 (fr) 1977-04-29 1979-11-16 Anvar Perfectionnements aux dispositifs mettant en oeuvre des ultrasons pour former des images, notamment pour l'examen interne du corps humain
US4241608A (en) * 1978-01-24 1980-12-30 Unirad Corporation Ultrasonic scanner
JPS5752446A (en) 1980-09-16 1982-03-27 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
US4817616A (en) 1987-10-30 1989-04-04 Wayne State University Auto switch biplane prostate probe
DE69120905T2 (de) 1990-11-29 1996-11-28 Hitachi Construction Machinery Akustisches Mikroskopsystem
JPH05261097A (ja) 1992-03-19 1993-10-12 Fujitsu Ltd 超音波診断装置
US5379642A (en) * 1993-07-19 1995-01-10 Diasonics Ultrasound, Inc. Method and apparatus for performing imaging
US5520186A (en) 1994-11-23 1996-05-28 General Electric Company Method and apparatus for controlling transducer multiplexing in ultrasound imaging system
CA2300843A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-25 Philipp Lang Measurement of capillary related interstitial fluid using ultrasound methods and devices
US6248072B1 (en) 1997-09-19 2001-06-19 John M. Murkin Hand controlled scanning device
US6352508B1 (en) * 1998-11-20 2002-03-05 Acuson Corporation Transducer motion compensation in medical diagnostic ultrasound extended field of view imaging
US6183419B1 (en) * 1999-02-01 2001-02-06 General Electric Company Multiplexed array transducers with improved far-field performance
JP4589542B2 (ja) * 2001-02-05 2010-12-01 アロカ株式会社 超音波診断装置
US6476541B1 (en) 2001-02-23 2002-11-05 General Electric Company Optically controlled ultrasonic sensor
JP3828758B2 (ja) 2001-03-15 2006-10-04 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 信号処理回路および超音波ドップラ装置
JP4201311B2 (ja) * 2002-03-12 2008-12-24 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
JP2003319938A (ja) * 2002-04-30 2003-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005168806A (ja) 2005-06-30
KR20050058204A (ko) 2005-06-16
CN100393284C (zh) 2008-06-11
CN1626044A (zh) 2005-06-15
US20050126292A1 (en) 2005-06-16
DE102004059796A1 (de) 2005-07-14
US7111515B2 (en) 2006-09-26
KR100633968B1 (ko) 2006-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6736779B1 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device comprising the same
US9675318B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus, method of transmitting and receiving ultrasonic wave, and program for transmitting and receiving ultrasonic wave
JP2009247511A (ja) 超音波撮像装置
JP2009279306A (ja) 超音波診断装置
US11413010B2 (en) Ultrasound diagnosis apparatus and method of operating the same
JP2010207490A (ja) 超音波診断装置及び音速推定方法
JP2009061086A (ja) 超音波診断装置、並びに、画像処理方法及びプログラム
JP3808868B2 (ja) 超音波診断装置およびその駆動方法
KR100653575B1 (ko) 초음파 진단 장치 및 그 구동 방법
JP2012170467A (ja) 超音波プローブおよび超音波診断装置
JP2005342194A (ja) 超音波診断装置
US20070167759A1 (en) Ultrasound imaging system for displaying an original ultrasound image in a real size
JP2005087266A (ja) 超音波撮像装置
JP5627171B2 (ja) 超音波診断装置
JP4960013B2 (ja) 超音波診断装置およびその画像処理プログラム
JP2005253852A (ja) 超音波診断装置
JP4519445B2 (ja) 超音波画像生成装置
JP2006192031A (ja) 超音波画像診断装置
JP4645166B2 (ja) 超音波診断装置
JP7058727B2 (ja) 超音波システムおよび超音波システムの制御方法
JPS624984B2 (ja)
JP5400580B2 (ja) 超音波診断装置
WO2019220977A1 (ja) 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
KR20190021874A (ko) 회전 선형 프로브
JPH06237931A (ja) 超音波撮像装置における映像化方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060418

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140526

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees