CN103491880B - 超声波诊断装置 - Google Patents

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Abstract

超声波诊断装置具备：超声波探头，其具有电容式微加工超声波振子；超声波观测装置，其装卸自如地连接了超声波探头，具有产生超声波发送信号的发送电路和接收电路；构成电容式微加工超声波振子而由送出超声波的多个电容式发送单体构成的发送用超声波振子和由接收所送出的超声波的反射超声波并输出超声波接收信号的多个电容式接收单体构成的接收用超声波振子；发送信号用线缆，其对发送用超声波振子与发送电路之间进行连接；接收信号用线缆，其对接收用超声波振子与接收电路之间进行连接；以及第一和第二匹配部，其分别对超声波发送信号和超声波接收信号进行电阻抗的匹配。

Description

超声波诊断装置
技术领域
本发明涉及使用电容式微加工超声波振子进行基于超声波的诊断的超声波诊断装置。
背景技术
近年来，进行着将与压电振子不同的电容式振子(简称为C-MUT)使用于超声波振子的超声波设备的开发。
C-MUT在上部与下部的电极之间设置真空的空间区域，通过对上部电极施加DC偏置电压和发送信号或者超声波发送信号来将超声波送出至检查对象部位侧，将反射回来的超声波变换为在上部膜中接收而变换为电信号的超声波回波信号(超声波接收信号或者还简称为接收信号)，由此利用于基于超声波的检查、诊断。
向C-MUT的发送信号和由C-MUT接收到的接收信号通过线缆传送，因而存在以下问题：由于C-MUT所具有的电容而与线缆之间产生阻抗失配，从而发送和接收灵敏度降低。
具体地说，由于阻抗失配导致因发送信号反射而该发送信号的波形失真、实际能够施加给C-MUT的发送信号的电平降低，或者由于失配导致在接收到的接收信号中波形叠加、接收灵敏度降低，或者S/N降低。
关于这种现象，在日本专利第4575372号公报的以往例中，明确记载了以下技术：以防止接收灵敏度降低为目的，在振子元件的附近设置有以将其输出与线缆的阻抗进行电匹配的方式变换为低阻抗的阻抗变换部件。
在上述以往例中，发送和接收均构成于同一路径上，特别是，关注接收到的信号输出，设置有阻抗变换部件。但是，C-MUT在发送时和接收时上部膜的振动特性不同，其结果是，有时C-MUT的阻抗特性产生差。因此，如上述以往例那样，即使通过阻抗变换部件仅对接收信号进行阻抗的匹配，也难以最大限度地有效使用C-MUT的特性。
本发明是鉴于上述点而完成的，目的在于提供一种以下超声波诊断装置：在通过电容式振子(C-MUT)进行超声波的发送和接收的情况下，在发送时和接收时均进行阻抗匹配，能够获取接收灵敏度和S/N良好的超声波图像。
发明内容
本发明的一个方式的超声波诊断装置具备：超声波探头，其具有电容式微加工超声波振子；超声波观测装置，其以装卸自如的方式连接上述超声波探头，该超声波观测装置具有发送电路和接收电路，该发送电路产生用于从上述电容式微加工超声波振子送出超声波的超声波发送信号，该接收电路对由上述电容式微加工超声波振子接收超声波而生成的超声波接收信号进行信号处理；发送用超声波振子和接收用超声波振子，所述发送用超声波振子和接收用超声波振子构成上述电容式微加工超声波振子，该发送用超声波振子由送出超声波的多个电容式发送单体构成，该接收用超声波振子由接收所送出的超声波的反射超声波并输出超声波接收信号的多个电容式接收单体构成；发送信号用线缆，其将上述发送用超声波振子与上述超声波观测装置的发送电路之间进行连接；接收信号用线缆，其将上述接收用超声波振子与上述超声波观测装置的接收电路之间进行连接；以及第一匹配部和第二匹配部，所述第一匹配部和第二匹配部分别对由上述发送信号用线缆传送的上述超声波发送信号和由上述接收信号用线缆传送的上述超声波接收信号进行电阻抗的匹配。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的超声波诊断装置的整体结构的图。
图2是表示发送和接收图1中的超声波的电路系统的结构的框图。
图3是表示匹配元件的具体电路的电路图。
图4是表示第一实施方式的变形例中的发送和接收超声波的电路系统的结构的框图。
图5是表示本发明的第二实施方式的超声波诊断装置的结构的概要的图。
图6是表示本发明的第三实施方式的超声波诊断装置的结构的概要的图。
图7是表示本发明中的电子扫描方式的超声波诊断装置的结构的图。
图8是表示根据图7的控制电路的选择控制信号而生成的选择信号等的时序的图。
图9是表示构成为按照在超声波发送和接收中使用的每个发送和电容式接收单体进行阻抗匹配的结构的发送用超声波振子和接收用超声波振子周边部的结构的图。
图10是在第一实施方式中使步进电机的旋转角与一个像素相当的超声波发送和接收期间同步的情况下的时序图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
如图1所示，本发明的第一实施方式的超声波诊断装置1具备：超声波内窥镜2；超声波观测装置(以下简称为观测装置)3，所述超声波内窥镜2的超声波连接器7以装卸自如的方式安装(连接)于该超声波观测装置3；第一监视器4，其显示由该观测装置3生成的超声波断层图像；内窥镜处理器5，所述超声波内窥镜2的内窥镜连接器8以装卸自如的方式安装(连接)于该内窥镜处理器5；以及第二监视器6，其显示由内窥镜处理器5生成的内窥镜图像。
超声波内窥镜2具有被插入到体腔内的插入部11、设置于插入部11的后端的操作部12以及从操作部12延伸出的超声波线缆13和内窥镜线缆14。在超声波线缆13的末端设置有超声波连接器7，在内窥镜线缆14的末端设置有内窥镜连接器8。
对插入部11的前端部15内送出(发送)超声波，并且配置了接收所送出的超声波反射回来的超声波的电容式微加工超声波振子(C-MUT)16，该C-MUT16通过振子安装台20被安装于轴19的前端，该轴19贯穿插入部11内并旋转。
在本实施方式中，C-MUT 16包括：发送用超声波振子17，其由通过施加超声波发送信号而发送超声波的多个(在此为四个)发送电容式微加工超声波振子单元(以下称为电容式发送单体)17a-17d构成；以及接收用超声波振子18，其由接收反射回来的超声波而输出超声波接收信号的多个(在此为四个)接收电容式微加工超声波振子单元(以下称为电容式接收单体)18a-18d构成。
接收用超声波振子18接收由发送用超声波振子17发送的超声波中在检查对象部位侧反射的超声波，因此期望发送用超声波振子17和接收用超声波振子18配置在较小距离内，在图1中，将发送用超声波振子17和接收用超声波振子18分别配置在前端部15中邻接形成的作为规定发送区域的发送用C-MUT单元区域(简称为发送用单元区域)Rs和作为规定接收区域的接收用C-MUT单元区域(简称为接收用单元区域)Rr。
在本实施方式中，配置了四个电容式发送单体17a-17d的发送用单元区域Rs成为如下规定发送区域：例如在如以下说明那样获取径向扫描中的一帧相当的超声波图像的情况下的各发送期间内，发送用于生成一个像素相当的超声波束的超声波。换言之，在作为发送用于生成一个像素相当的超声波束的超声波的发送区域而设定的成为规定发送区域的发送用单元区域Rs配置有四个电容式发送单体17a-17d。
另外，配置了四个电容式接收单体18a-18d的接收用单元区域Rr成为在径向扫描中获取一帧相当的超声波图像的情况下的各接收期间内接收用于获取一个像素相当的超声波束的超声波的规定接收区域。换言之，为了获取一个像素相当的超声波束，作为接收从配置在上述发送用单元区域Rs的四个电容式发送单体17a-17d发送的超声波的反射超声波(反射信号)的接收区域而设定的成为规定接收区域的接收用单元区域Rr配置有四个电容式接收单体18a-18d。
此外，在图1中，省略图示了电容式发送单体17a-17d和电容式接收单体18a-18d中的附图标记(参照图2或者图3)。另外，配置了四个电容式发送单体17a-17d的发送用单元区域Rs的中心与配置了四个电容式接收单体18a-18d的接收用单元区域Rr的中心在包含图1中示出的方向A、B的径向扫描面上以发送和接收超声波的方向几乎一致的方式邻接配置。
上述轴19的后端与设置于操作部12内部的旋转驱动部21进行连结。该旋转驱动部21的内部内置了电机，与中空的轴19一起对安装在轴19前端的C-MUT 16进行旋转驱动。
而且，构成C-MUT 16的发送用超声波振子17在与插入部11的轴垂直的半径方向上将超声波进行径向扫描，并且在接收用超声波振子18进行径向扫描的情况下，接收反射回来的超声波。
发送用超声波振子17与经由作为设置在振子安装台20的匹配部件(或者匹配部)的发送用匹配元件22来传送超声波发送信号的发送信号用线缆23a和端部进行连接。在图2等示出的结构的情况下，针对发送信号的第一匹配部件或者第一匹配部由发送用匹配元件22构成。
该发送用匹配元件22将具有第一特性阻抗值Z1的发送信号用线缆23a的端部(输出端)通过发送用匹配元件22与发送用超声波振子17的电阻抗(简称为阻抗)进行匹配，将由发送信号用线缆23a传送的超声波发送信号传送(施加)到发送用超声波振子17侧。换言之，发送用匹配元件22对由发送信号用线缆23a传送的超声波发送信号进行阻抗匹配(阻抗匹配)，降低产生反射的情况并传送到发送用超声波振子17侧。
该发送信号用线缆23a在贯穿轴19的中空部内之后，经由操作部12内的集电环24，在集电环24的外部，与贯穿超声波线缆13内(具有与发送信号用线缆23a相同的第一特性阻抗值Z1)的发送信号用线缆23b进行电连接。此外，在图2中，以发送信号用线缆23总括表示23a、23b。
另外，接收用超声波振子18经由设置在振子安装台20的作为匹配部件(或者匹配部)的接收用匹配元件25与传送超声波接收信号的接收信号用线缆26a相连接。在图2等示出的结构的情况下，针对接收信号的第二匹配部件或者第二匹配部由接收用匹配元件25构成。
该接收用匹配元件25将输出超声波接收信号的接收用超声波振子18的阻抗与具有第二特性阻抗值Z2的接收信号用线缆26a的端部(入射端)进行匹配，使接收用超声波振子18所输出的超声波接收信号传送至接收信号用线缆26a。
换言之，接收用匹配元件25对从接收用超声波振子18输出的超声波接收信号进行阻抗匹配(阻抗匹配)，降低产生反射的情况并传送至接收信号用线缆26a侧。
该接收信号用线缆26a在贯穿轴19的中空部内之后，经由操作部12内的集电环24，在集电环24的外部，与贯穿超声波线缆13内(具有与接收信号用线缆26a相同的第二特性阻抗值Z2)的接收信号用线缆26b进行电连接。此外，在图2中，以接收信号用线缆26总括表示26a、26b。
此外，第一特性阻抗值Z1与第二特性阻抗值Z2可以相同的值也可以是不同的值。
发送信号用线缆23b和接收信号用线缆26b经由超声波连接器7与设置在观测装置3内的发送电路31和接收电路32经由阻止施加DC偏置电压的作为DC偏置电压阻止用元件的电容器33a、33b进行连接，并且经由开关34与DC偏置产生电路35进行连接。在本实施方式中，发送电路31输出超声波发送信号的输出端和输入超声波发送信号的发送信号用线缆23b的端部(输入端)被设定为阻抗值的差异小。另外，同样地，接收信号用线缆26b的端部(输出端)和接收电路32的输入端的阻抗值的差异被设定得小。针对没有设定为这种条件的情况，在后述的变形例中进行说明。
另外，观测装置3对发送电路31、接收电路32、DC偏置产生电路35的动作进行控制，并且具有对开关34的切换动作进行控制的控制电路36。
控制电路36在送出(发送)超声波的超声波送出期间或者超声波发送期间(以下简称为发送期间)，如实线所示那样对开关34进行切换控制。
而且，(在基于控制电路36的控制下)发送电路31产生脉冲状的超声波发送信号，将该发送信号与由DC偏置产生电路35产生的DC偏置电压进行叠加并通过发送信号用线缆23b、23a进行传送，经由发送用匹配元件22施加到构成发送用超声波振子17的四个电容式发送单体17a-17d。
图2示出构成发送用超声波振子17的四个电容式发送单体17a-17d的概要结构。电容式发送单体17i(i＝a，b，c，d)以夹持空隙部(真空的空间区域)的方式设置有上部电极37u和下部电极37d。下部电极37d以四个电容式发送单体17a-17d共用的方式导通。
在图2中，示出电容式发送单体沿着水平方向的线而将四个电容式发送单体17a-17d形成带状的区域的状态，也可以如图1所示，形成如2行2列那样接近正方形的区域。此外，电容式发送单体17i的形状并不限定于正方形那样的形状，也可以呈圆形等其它形状。
而且，经由发送用匹配元件22对四个上部电极37u施加与DC偏置电压叠加的超声波发送信号，各上部膜分别进行振动而产生超声波，电容式发送单体17a-17d送出超声波。所送出的超声波从前端部15的外周面向体腔内壁侧出射，在超声波阻抗发生变化的部分中被反射。
控制电路36在接收超声波的超声波接收期间(以下简称为接收期间)中，如虚线所示那样对开关34进行切换控制，对构成接收用超声波振子18的四个电容式接收单体18a-18d施加DC偏置电压，设定为接收超声波的状态。另外，控制电路36将接收电路32设定为动作状态。
通过反复进行发送期间和接收期间(例如从第一发送期间和第一接收期间至第N发送期间和第N接收期间为止)，获取到用于生成与径向扫描对应的超声波断层图像的超声波数据，在第一监视器4中显示超声波断层图像。
如图2所示，电容式接收单体18i的结构与电容式发送单体17i的结构相同，对相同部件附加相同的附图标记，省略其说明。
由构成与发送用超声波振子17邻接配置的接收用超声波振子18的四个电容式接收单体18a-18d接收从体腔内壁侧反射并入射的超声波，电容式接收单体18a-18d生成超声波接收信号。
所生成的超声波接收信号经由接收用匹配元件25传送至接收信号用线缆26，从接收信号用线缆26的输出端被输入到接收电路32。接收电路32生成与机械性径向扫描对应的超声波断层图像，输出到第一监视器4。在第一监视器4的显示面显示作为超声波图像的超声波断层图像。
另外，超声波内窥镜2在靠近前端部15的基端的位置设置有作为进行照明的照明元件的发光二极管(简称为LED)41、物镜42以及配置在其成像位置的摄像元件43。
LED 41经由贯穿插入部11内和内窥镜线缆14内的电源线44与内窥镜处理器5内的LED电源电路45相连接。LED电源电路45将使LED 41发光的LED电源提供给LED 41。
物镜42使由LED 41照明的患部等的被摄体的光学图像成像于摄像元件43的摄像面。摄像元件43对摄像面的光学图像进行光电变换，经由贯穿插入部11内和内窥镜线缆14内的信号线46输出到内窥镜处理器5内的信号处理电路47。信号处理电路47进行信号处理来生成与在摄像面成像的光学图像相当的内窥镜图像，输出到第二监视器6，在第二监视器6的显示面显示内窥镜图像。
此外，在本实施方式中，作为具有C-MUT的超声波探头，除了示出该超声波探头以外还示出了具备内窥镜功能的超声波内窥镜2的结构例，但是也可以设为不具有内窥镜功能的结构。
图3示出本实施方式中的发送用匹配元件22和接收用匹配元件25的结构例。发送用匹配元件22和接收用匹配元件25使用线圈和电容器构成。
构成发送信号用线缆23a的同轴线缆的端部中的外部导体与发送用超声波振子17的下部电极37d相连接，同轴线缆的端部中的中心导体经由串联连接的两个线圈51、52与发送用超声波振子17中的(并联连接的)四个电容式发送单体17a-17d的上部电极37u相连接，两个线圈51、52的连接点经由电容器53与(共同的)下部电极37d相连接。
而且，使用线圈51、52和电容器53构成发送用超声波振子17，实现并联连接的四个电容式发送单体17a-17d的主要的容量成分与构成发送信号用线缆23a的同轴线缆的主要电感成分的阻抗匹配。
另外，接收用超声波振子18的下部电极37d与构成接收信号用线缆26a的同轴线缆的端部中的外部导体相连接，发送用超声波振子17中的(并联连接的)四个上部电极37u经由串联连接的两个线圈54、55与同轴线缆的端部中的中心导体相连接，两个线圈54、55的连接点经由电容器56与下部电极37d相连接。
而且，使用线圈54、55和电容器56来构成接收用超声波振子18，实现并联连接的四个电容式接收单体18a-18d的主要容量成分与构成接收信号用线缆26a的同轴线缆的主要电感成分的阻抗匹配。
此外，在本实施方式中，示出构成匹配部件(或者匹配部)的线圈和电容器配置在发送用超声波振子17或者接收用超声波振子18的附近的情况，但是也可以根据构成发送用超声波振子17的电容式发送单体17a-17d或者构成接收用超声波振子18的电容式接收单体18a-18d的特性以及构成发送信号用线缆23a或者接收信号用线缆26a的同轴线缆的特性来配置在更适当的配置位置。另外，如下那样在变更了匹配部件(或者匹配部)的结构的情况下也相同。
在图3中，示出使用线圈和电容器构成作为匹配部件(或者匹配部)的发送用匹配元件22、接收用匹配元件25的例子，但是并不限定于图3示出的结构的情况。例如，还能够设为以下结构：在图3中不使用线圈，仅将电容器与发送用超声波振子17或者接收用超声波振子18中的上部电极37u和下部电极37d并列地进行连接，并且在该电容器的两端连接同轴线缆的中心导体和外部导体。
另外，作为匹配部件(或者匹配部)也可以使用变换阻抗的变压器。
具有这种结构的超声波诊断装置1的特征在于，具备：超声波内窥镜2，其作为具有电容式微加工超声波振子(C-MUT 16)的超声波探头；观测装置3，其作为超声波观测装置，以装卸自如的方式连接该超声波探头，具有发送电路31和接收电路32，该发送电路31产生用于从上述电容式微加工超声波振子送出超声波的超声波发送信号，该接收电路32对由上述电容式微加工超声波振子接收超声波而生成的超声波接收信号进行信号处理；构成上述电容式微加工超声波振子而由送出超声波的多个电容式发送单体17a-17d构成的发送用超声波振子17和由接收所送出的超声波的反射超声波并输出超声波接收信号的多个电容式接收单体18a-18d构成的接收用超声波振子18；发送信号用线缆23a、23b，其将上述发送用超声波振子17与上述超声波观测装置的发送电路31之间进行连接；接收信号用线缆26a、26b，其对上述接收用超声波振子18与上述超声波观测装置的接收电路32之间进行连接；作为第一和第二匹配部的发送用匹配元件22和接收用匹配元件25，其分别对由上述发送信号用线缆23a、23b传送的上述超声波发送信号和由上述接收信号用线缆26a、26b传送的上述超声波接收信号进行电阻抗的匹配。
接着，说明本实施方式的作用。
如图1所示，将超声波内窥镜2与观测装置3和内窥镜处理器5进行连接，将插入部11插入到患者的体腔内，通过由摄像元件43对内窥镜图像的观察，开始对患部等部位进行超声波检查。
在第一发送期间，控制电路36对旋转驱动部21的动作进行控制，并且对发送电路31、接收电路32、开关34以及DC偏置产生电路35的动作进行控制。
发送电路31产生脉冲状的超声波发送信号，对由DC偏置产生电路35产生的DC偏置电压叠加超声波发送信号，发送信号用线缆23b、23a将叠加到DC偏置电压的超声波发送信号传送到其前端侧。
叠加到DC偏置电压的超声波发送信号还通过发送用匹配元件22被施加到构成发送用超声波振子17的电容式发送单体17a-17d。
在该情况下，通过发送用匹配元件22对发送信号用线缆23a的端部和构成发送用超声波振子17(并联连接的)的电容式发送单体17a-17d进行阻抗匹配(matching)。
因此，超声波发送信号不会由于阻抗失配而反射、所反射的超声波发送信号叠加到原来的超声波发送信号而信号波形失真而在接近理想的超声波发送信号的状态下被施加到(并联连接的)四个电容式发送单体17a-17d。因此，能够降低(或者抑制)产生因信号波形的失真引起的S/N的降低、因超声波发送信号的反射引起的信号水平的降低。
四个电容式发送单体17a-17d分别产生超声波，从上部膜侧送出所产生的超声波。通过对多个(在具体例中四个)电容式发送单体17a-17d进行驱动，能够增加所送出的超声波的强度。
所送出的超声波进入到体腔内的患部等内壁内部(内壁深部)侧，在超声波阻抗(声音阻抗)发生变化的部分进行反射，作为反射超声波而返回到电容式发送单体17a-17d侧。此外，当成为脉冲状地产生超声波发送信号之后的第一接收期间时，控制电路36切换开关34，将DC偏置电压施加到接收信号用线缆26b、26a。而且，控制电路36将接收电路32设定为动作状态。
与电容式发送单体17a-17d邻接地配置构成接收用超声波振子18的电容式接收单体18a-18d。因而，由构成接收用超声波振子18的电容式接收单体18a-18d接收返回来的反射超声波，该反射超声波变换为超声波接收信号，从电容式接收单体18a-18d输出。
从电容式接收单体18a-18d输出的超声波接收信号通过接收用匹配元件25被输入到接收信号用线缆26a的端部。
在该情况下，通过接收用匹配元件25对电容式接收单体18a-18d的阻抗和接收信号用线缆26a的端部的阻抗进行阻抗匹配，因此不会由于阻抗失配而信号波形失真，超声波接收信号被传送到接收信号用线缆26a侧。因此，能够防止因信号波形的失真引起的S/N的降低、接收灵敏度的降低。
传送到该接收信号用线缆26a的超声波接收信号经由接收信号用线缆26b被输入到接收电路32。
接收电路32对所输入的超声波信号进行图像处理，作为第一声线数据存储到存储器。当第一接收期间结束时，成为第二发送期间而开关34也被切换。
通过旋转驱动部21使C-MUT 16进行旋转，因此C-MUT 16中的发送和接收超声波的方向成为与第一发送期间的情况稍不同的方向。第二发送期间内的动作与第一发送期间的情况相比仅超声波的发送方向不同，从而成为相同的动作。
在该第二发送期间之后成为第二接收期间，在该情况下与第一接收期间的情况相比也仅超声波的接收方向不同，从而成为相同的动作。因而，在该情况下，在存储器中存储第二声线数据。
这样，直到第N发送期间和第N接收期间为止反复进行相同的动作，从与径向扫描对应的N个声线数据生成作为超声波图像的超声波断层图像，被输出到第一监视器4。在第一监视器4的显示面显示超声波断层图像，在该超声波断层图像中，超声波发送信号、超声波接收信号中的反射的发生、信号波形的失真少，因而接收灵敏度高，并且S/N良好。
这样，在本实施方式中，具备匹配部件(或者匹配部)，该匹配部件(或者匹配部)分别对发送超声波时的超声波发送信号和接收超声波时的超声波接收信号进行电阻抗的匹配。另外，为了进行超声波的发送和超声波的接收，分别设置了专用的发送用超声波振子17和接收用超声波振子18。
因而，根据本实施方式，能够防止产生由发送超声波时和接收超声波时的任一个阻抗失配引起的接收灵敏度的降低等，能够获取到接收灵敏度和S/N良好的超声波图像。更具体地进行说明，根据本实施方式，降低因阻抗失配引起的超声波发送信号的反射导致的信号波形的失真，并且能够防止因反射引起的超声波的强度降低，并且降低将由接收用超声波振子18接收而生成的超声波接收信号经由接收信号用线缆26a、26b传送到接收电路32侧的情况下的因阻抗失配引起的反射导致的信号波形的失真，并且能够防止信号强度降低，能够获取S/N良好的超声波图像。另外，根据本实施方式，能够获取S/N良好的超声波图像，因此根据超声波图像的观察来进行诊断的手术师容易地进行适当的诊断。
另外，在发送超声波时和接收超声波时分别使用专用的发送用超声波振子17和接收用超声波振子18，因此能够以比兼用发送和接收的情况更适当的特性进行超声波的发送和超声波的接收，并且还能够更适当地进行该情况下的阻抗匹配。因而，根据本实施方式，能够在比以往例更接近理想的状态下进行超声波的发送和超声波的接收。
图4示出本实施方式的变形例中的发送和接收超声波的电路系统的结构。在上述第一实施方式中，说明了发送电路31的输出端的阻抗值与发送信号用线缆23b的输入端的阻抗值的差异小，并且接收信号用线缆26b的输出端的阻抗值与接收电路32的输入端的阻抗值的差异小。
在这些阻抗值的差异不小的情况下，如图4所示，设为以下结构即可：在发送电路31的输出端与发送信号用线缆23b的输入端之间配置第二发送信号用匹配元件61，并且在接收信号用线缆26b的输出端与接收电路32的输入端之间配置第二接收信号用匹配元件62。在该情况下，也可以将第二发送信号用匹配元件61和第二接收信号用匹配元件62例如设置于图1示出的超声波连接器7的内部。在图4示出的结构的情况下，针对发送信号的第一匹配部件或者第一匹配部是由发送信号用匹配元件22和第二发送信号用匹配元件61构成的，针对接收信号的第二匹配部件或者第二匹配部是由接收信号用匹配元件25和第二接收信号用匹配元件62构成的。
此外，在图4中，将在图2等中示出的多个电容式发送单体17a-17d和多个电容式接收单体18a-18d分别简化为一个发送用超声波振子17和接收用超声波振子18来示出。另外，在图4中省略示出控制电路36。
第二发送信号用匹配元件61和第二接收信号用匹配元件62也可以通过使用了图3示出的线圈和电容器的发送用匹配元件22和接收用匹配元件25来构成，也可以通过电容器来构成，还可以通过其它公知的元件来构成。
如图4所示，还设置第二发送信号用匹配元件61和第二接收信号用匹配元件62，来能够降低从发送电路31对发送信号用线缆23侧传送(输出)超声波发送信号的情况下(因阻抗失配引起)的信号波形的失真等，并且能够降低将超声波接收信号从接收信号用线缆26输入到接收电路32的情况下(因阻抗失配引起)的信号波形的失真等。
因而，除了具有上述第一实施方式的效果以外，还能够获取接收灵敏度和S/N更良好的超声波图像。
(第二实施方式)
图5示出本发明的第二实施方式的超声波诊断装置1B中的概要结构。该超声波诊断装置1B具有超声波探头71、观测装置3以及第一监视器4。
在图1中具备超声波内窥镜2，但是在本实施方式中，作为代替使用了超声波探头71。该超声波探头71构成为不具有图1的超声波内窥镜2中的内窥镜功能(LED 41和物镜42以及摄像元件43)的结构。此外，在图5中，省略示出旋转驱动部21等。
在上述第一实施方式中，发送用单元区域Rs内的四个电容式发送单体17a-17d在一个发送用匹配元件22中共同进行阻抗匹配，并且接收用单元区域Rr内的四个电容式接收单体18a-18d在一个接收用匹配元件25中共同进行阻抗匹配。
与此相对，在本实施方式中，以发送用单元区域Rs内的各电容式发送单体17i单位(即按照每个各电容式发送单体17i)通过发送用匹配元件22i进行阻抗匹配，以接收用单元区域Rr内的各电容式接收单体18i单位通过接收用匹配元件25i进行阻抗匹配。
例如，发送用单元区域Rs内的电容式发送单体17a(的上部电极37u和下部电极37d)通过配置在该电容式发送单体17a附近或者其附近的发送用匹配元件22a进行阻抗匹配，与构成发送信号用线缆23a的同轴线缆的端部的中心导体和外部导体相连接。其它电容式发送单体17b-17d也相同。
另外，例如接收用单元区域Rr内的电容式接收单体18a(的上部电极37u和下部电极37d)通过配置在该电容式接收单体18a附近的接收用匹配元件25a进行阻抗匹配，与构成接收信号用线缆26a的同轴线缆的端部的中心导体和外部导体相连接。其它电容式接收单体18b-18d也相同。
此外，发送用匹配元件22i与接收用匹配元件25i例如可以通过图3示出的线圈和电容器来构成，也可以通过电容器构成，还可以通过其它公知的元件构成。
关于观测装置3的结构，在图1中进行了说明，因此省略其说明。
根据本实施方式，在发送用单元区域Rs内的多个(在具体例中四个)电容式发送单体17a-17d中，即使在其特性(例如阻抗值)存在偏差的情况下，也能够根据各个电容式发送单体17i的特性通过发送用匹配元件22i与发送信号用线缆23a进行阻抗匹配。
另外，根据本实施方式，在接收用单元区域Rr内的多个(在具体例中四个)电容式接收单体18a-18d中，即使在其特性(例如阻抗值)存在偏差的情况下，也能够根据各个电容式接收单体18i的特性通过接收用匹配元件25i与接收信号用线缆26a进行阻抗匹配。
因而，具有与第一实施方式相同的效果，并且具有能够进一步提高接收灵敏度和S/N的效果。此外，即使在本实施方式中，也可以设置图4示出的第二发送用匹配元件61和第二接收用匹配元件62。
(第三实施方式)
图6示出本发明的第三实施方式的超声波诊断装置1C中的概要结构。该超声波诊断装置1C具有超声波探头71C、观测装置3以及第一监视器4。
在图5示出的超声波诊断装置1B中，发送用单元区域Rs与接收用单元区域Rr邻接形成，但是在本实施方式中在图5示出的超声波探头71中在具有与发送用单元区域Rs或者接收用单元区域Rr相同尺寸的发送/接收单体区域Rs/Rr内混合配置电容式发送单体17a、17c和电容式接收单体18b、18d而形成超声波探头71C。
电容式发送单体17a、17c分别通过发送用匹配元件22a、22c与发送信号用线缆23a进行阻抗匹配，并且电容式接收单体18b、18d分别通过接收用匹配元件25b、25d与接收信号用线缆26a进行阻抗匹配。
其它结构与图5示出的结构相同。
根据本实施方式，使为了生成超声波图像中的一个像素相当的信息而发送超声波的发送区域与为了获取一个像素相当的信息而接收超声波的接收区域共同化，因此能够获取到分辨率高的超声波图像。
另外，与第二实施方式的情况同样地，即使在发送/接收单体区域Rs/Rr内的电容式发送单体17a、17c之间以及电容式接收单体18b、18d之间在阻抗值存在偏差的情况下，也能够根据各个电容式发送单体17a、17c和电容式接收单体18b、18d的特性来进行阻抗匹配。因此，能够获取到接收灵敏度和S/N良好的超声波图像。
此外，即使在本实施方式中，也可以设置图4示出的第二发送用匹配元件61和第二接收用匹配元件62。
在上述实施方式中，说明了将C-MUT 16机械地扫描的超声波诊断装置，但是本发明还能够应用于将C-MUT电气地扫描的超声波诊断装置。
图7例如示出代替图1的C-MUT 16机械(mechanical)地扫描的超声波诊断装置1而图1的C-MUT 16电气地扫描的第一实施方式的第二变形例的超声波诊断装置1D的结构。该超声波诊断装置1D代替图1的超声波诊断装置1中的内窥镜2而具备内窥镜2D。该内窥镜2D邻接设置了沿着前端部15的外周面构成C-MUT 16的发送用超声波振子17和接收用超声波振子18。另外，发送用超声波振子17和接收用超声波振子18分别由沿着(圆形)行配置了n个电容式发送单体17a-17n、电容式接收单体18a-18n的超声波振子阵列构成。此外，分别配置了电容式发送单体17a-17n、电容式接收单体18a-18n的圆环形状的区域形成与超声波的扫描区域整体对应的发送用单元区域和接收用单元区域。而且，在本变形例中，如在后文中所述，与时间上发生变化的超声波的扫描方向相应地发送用单元区域Rs1和接收用单元区域Rr1产生移动(变化)。因此，随着发送用单元区域Rs1和接收信用单元区域Rr1的移动，电容式发送单体17k和电容式接收单体18k也移动。
另外，电容式发送单体17j(j＝a，b，c，…，n)例如与配置在前端部15内的第一多路转接器81A的n个端子相连接，被施加由从控制电路36起的线缆80传送的作为(与上述发送期间同步的)选择控制信号的时钟(模式信号)的解码器84A被设置在第一多路转接器81A附近。该解码器84A根据所施加(输入)的时钟来生成选择信号，将所生成的选择信号输出到第一多路转接器81A，该第一多路转接器81A根据选择信号来依次从n个选择多个(例如三个)。对选择出的三个电容式发送单体17k(k＝a，b，c；b、c、d；c，d，e，…)中，在由发送信号用线缆23叠加了DC偏置电压的状态下施加来自发送电路31的超声波发送信号。这样，当被输入选择控制信号时，解码器84A针对第一多路转接器81A生成选择信号，该选择信号选择使用于超声波的发送的多个(在具体例中三个)电容式发送单体17k。
发送信号用线缆23传送来自连接了超声波连接器7的观测装置3的超声波发送信号和DC偏置电压，经由配置在前端部15内的第一多路转接器81A和发送用超声波振子17的附近的构成匹配部件(或者匹配部)的发送用匹配元件82，施加到由第一多路转接器81A选择的三个电容式发送单体17k。
此外，第一多路转接器81A按照如下状况排列的顺序来依次选择三个电容式发送单体17k：在与选择控制信号中的第一发送期间同步的第一时钟的H电平的期间根据来自解码器84A的选择信号来选择电容式发送单体17a、17b、17c，在第二时钟的H电平的期间选择电容式发送单体17b、17c、17d，并且在第三时钟的H电平的期间选择电容式发送单体17c、17d、17e。图8示出施加(输入)到解码器84A的作为选择控制信号的时钟以及从解码器84A输出的选择信号的动作说明用的时序图。作为选择控制信号的第一、第二、…时钟(简称为第一CLK、第二CLK、…)与第一、第二、…发送期间(Ts1、Ts2、…)同步地输出。解码器84A根据这种时钟生成作为选择信号的三个单体选择信号85a、85b、85c而输出到对第一多路转接器81A的选择进行控制的三个选择控制端子。此外，并未图示，解码器84A(后述的解码器84B也相同)通过对时钟进行计数的环形计数器和将时钟相加的加法电路等构成。在图8中根据未图示的基准时钟生成将H电平和L电平的期间分别与发送期间和接收期间同步地作为选择控制信号的时钟。
当被输入与作为最初的发送期间的第一发送期间Ts1同步地作为选择控制信号的第一时钟时，解码器84A对其上升沿进行计数而从第一输出端作为输出值(计数值)将仅1比特的位的H电平的单体选择信号85a输出到第一多路转接器81A的选择控制端子，从第二输出端作为输出值将(对来自第一输出端的1比特加上1比特得到的)2比特的H电平的单体选择信号85b输出到第一多路转接器81A的选择控制端子，从第三输出端作为输出值将(对来自第二输出端的2比特加上1比特得到的)3比特的H电平的单体选择信号85c输出到第一多路转接器81A的选择控制端子。第一多路转接器81A被设定为根据由解码器84A输出的作为单体选择信号85a、85b、85c的输出值的比特数，选择三个电容式发送单体17k。例如，被设定为在单体选择信号85a(85b、85c也相同)的比特数Ba为Ba＝1比特的情况下选择电容式发送单体17a，在Ba＝2比特的情况下选择电容式发送单体17b，…，在Ba＝n比特的情况下选择电容式发送单体17n。此外，如上所述，n表示电容式发送单体数。
另外，解码器84A被设定为：当比特数Ba为Ba＝n时，紧接着被输入下一个第(n+1)个时钟之前将比特数Ba复位至0，当被输入第(n+1)个时钟时再次输出1比特的单体选择信号85a。因而，在单体选择信号85a、85b、85c的比特数分别为1、2、3比特的情况下，第一多路转接器81A选择成为第一、第二、第三排列顺序的电容式发送单体17a、17b、17c。
另外，当作为与第二发送期间Ts2同步的选择控制信号而被输入第二时钟时，从第一输出端作为输出值将(对前一次的1比特加上1比特而得到的)2比特的H电平的单体选择信号85a输出到第一多路转接器81A，从第二输出端作为输出值将(对来自第一输出端的2比特加上1比特而得到的)3比特的H电平的单体选择信号85b输出到第一多路转接器81A，从第三输出端作为输出值将(对来自第二输出端的3比特加上1比特而得到的)4比特的H电平的单体选择信号85c输出到第一多路转接器81A。因而，在该情况下，第一多路转接器81A选择作为第二、第三、第四排列顺序的电容式发送单体17b、17c、17d。按照这种状况排列的顺序依次选择三个电容式发送单体17k。而且，所选择的三个电容式发送单体17k以放射状发送超声波，将超声波(束)进行径向扫描。在本变形例中，用于生成一个像素相当的超声波束的发送用单元区域Rs1由三个电容式发送单体17k形成，发送用单元区域Rs1与在形成对超声波进行径向扫描的情况下的发送区域的发送用超声波振子17(即n个电容式发送单体17a-17n)内发送超声波的方向(或者放射状的窄区域)相应地移动。但是，按照发送超声波的方向(或者放射状的窄区域)，确定规定的发送用单元区域Rs1。与此相对，在第一实施方式中，即使在发送超声波的方向发生变化，发送用单元区域Rs也是共同的。
上述发送用匹配元件82例如使具有第一特性阻抗值Z1的发送信号用线缆23的端部(输出端)与通过该发送用匹配元件82使用于超声波发送的三个并联连接的电容式发送单体17k的阻抗进行匹配，将由发送信号用线缆23传送的超声波发送信号传送(施加)到电容式发送单体17k。换言之，发送用匹配元件82对由发送信号用线缆23传送的超声波发送信号进行阻抗匹配(阻抗匹配)，降低产生反射的情况而施加到构成发送用超声波振子17的三个电容式发送单体17k。此外，在图7的图示例中与由一个发送用匹配元件82选择的三个并联连接的电容式发送单体17k的阻抗进行匹配，但是也可以按照所选择的每一个电容式发送单体17k进行阻抗匹配。另外，在按照每一个电容式发送单体17k进行阻抗匹配的情况下，如图9所示也可以使用三个同轴线缆来构成发送信号用线缆23。
如图9所示，构成发送信号用线缆23的三个同轴线缆23-1、23-2、23-3的端部分别经由用于与一个电容式发送单体17k进行匹配的发送用匹配元件82-1、82-2、82-3分别与由第一多路转接器81A选择的各电容式发送单体17k进行连接。在设为三个同轴线缆23-1、23-2、23-3的情况下，也可以设为如两点划线所示那样将其近侧端部与构成发送电路31的三个发送电路31-1、31-2、31-3分别进行连接。省略图示电容器33a。
同样地，电容式接收单体18j(j＝a，b，c，…，n)例如与配置在前端部15内的第二多路转接器81B的n个端子相连接，被施加由从控制电路36起的线缆80传送的选择控制信号的解码器84B被设置于第二多路转接器81B附近。该解码器84B根据所施加(输入)的选择控制信号生成选择信号，将所生成的选择信号输出到第二多路转接器81B，该第二多路转接器81B根据选择信号来选择n个至多个(例如三个)。所选择的三个电容式接收单体18k接收径向扫描的情况下的超声波，生成超声波接收信号。这样，当被输入选择控制信号时，解码器84A对第二多路转接器81B生成选择信号，该选择信号选择使用于超声波的接收的多个(在具体例中三个)电容式接收单体18k。
由三个电容式接收单体18k生成的超声波接收信号构成匹配部件(或者匹配部)，经由配置在接收用超声波振子18附近的接收用匹配元件83，通过接收信号用线缆26在叠加了DC偏置电压的状态下对接收电路32传送超声波接收信号。
这样，接收信号用线缆26将由通过第二多路转接器81B选择的三个电容式发送单体17k生成的超声波接收信号，经由接收用匹配元件83，通过接收信号用线缆26对观测装置3内的接收电路32传送超声波接收信号。
此外，第二多路转接器81B与第一多路转接器81A的情况类似地在与选择控制信号中的第一接收期间同步的第一时钟的L电平的期间根据来自解码器84B的选择信号来选择电容式接收单体18a、18b、18c、在第二时钟的L电平的期间选择电容式接收单体18b、18c、18d、并且在第三时钟的L电平的期间选择电容式接收单体18c、18d、18e这种状况下，按照电容式接收单体18j的排列顺序依次选择三个电容式接收单体18k。图8还表示施加(输入)到解码器84B的选择控制信号和从解码器84B输出的选择信号的动作说明用的时序。该情况下的动作成为以下那样与上述发送期间的与解码器84A相关联的说明类似的动作。
如图所示，第一、第二、…时钟的L电平作为选择控制信号与第一、第二、…接收期间Tr1、Tr2、…同步地被输出。解码器84B根据这种时钟的下降沿生成构成选择信号的三个单体选择信号86a、86b、86c而输出到第二多路转接器81B的选择控制端子。
当作为与成为最初的接收期间的第一接收期间Tr1同步的选择控制信号而被输入第一时钟时，解码器84B从第一输出端作为输出值(计数值)仅将1比特的H电平的单体选择信号86a输出到第二多路转接器81B的选择控制端子，从第二输出端作为输出值将(对来自第一输出端的1比特加上1比特而得到的)2比特的H电平的单体选择信号86b输出到第二多路转接器81B的选择控制端子，从第三输出端作为输出值将(对来自第二输出端的2比特加上1比特而得到的)3比特的H电平的单体选择信号86c输出到第二多路转接器81B的选择控制端子。第二多路转接器81B被设定为根据由解码器84B输出的作为单体选择信号86a、86b、86c的输出值的比特数来选择三个电容式接收单体18k。例如，被设定为在单体选择信号86a(86b、86c也相同)的比特数Bb为Bb＝1比特的情况下在电容式接收单体18a、Bb＝2比特的情况下在电容式接收单体18b、…、Bb＝n比特的情况下分别选择电容式接收单体18n。此外，如上所述，n表示电容式接收单体数。
另外，解码器84B被设定为当比特数Bb成为Bb＝n时，在即将要被输入下一个第(n+1)个时钟之前将比特数Bb复位至0，当被输入第(n+1)个时钟时在此输出1比特的单体选择信号86b。因而，在单体选择信号86a、86b、86c的比特分别为1、2、3比特的情况下，第二多路转接器81B选择成为第一、第二、第三排列顺序的电容式接收单体18a、18b、18c。
另外，当作为与第二接收期间Tr2同步的选择控制信号而被输入第二时钟时，从第一输出端作为输出值将(对前一次1比特加上1比特而得到的)2比特的H电平的单体选择信号86a输出到第二多路转接器81B，从第二输出端作为输出值将(对来自第一输出端的2比特加上1比特而得到的)3比特的H电平的单体选择信号86b输出到第二多路转接器81B，从第三输出端作为输出值将(对来自第二输出端的3比特加上1比特而得到的)4比特的H电平的单体选择信号86c输出到第二多路转接器81B。因而，在该情况下，第二多路转接器81B选择成为第二、第三、第四排列顺序的电容式接收单体18b、18c、18d。按照在这种状况下排列的顺序依次选择三个电容式接收单体18k。
而且，所选择的三个电容式接收单体18k接收进行径向扫描的情况下的超声波。在本变形例中，用于生成一个像素相当的超声波接收信号的接收用单元区域Rr1由三个电容式接收单体18k形成，与上述发送用单元区域Rs1的情况同样地，与在形成径向扫描的超声波的接收区域的接收用超声波振子18(即n个电容式接收单体18a-18n)内接收超声波的方向(或者放射状的窄区域)相应地移动。但是，按照接收超声波的方向(或者放射状的窄区域)，来确定规定的接收用单元区域Rr1。与此相对，在第一实施方式中，即使接收超声波的方向发生变化，接收用单元区域Rr也是共同的。
上述接收用匹配元件83使输出超声波接收信号的三个电容式接收单体18k的阻抗与具有第二特性阻抗值Z2的接收信号用线缆26的端部(入射端)进行匹配，通过接收信号用线缆26传送由三个电容式接收单体18k输出的超声波接收信号。
换言之，接收用匹配元件83对从三个电容式接收单体18k输出的超声波接收信号进行阻抗匹配(阻抗匹配)，降低产生反射的情况而传送到接收信号用线缆26侧。此外，在图7的图示例中通过一个接收用匹配元件83使所选择的三个并联连接的电容式接收单体18k的阻抗与接收信号用线缆26进行匹配，但是也可以按照所选择的每一个电容式接收单体18k分别进行阻抗匹配。另外，在按照每一个电容式接收单体18k来进行阻抗匹配的情况下，如图9所示，也可以通过三个同轴线缆来构成接收信号用线缆26。
如图9所示，构成接收信号用线缆26的三个同轴线缆26-1、26-2、26-3的端部分别经由接收用匹配元件83-1、83-2、83-3分别与由第二多路转接器81B选择的各电容式接收单体18k相连接。在三个同轴线缆26-1、26-2、26-3的情况下，也可以构成为如两点划线所示那样将其近侧端部分别与由接收电路32构成的三个接收电路32-1、32-2、32-3进行连接。省略图示电容器33b。
此外，在图7、图9中，作为发送用单元区域Rs1和接收用单元区域Rr1，示出根据选择信号来最初选择的电容式发送单体17k(k＝a，b，c)和电容式接收单体18k。用于生成一个像素的发送用单元区域Rs1和接收用单元区域Rr1如上所述那样根据选择信号依次进行移动。而且，以获取一帧相当的超声波图像为周期，反复进行同样的动作。其它结构与上述第一实施方式相同，省略其说明。
此外，根据由上述第j发送期间Tsj和第j接收期间Trj构成的第j发发送和接收期间Tj中的超声波接收信号来生成一个像素相当的超声波断层图像。在此，为j＝1，2，…n。
除了在第一实施方式中将机械地扫描超声波的动作变更为电气地扫描超声波的动作以外，本变形例的动作基本上与第一实施方式的动作相同。即使在本变形例中，在第一发送期间Ts1内，在将从发送电路31叠加到DC偏置电压的超声波发送信号经由发送信号用线缆23传送到三个电容式发送单体17a、17b、17c的情况下，也通过设置于发送信号用线缆23的端部的发送用匹配元件82施加到构成发送用超声波振子17的电容式发送单体17a、17b、17c。
在该情况下，如图7所示，通过发送用匹配元件82对发送信号用线缆23的端部和构成发送用超声波振子17的(并联连接的)三个电容式发送单体17a、17b、17c进行阻抗匹配(matching)。另外，在图9中按照各电容式发送单体17a、17b、17c的每个电容式发送单体来进行阻抗匹配(matching)。
因此，超声波发送信号不会由于阻抗失配而反射、所反射的超声波发送信号叠加到原来的超声波发送信号而信号波形失真，在接近理想的超声波发送信号的状态下施加到(并联连接的)三个电容式发送单体17a、17b、17c。因此，能够降低(或者抑制)由信号波形的失真引起的S/N的降低、由超声波发送信号的反射引起的信号水平的降低。
另外，在第一发送期间Ts1的后续的第一接收期间Tr1中，从电容式接收单体18a、18b、18c输出的超声波接收信号通过接收用匹配元件83被输入到接收信号用线缆26的端部。
在该情况下，通过接收用匹配元件83对电容式接收单体18a、18b、18c的阻抗和接收信号用线缆26的端部的阻抗进行阻抗匹配，因此不会由于阻抗失配而信号波形失真，超声波接收信号被传送到接收信号用线缆26侧。因此，能够防止由信号波形的失真引起的S/N的降低、接收灵敏度的降低。
传送到该接收信号用线缆26的超声波接收信号经由接收信号用线缆26被输入到接收电路32。
接收电路32对所输入的超声波信号进行图像处理，作为第一声线数据存储到存储器。当第一接收期间Tr1结束时，成为第二发送期间Ts2而开关34也被切换。而且，发送和接收超声波的方向成为与第一发送期间Ts1的情况稍微不同的方向。第二发送期间Ts2内的动作与第一发送期间Ts1的情况相比仅超声波的发送方向不同，从而成为相同的动作。另外，第二接收期间Tr2的动作也与第一接收期间Tr1的情况相比仅超声波的接收方向稍微不同，从而成为相同的动作。
因而，图7的超声波诊断装置1D具有与图1示出的第一实施方式大致相同的效果。此外，在上述说明中作为选择多个电容式发送单体17k和多个电容式接收单体18k的例子以选择三个的情况进行了说明，但是也可以选择一个、或者三个以外的多个。另外，在径向扫描的情况下进行了说明，但是并不限定于径向扫描的情况，也可以进行其它扫描、例如凸面扫描。
另外，在图7-图9中说明的本变形例在应用于图1的第一实施方式中的电子扫描中的情况下进行了说明，但是还能够应用于其它实施方式等。
另外，在第一实施方式的机械扫描的情况下，也可以进行以下扫描。在第一实施方式的机械扫描的情况下，作为旋转驱动部21内的电机，也可以使用每次经过四个电容式发送单体17a-17d的一个像素相当的发送期间Tsj和四个电容式接收单体18a-18d的一个像素相当的接收期间Trj时以步进状地旋转的步进电机21a(在图1中用虚线表示)。图10示出该情况下的由一个像素相当的发送期间Tsj和接收期间Trj构成的一个像素相当的超声波发送和接收期间Tj以及步进电机21a的旋转角θj的变化的时序。此外，上述一个像素相当的超声波发送和接收期间Tj相当于生成一帧相当的超声波断层图像的期间内的生成一个像素的期间。
如图10所示，在相同的一个像素相当的超声波发送和接收期间Tj内，步进电机21a的旋转角θj没有发生变化，因此能够通过以邻接的方式配置的四个电容式接收单体18a-18d来高效率地接收四个电容式发送单体17a-17d的一个像素相当的超声波的反射信号。也就是说，起到能够增加要接收的情况下的S/N的效果。此外，在图10中将电容式发送单体、电容式接收单体分别简化标记为发送单体、接收单体。电容式发送单体17a-17d和电容式接收单体18a-18d在用H电平表示的发送期间Tsj和接收期间Trj内分别进行动作。
另外，DC偏置产生电路35的DC偏置电压在发送期间Tsj和接收期间Trj内被交替地切换。在图10中，用附图标记a表示将DC偏置电压施加到电容式发送单体17a-17d的期间，用附图标记b表示施加到电容式接收单体18a-18d的期间动态。另外，例如也可以具有以下结构：将图3示出的电容器53、54与如虚线所示那样由能够使容量可变的微调电容器等构成的容量可变电容器53a、56a进行并联连接而能够调整发送用匹配元件22和接收用匹配元件25的阻抗。换言之，对发送信号进行匹配的第一匹配部也可以构成为具备具有规定的阻抗值的第一元件和阻抗值可变的第二元件，或者对接收信号进行匹配的第二匹配部也可以构成为具备具有规定的阻抗值的第三元件和阻抗值可变的第四元件。
当设为这种结构时，即使在电容式发送单体17a-17d、电容式接收单体18a-18d的阻抗发生经年变化的情况下，也能够简单地调整发送用匹配元件22、接收用匹配元件25的阻抗，使得通过使微调电容器的电容可变来能够维持阻抗匹配。
当电容式发送单体17a-17d、电容式接收单体18a-18d的阻抗发生经年变化时，在从发送信号用线缆23a对电容式发送单体17a-17d传送发送信号或者从电容式接收单体18a-18d对接收信号用线缆26a传送接收信号的情况下，产生失配，但是通过使微调电容器的电容可变来能够容易地进行匹配。
另外，例如即使在使用于产品的电容式发送单体17a-17d、电容式接收单体18a-18d中阻抗(容量)存在个体差的情况下，还能够使用共同的发送用匹配元件22和接收用匹配元件25，通过微调电容器部分的调整吸收产品之间的差异。此外，也可以将使利用了图3示出的微调电容器的电容可变的元件应用于图3以外的实施方式。例如，能够将具备微调电容器的发送用匹配元件22应用于图4，还能够应用于图5的发送用匹配元件22a至22d、图6的发送用匹配元件22a、22c、图7的发送用匹配元件82、图9的发送用匹配元件82-1至82-3，并且还能够应用于图4的第二发送用匹配元件61。
另外，例如，能够将具备微调电容器的接收用匹配元件25应用于图4，还能够应用于图5的接收用匹配元件25a至25d、图6的接收用匹配元件25b、25d、图7的接收用匹配元件83、图9的接收用匹配元件83-1至83-3，并且还能够应用于图4的第二接收用匹配元件62。
另外也可以是，例如在通过发送用匹配元件22和接收用匹配元件25使图4示出的发送用超声波振子17和接收用超声波振子18分别与发送信号用线缆23a和接收信号用线缆26a进行匹配的匹配状态下，预先检查预先对基准的超声波对象物发送和接收超声波而得到的的作为基准的波形(基准波形)以及在使匹配状态的微调电容器的电容值发生变化等而失配的状态下从基准波起形成为允许的边界的阈值波形，存储到非易失性存储器等存储部。而且，在使用适当的期间超声波内窥镜2的情况下，使用上述基准的超声波对象物，通过发送和接收超声波并与存储部所存储的基准波形、阈值波形进行比较来判断是否为允许的范围内的波形，由此也能够判断是维持匹配状态还是脱离了经年变化等允许的控制状态的范围。
此外，作为上述基准的超声波对象物，例如准备从电容式发送单体17a-17d和电容式接收单体18a-18d在(一个或者多个)固定距离的位置上反射超声波而在其它距离不进行反射的物体。当处于失配的状态时，来自固定距离的位置的信号水平降低，并且其它距离的信号水平由于失配而增加，由此通过波形的比较或者信号水平的比较等，来能够判断匹配状态是否得到维持。
因此，在图1的观测装置3内也可以设置(用虚线表示)存储部40，将使用超声波内窥镜2对基准的超声波对象物在匹配状态下进行测量得到的基准波形和阈值波形、或者基准波形和阈值波形中的代表性距离的信号水平与测量中使用的超声波内窥镜2相关联地存储在该存储部40中。
而且，在基准的超声波对象物中测量得到的测量波形显示在第一监视器4中的情况下，控制电路36进行控制，将存储部40所存储的基准波形等在第一监视器4中以易于与测量波形进行比较的方式进行显示或者改变显示颜色而叠加显示。
用户根据在第一监视器4显示的测量波形和基准波形等来能够容易地识别匹配状态是否得到维持等。另外，控制电路36也可以具有(用虚线表示)判断部36a的功能，该判断部36a将测量波形与基准波形等进行比较，来判断是阈值波形以内的被允许的匹配状态的范围，还是从阈值波形脱离的失配状态。
换言之，也可以追加以下那样的结构。也可以设置：存储部40，其预先存储针对作为基准的基准超声波对象物将上述第一和上述第二匹配部设定在匹配状态下而获取到的超声波接收信号的基准波形以及从上述基准波形至被允许的边界为止失配时获取到的阈值波形中的至少代表性距离的基准和阈值信号水平的信息；以及判断部36a，其根据针对上述基准超声波对象物发送和接收超声波时得到的超声波接收信号的信号水平与从上述存储部读出的上述基准和上述阈值信号水平的比较来判断上述第一和上述第二匹配部是否处于匹配状态。此外，也可以通过设置于控制电路36的外部的比较电路等来形成判断部36a。
此外，也可以仅将基准波形和阈值波形中的一个的信息存储到存储部40。
另外，代替在上述观测装置3内设置存储部40，在图1的超声波内窥镜2的连接器7内设置存储超声波内窥镜2的固有识别信息的识别信息存储部，在该识别信息存储部中也可以存储上述存储部40所存储的信息。而且，例如控制电路36也可以与上述存储部40的情况同样地进行控制。另外，示出了在图1的超声波诊断装置1中设置存储部40等的结构，但是也可以设置于图2、图4、图5、图6、图7。
另外，使上述实施方式等局部进行组合而构成的实施方式也属于本发明。例如，对匹配部的配置位置进行变更得到的实施方式也属于本发明。
另外，在本发明中，本说明书所公开的结构要素并非全部为本发明所需的结构要素，也可以将本发明所公开的权利要求1所述的结构要素作为本发明所需的最小限度的结构要素。另外，也可以设为以下结构：针对上述最小限度的结构要素，在说明书或者权利要求1以外的权利要求中适当地或者选择性地追加一个或者多个结构要素。
本申请主张2012年2月1日在日本申请的特愿2012-019998号的优先权，以此为基础而提出申请，上述公开内容被引用于本申请的说明书、权利要求。

Claims (15)

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具备：
超声波探头，其具有电容式微加工超声波振子；
超声波观测装置，其以装卸自如的方式连接上述超声波探头，该超声波观测装置具有发送电路和接收电路，该发送电路产生用于从上述电容式微加工超声波振子送出超声波的超声波发送信号，该接收电路对由上述电容式微加工超声波振子接收超声波而生成的超声波接收信号进行信号处理；
发送用超声波振子和接收用超声波振子，所述发送用超声波振子和接收用超声波振子构成上述电容式微加工超声波振子，该发送用超声波振子由送出超声波的多个电容式发送单体构成，该接收用超声波振子由接收所送出的超声波的反射超声波并输出超声波接收信号的多个电容式接收单体构成；
发送信号用线缆，其将上述发送用超声波振子与上述超声波观测装置的发送电路之间进行连接；
接收信号用线缆，其将上述接收用超声波振子与上述超声波观测装置的接收电路之间进行连接；以及
第一匹配部和第二匹配部，所述第一匹配部和第二匹配部分别对由上述发送信号用线缆传送的上述超声波发送信号和由上述接收信号用线缆传送的上述超声波接收信号进行电阻抗的匹配，
其中，上述电容式微加工超声波振子是将上述多个电容式发送单体配置在规定发送区域并且将上述多个电容式接收单体配置在规定接收区域而构成的，按每个上述规定发送区域和上述规定接收区域设置上述第一匹配部和上述第二匹配部，其中，该规定发送区域被设定为发送用于生成一个像素相当的超声波束的超声波的发送区域，该规定接收区域被设定为为了获取一个像素相当的超声波束而接收从上述规定发送区域发送的超声波的反射超声波的接收区域。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
针对上述规定发送区域的上述多个电容式发送单体各自设置上述第一匹配部。
3.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
针对上述规定接收区域的上述多个电容式接收单体各自设置上述第二匹配部。
4.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
针对上述规定接收区域的上述多个电容式接收单体各自设置上述第二匹配部。
5.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第一匹配部设置在上述多个电容式发送单体的附近。
6.根据权利要求3所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第二匹配部设置在上述多个电容式接收单体的附近。
7.根据权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第一匹配部和上述第二匹配部设置在上述多个电容式发送单体和上述多个电容式接收单体的附近。
8.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
还具备第三匹配部，该第三匹配部设置在上述超声波观测装置内的上述发送电路的输出侧和上述发送信号用线缆的输入侧端部的附近，在通过上述发送信号用线缆传送由上述发送电路产生的上述超声波发送信号的情况下该第三匹配部进行电阻抗的匹配。
9.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
还具备第四匹配部，该第四匹配部设置在上述接收信号用线缆的输出侧端部和上述超声波观测装置内的上述接收电路的输入端的附近，在将由上述接收信号用线缆传送的上述超声波接收信号输入到上述接收电路的情况下该第四匹配部进行电阻抗的匹配。
10.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述规定发送区域与上述规定接收区域是同一区域，上述多个电容式发送单体和上述多个电容式接收单体混合配置在被设定为发送和接收用于生成一个像素相当的超声波束的超声波的同一区域内。
11.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第一匹配部构成为具备第一元件以及第二元件，该第一元件具有规定的阻抗值，该第二元件的阻抗值可变，
并且，上述第二匹配部构成为具备第三元件以及第四元件，该第三元件具有规定的阻抗值，该第四元件的阻抗值可变。
12.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第二元件和上述第四元件分别由电容的值可变的微调电容器构成。
13.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述超声波探头具有电子扫描方式的电容式微加工超声波振子，该电子扫描方式的电容式微加工超声波振子是从沿细长插入部的前端部的周向分别配置的N个上述电容式发送单体以及N个上述电容式接收单体依次电气地选择M个以用于发送动作和接收动作而构成的，其中，M<N，
在从上述发送信号用线缆对在上述规定发送区域配置的M个上述电容式发送单体传送上述超声波发送信号时，上述第一匹配部进行电阻抗的匹配，
并且，在从在上述规定接收区域配置的M个上述电容式接收单体对上述接收信号用线缆传送上述超声波接收信号时，上述第二匹配部进行电阻抗的匹配。
14.根据权利要求13所述的超声波诊断装置，其特征在于，
上述第一匹配部构成为具备第一元件以及第二元件，该第一元件具有规定的阻抗值，该第二元件的阻抗值可变，
并且，上述第二匹配部构成为具备第三元件以及第四元件，该第三元件具有规定的阻抗值，该第四元件的阻抗值可变。
15.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，还具备：
存储部，其预先存储针对作为基准的基准超声波对象物将上述第一匹配部和上述第二匹配部设定为匹配状态而获取到的超声波接收信号的基准波形以及在从上述基准波形至被允许的边界为止失配时获取到的阈值波形中的至少代表性距离下的基准和阈值信号水平的信息；以及
判断部，其根据对上述基准超声波对象物发送和接收超声波时得到的超声波接收信号的信号水平与从上述存储部读出的上述基准和上述阈值信号水平的比较来判断上述第一匹配部和上述第二匹配部是否处于匹配状态。
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