CN117241736A - 超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高二维超声波图像及三维超声波图像的画质的超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法。超声波诊断装置(1)具备超声波探头(2)及装置主体(3)。超声波探头(2)包括：二维振子阵列(11)，包括多个振子；振子块分割电路(12)，在进行二维扫描时，将至少一部分振子分割为振子沿高程方向排列的多个振子块，在进行三维扫描时，将至少一部分振子分割为振子沿方位方向排列的多个振子块；及多个探头波束成型器(13)，与多个振子块对应，装置主体(3)包括主体波束成型器(14)，探头波束成型器(13)对振子块内的振子进行收发信号的波束成型，主体波束成型器(14)对多个振子块进行收发信号的波束成型。

Description

超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种进行二维扫描及三维扫描两种的超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法。

背景技术

以往，已知一种具备超声波探头的超声波诊断装置，该超声波探头包括在所谓的方位方向和所谓的高程方向上分别排列有多个振子的二维振子阵列。通常，由于二维振子阵列包括非常大量的振子，因此难以将信号线从二维振子阵列的所有振子引出到装置主体。由此，难以对二维振子阵列的所有振子单独地进行波束成型，因此常常将多个振子作为一个控制单元、即作为一个振子块进行控制。

通常，将构成二维振子阵列的多个振子分割为在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的多个振子块，对各个振子块的发送信号和接收信号进行波束成型的情况较多，这成为通过二维扫描得到的二维超声波图像的画质降低的主要原因。因此，为了提高二维超声波图像的画质，开发了如专利文献1所公开的超声波诊断装置。在专利文献1中，将二维振子阵列的高程方向上的一列振子、即二维振子阵列的高程方向上的振子数设为N，将1×N的振子作为一个振子块进行控制。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2019-509856号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

通过使用专利文献1的技术，能够提高二维超声波图像的画质，但是使用专利文献1所公开的振子块进行三维扫描时，容易产生所谓的栅瓣，由此，在所获得的三维超声波图像中，容易产生所谓的栅瓣伪影，因此存在获得低画质的三维超声波图像的问题。

本发明是为了消除这种常规问题而完成的，其目的在于，提供一种能够提高二维超声波图像和三维超声波图像的画质的超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法。

用于解决技术课题的手段

为了实现上述目的，本发明所涉及的超声波诊断装置的特征在于，进行二维扫描及三维扫描两种，所述超声波诊断装置具备：超声波探头；及装置主体，其与超声波探头连接，超声波探头包括：二维振子阵列，在该二维振子阵列中，沿高程方向及方位方向分别排列有多个振子；振子块分割电路，在进行二维扫描时，该振子块分割电路将二维振子阵列中的至少一部分的多个振子分割为在高程方向上分别排列有2个以上的振子的多个振子块，在进行三维扫描时，该振子块分割电路将二维振子阵列中的至少一部分的多个振子分割为在方位方向上分别排列有2个以上的振子的多个振子块；及多个探头波束成型器，其与由振子块分割电路分割出的多个振子块对应，装置主体包括与超声波探头的多个探头波束成型器连接的主体波束成型器，多个探头波束成型器对多个振子块内的2个以上的振子进行发送信号及接收信号的波束成型，主体波束成型器对多个振子块进行发送信号及接收信号的波束成型。

优选主体波束成型器包括分别与多个探头波束成型器连接的发送电路及接收电路，装置主体包括与接收电路连接的图像生成部，从至少一部分的多个振子发送超声波束时，从发送电路经由多个探头波束成型器向多个振子块中的2个以上的振子供给发送信号，通过至少一部分的多个振子接收超声回波时，从多个振子块中的2个以上的振子经由多个探头波束成型器及接收电路向图像生成部供给接收信号。

优选图像生成部根据通过进行二维扫描并经由主体波束成型器的接收电路而供给的接收信号生成二维超声波图像，根据通过进行三维扫描并经由主体波束成型器的接收电路而供给的接收信号生成三维超声波图像。

超声波诊断装置具有扫描电路，所述扫描电路将如下开口中所包含的多个振子选作至少一部分的多个振子，在所述开口中，沿高程方向排列有二维振子阵列的高程方向上的振子数以下的第1振子数的振子，并且，沿方位方向排列有少于二维振子阵列的方位方向上的振子数的第2振子数的振子，振子块分割电路在开口中进行多个振子块的分割，通过扫描电路沿方位方向扫描开口的同时，使用开口内的振子进行二维扫描及三维扫描。

在将第1振子数设为M且将第2振子数设为N的情况下，振子块分割电路能够在进行二维扫描时，将开口中所包含的多个振子分割为分别在高程方向上排列有K个振子的多个振子块，K是M的约数，在进行三维扫描时，将开口中所包含的多个振子分割为分别在方位方向上排列有L个振子的多个振子块，L是N的约数。

多个探头波束成型器与振子块分割电路连接，振子块分割电路与扫描电路连接，扫描电路与二维振子阵列的多个振子连接，能够从多个振子直接选择开口中所包含的多个振子。

或者，扫描电路与多个探头波束成型器连接，多个探头波束成型器与振子块分割电路连接，振子块分割电路与二维振子阵列的多个振子连接，扫描电路能够通过从多个探头波束成型器选择一部分探头波束成型器，选择开口中所包含的多个振子。

主体波束成型器能够在进行三维扫描时，以从二维振子阵列发送及接收的超声波向高程方向转向的方式，对多个振子块进行使发送信号及接收信号延迟的波束成型。

该情况下，主体波束成型器能够在进行三维扫描时，以超声波的转向角度的范围在高程方向上成为非对称的方式，对多个振子块进行发送信号及接收信号的波束成型。

并且，波束成型器能够在进行三维扫描时，以根据转向角度的绝对值变更超声波的转向角度的间隔的方式，对多个振子块进行发送信号及接收信号的波束成型。

装置主体能够包括扫描控制部，所述扫描控制部以交替进行二维扫描和三维扫描的方式控制扫描。

该情况下，扫描控制部能够在进行三维扫描时，将三维扫描中的多个扫描线分割为多个组，使得在三维扫描的方位方向上邻接的扫描线属于相互不同的组，且以按照被分割的各个组扫描的方式控制多个探头波束成型器，并且每当被分割出的至少一个组的三维扫描结束时，将三维扫描切换为二维扫描。

优选二维振子阵列在方位方向上具有高程方向上的宽度的2.5倍以上的宽度。

装置主体能够包括：输入装置，其供用户进行输入操作；观察对象选择部，其根据经由输入装置的用户的输入操作来选择观察对象；及观察对象检测部，其根据通过进行三维扫描并经由主体波束成型器而供给的接收信号，检测由观察对象选择部选择出的观察对象。

该情况下，图像生成部能够通过对由观察对象检测部检测出的观察对象进行体绘制，生成观察对象的三维超声波图像。

装置主体包括显示由图像生成部生成的二维超声波图像及三维超声波图像的监视器，在监视器中，在二维超声波图像上重叠显示三维超声波图像。

并且，图像生成部削减与由观察对象检测部检测出的观察对象对应的部分以外的部分的接收信号来生成三维超声波图像。

多个探头波束成型器能够针对多个振子块内的2个以上的振子，通过向发送信号赋予延迟进行发送信号的波束成型。

并且，多个探头波束成型器还能够通过对多个振子块内的2个以上的振子发送未赋予延迟的发送信号进行发送信号的波束成型。

并且，多个探头波束成型器能够针对多个振子块内的2个以上的振子，通过向接收信号赋予延迟进行接收信号的波束成型。

并且，多个探头波束成型器还能够通过将从多个振子块内的2个以上的振子接收到的未赋予延迟的接收信号发送到主体波束成型器，进行接收信号的波束成型。

本发明所涉及的超声波诊断装置的控制方法的特征在于，所述超声波诊断装置具备：超声波探头，其包括在高程方向及方位方向上分别排列有多个振子的二维振子阵列；及装置主体，其与超声波探头连接，并且超声波诊断装置进行二维扫描及三维扫描这两种扫描，在所述控制方法中，在进行二维扫描时，将多个振子分割为在高程方向上分别排列有2个以上的振子的多个振子块，在进行三维扫描的情况下，将多个振子分割为在方位方向上分别排列有2个以上的振子的多个振子块，在超声波探头中，对多个振子块内的2个以上的振子进行发送信号及接收信号的波束成型，在装置主体中，对多个振子块进行发送信号及接收信号的波束成型。

发明效果

根据本发明，超声波诊断装置进行二维扫描及三维扫描两种，所述超声波诊断装置具备：超声波探头；及装置主体，与超声波探头连接，超声波探头包括：二维振子阵列，多个振子在高程方向及方位方向上分别排列；振子块分割电路，在进行二维扫描时，将多个振子分割为在高程方向上分别排列有2个以上的振子的多个振子块，在进行三维扫描时，将多个振子分割为在方位方向上分别排列有2个以上的振子的多个振子块；及多个探头波束成型器，与通过振子块分割电路分割的多个振子块对应，装置主体包括与超声波探头的多个探头波束成型器连接的主体波束成型器，多个探头波束成型器对多个振子块内的2个以上的振子进行发送信号及接收信号的波束成型，主体波束成型器对多个振子块进行发送信号及接收信号的波束成型，因此能够提高二维超声波图像和三维超声波图像的画质。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的超声波诊断装置的结构的块图。

图2是示意性地表示本发明的实施方式1中的二维扫描用振子块的例子的图。

图3是示意性地表示本发明的实施方式1中的三维扫描用振子块的例子的图。

图4是表示本发明的实施方式1中的发送电路的结构的块图。

图5是表示本发明的实施方式1中的接收电路的结构的块图。

图6是表示本发明的实施方式1中的图像生成部的结构的块图。

图7是示意地表示本发明的实施方式1中的二维扫描和三维扫描的时间定时的图。

图8是示意地表示本发明的实施方式1中被分组的扫描线的图。

图9是表示本发明的实施方式2所涉及的超声波诊断装置的结构的块图。

图10是示意地表示本发明的实施方式2中的开口的图。

图11是表示本发明的实施方式3所涉及的超声波诊断装置的结构的块图。

图12是表示本发明的实施方式4所涉及的超声波诊断装置的结构的块图。

具体实施方式

以下，根据附图对该发明的实施方式进行说明。

以下所记载的结构要件的说明是基于本发明的代表性实施方式而进行的，但本发明并不限定于这种实施方式。

另外，本说明书中使用“～”表示的数值范围是指将记载在“～”的前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。

在本说明书中，“同一”、“相同”包含技术领域中通常允许的误差范围。

实施方式1

图1表示本发明的实施方式所涉及的超声波诊断装置1的结构。超声波诊断装置1具备超声波探头2、及与超声波探头2连接的装置主体3。虽未图示，超声波探头2与装置主体3通过电缆相互连接。

超声波探头2具备二维振子阵列11，二维振子阵列11上连接有振子块分割电路12。并且，在振子块分割电路12上连接有多个探头波束成型器13。虽未图示，但从多个探头波束成型器13分别引出信号线。这些多个信号线通过将超声波探头2与装置主体3相互连接的电缆延伸到装置主体3侧。

装置主体3具备收发切换电路14，所述收发切换电路14通过经过将超声波探头2与装置主体3相互连接的电缆的多个信号线，与超声波探头2的多个探头波束成型器13连接。在收发切换电路14上连接有发送电路15及接收电路16。由收发切换电路14、发送电路15及接收电路16构成主体波束成型器25。并且，在接收电路16上依次连接有图像生成部17、显示控制部18及监视器19。并且，在接收电路16上连接有存储器24。并且，装置主体3具备扫描控制部20，所述扫描控制部20与超声波探头2的振子块分割电路12、多个探头波束成型器13及装置主体3的主体波束成型器25连接。

并且，在图像生成部17、显示控制部18及扫描控制部20上连接有主体控制部21。并且，在主体控制部21上连接有输入装置22。

并且，由图像生成部17、显示控制部18、扫描控制部20及主体控制部21构成装置主体3用处理器23。

例如，如图2及图3所示，二维振子阵列11具有沿高程方向及方位方向分别排列的多个振子11A。这些振子11A分别根据从发射电路15供给的发送信号来发射超声波，并且接收来自受检体的超声回波来输出基于超声回波的信号。振子11A例如通过在包括以PZT(Lead Zirconate Titanate：锆钛酸铅)为代表的压电陶瓷、以PVDF(Poly Vinylidene DiFluoride：聚偏二氟乙烯)为代表的高分子压电元件及以PMN-PT(Lead MagnesiumNiobate-Lead Titanate：铌镁酸铅-钛酸铅固溶体)为代表的压电单晶等的压电体的两端形成电极来构成。

在图2及图3中，方位方向记载为X方向，高程方向记载为Y方向。以下，为了说明，将方位方向称为X方向，将高程方向称为Y方向。并且，有时将与方位方向和高程方向的两者正交的方向称为Z方向。

振子块分割电路12在进行二维扫描时将二维振子阵列11的振子11A中的至少一部分多个振子11A(子阵列)分割为在高程方向上分别排列有2个以上的振子11A的多个振子块。并且，振子块分割电路12在进行三维扫描时将二维振子阵列11的振子11A中的至少一部分多个振子11A(子阵列)分割为在方位方向上分别排列有2个以上的振子11A的多个振子块。

如图2所示，振子块分割电路12例如在进行二维扫描时，能够将多个振子11A分割为在高程方向上分别排列有多个振子11A的多个振子块P1。并且，如图3所示，振子块分割电路12在进行三维扫描时，能够将多个振子11A分割为在方位方向上分别排列有多个振子11A的多个振子块P2。

在此，例如如图2所示，二维扫描是指沿着1个扫描面扫描观察对象的断层面，获得有关观察对象的断层面的二维信息。

并且，例如如图3所示，三维扫描是指使扫描面在高程方向上转向，即向高程方向倾斜的同时，沿着多个扫描面扫描观察对象的多个断层面，获得观察对象的三维信息。

并且，振子块是指多个振子11A的控制单位。振子块能够包括2个以上的振子11A。

例如，图2所示的二维扫描用振子块P1包括在二维振子阵列11中在高程方向上排列成1列的多个振子11A，振子块P1中所包含的多个振子11A能够集中控制。

并且，图3所示的三维扫描用振子块P2包括在二维振子阵列11中在方位方向上排列成1列的多个振子11A，振子块P2中所包含的多个振子11A能够集中控制。

在超声波探头2中包含比构成二维振子阵列11的振子11A的总数少的数量的探头波束成型器13。

多个探头波束成型器13与通过振子块分割电路12分割的多个振子块P1及P2，能够对从振子块P1及P2各个中所包含的多个振子11A接收到的接收信号和从发送电路15供给的发送信号进行波束成型。

在此，作为针对发送信号的波束成型，多个探头波束成型器13能够对各个发送信号赋予延迟，以使从各个振子块P1及P2的振子11A向特定方向发送超声波束。并且，作为针对发送信号的波束成型，多个探头波束成型器13也能够对发送信号不赋予延迟，即，通过对振子块P1及P2的振子11A内的多个振子11A发送未赋予延迟的发送信号，从各个振子块P1及P2的振子11A发送沿Z方向直行的超声波束。

并且，作为针对接收信号的波束成型，多个探头波束成型器13能够对各个接收信号赋予延迟，以使各个振子块P1及P2的振子11A接收从特定方向传播的超声回波。并且，作为针对接收信号的波束成型，多个探头波束成型器13也能够对接收信号不赋予延迟，即，通过将从振子块P1及P2内的多个振子11A接收的未赋予延迟的接收信号原样发送到主体波束成型器25，各个振子块P1及P2的振子11A接收沿Z方向直行的超声回波。

主体波束成型器25经由通过将超声波探头2与装置主体3相互连接的电缆内的未图示的多个信号线，与多个探头波束成型器13连接，进行通过振子块分割电路12分割的多个振子块P1及P2的发送信号与接收信号的波束成型。

如图1所示，主体波束成型器25包括收发切换电路14、发送电路15及接收电路16。

发送电路15在基于扫描控制部20的控制下，进行振子块P1及P2的发送信号的波束成型，经由收发切换电路14、多个探头波束成型器13及振子块分割电路12对二维振子阵列11发送发送信号。如图4所示，发送电路15具有：发送信号产生电路31，与收发切换电路14连接；及延迟信号产生电路32，与发送信号产生电路31连接。

延迟信号产生电路32在基于扫描控制部20的控制下，为了将从振子阵列11发送的超声波会聚到与发送焦点距离对应的位置，即为了发送信号的波束成型，产生在振子阵列11的各个振子11A所驱动的定时赋予延迟的发送延迟信号。

发送信号产生电路31例如包括多个脉冲产生器，在基于扫描控制部20的控制下，根据通过延迟信号产生电路32生成的发送延迟信号，产生针对多个振子11A的驱动信号即发送信号。如此，发送信号产生电路31产生根据发送延迟信号形成波束成型的发送信号。发送信号产生电路31将发送信号经由收发切换电路14、多个探头波束成型器13及振子块分割电路12供给到二维振子阵列11的多个振子11A。如此，若脉冲状或连续波状的电压施加于二维振子阵列11的多个振子11A的电极，则压电体进行伸缩，从各个振子11A产生脉冲状或连续波状的超声波，由这些超声波的合成波形成超声波束。

接收电路16在基于扫描控制部20的控制下，进行经由振子块P1及P2的接收信号即收发切换电路14从多个探头波束成型器13接收的接收信号的波束成型。

如图5所示，接收电路16具有：放大电路33，与收发切换电路14连接；AD(AnalogDigital：模拟-数字)转换电路34，与放大电路33连接；及整相相加电路35，与AD转换电路34连接。

放大电路33将从构成二维振子阵列11的各个振子11A输入的接收信号进行放大，并将经过放大的接收信号发送到AD转换电路33。

AD转换电路34将从放大电路32发送的接收信号转换为数字形式。

整相可算电路35在基于扫描控制部20的控制下，对通过AD转换电路34转换为数字形式的各个接收信号赋予延迟，按照各个观测点相加合成被赋予延迟的接收信号，以使在受检体内的各个观测点反射的超声回波聚焦。由此，进行振子块P1及P2的接收信号的波束成型。

收发切换电路14在基于扫描控制部20的控制下，切换多个探头波束成型器13和发送电路15相互连接的状态与多个探头波束成型器13和接收电路16相互连接的状态。收发切换电路14当发送电路15进行振子块P1及P2的发送信号的波束成型器时，设为多个探头波束成型器13和发送电路15相互连接的状态，当接收电路16进行振子块P1及P2的接收信号的波束成型器时，设为多个探头波束成型器13和接收电路16相互连接的状态。

在此，多个探头波束成型器13的总数少于构成二维振子阵列11的振子11A的总数。因此，通过电缆与主体波束成型器25连接的多个信号线的根数也少于构成二维振子阵列11的振子11A的总数。并且，主体波束成型器25进行针对多个振子块P1及P2的发送信号的波束成型时，可以对发送信号赋予延迟，也可以不赋予延迟。并且，主体波束成型器25进行针对多个振子块P1及P2的接收信号的波束成型时，可以对接收信号赋予延迟，也可以不赋予延迟。

通常，由于二维振子阵列包括非常大量的振子，因此难以将信号线从二维振子阵列的所有振子引出到装置主体。因此，在具有二维振子阵列的超声波诊断装置中，常常将构成二维振子阵列的多个振子分割为在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的多个振子块。

通过对这种振子块的接收信号和发送信号进行波束成型进行二维扫描时，方位方向上的振子块的数量少于二维振子阵列中所包含的方位方向的振子的数量，因此与对二维振子阵列中所包含的方位方向的所有振子的发送信号和接收信号进行波束成型的情况相比，存在所获得的二维超声波图像的画质降低的问题。

如图2所示的通过振子块分割电路12分割的二维扫描用振子块P1在方位方向上具有1个振子11A，在高程方向上具有与二维振子阵列11的高程方向上的振子11A的数量相同的数量的振子11A。因此，方位方向上的振子块P1的数量与二维振子阵列11中所包含的方位方向的振子11A的数量相同。通过主体波束成型器25对多个振子块P1的发送信号和接收信号进行波束成型时，对二维振子阵列11的方位方向的各个振子11A的发送信号和接收信号进行波束成型。因此，即使不能用多个信号线直接连接二维振子阵列11的所有振子11A与主体波束成型器25，也可获得高画质的二维超声波图像。

并且，通常，如图3所示，已知将扫描面在高程方向上转向的情况下，在高程方向上相互邻接的振子间的间距越短，不易产生所谓的栅瓣，振子间的间距越长，越容易产生栅瓣。例如，已知在高程方向上相互邻接的振子间的间距设为D，将扫描面的转向角度设为A，将从振子块内的振子发射的超声波的波长设为L，在满足L＝D|sin(A)-sin(B)|的条件的角度B的方向上，产生所谓的栅瓣。例如，当间距D为0.2mm，波长L为0.2mm，角度A为30度的情况下，在-30度的角度B的方向上产生栅瓣。

在此，在高程方向上相互邻接的振子间的间距D是指在高程方向上相互邻接的一对振子的中心间的距离。扫描面的转向角度是指将XZ面设为0度的YZ面内的扫描面的倾斜角度，能够将XZ面的一个面侧的转向角度设为正，将XZ面的另一面侧的转向角度设为负。sin(A)为将角度A设为相位的正弦函数，sin(B)为将角度B设为相位的正弦函数，||为绝对值符号。

通过使用在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的振子块，进行发送信号和接收信号的波束成型来进行三维扫描时，各个振子块有效地作为1个振子来处理。因此，在高程方向上相互邻接的振子间的间距被认为是在高程方向上相互邻接的振子块间的间距。该情况下，间距D变长，因此容易产生栅瓣。若产生栅瓣，则所获得的三维超声波图像中会包含被称为栅瓣伪影的像，这会妨碍用户对三维超声波图像进行读影。

并且，在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的振子块中，高程方向上的振子块的数量少于二维振子阵列中所包含的高程方向的振子的数量。因此，通过使用这种振子块进行波束成型来进行三维扫描时，与对二维振子阵列中所包含的高程方向的所有振子的发送信号和接收信号进行波束成型的情况相比，存在所获得的三维超声波图像的画质降低的问题。

如图3所示的通过振子块分割电路12分割的三维扫描用振子块P2在高程方向上具有1个振子11A，在方位方向上具有与二维振子阵列11的方位方向上的振子11A的数量相同的数量的振子11A。因此，高程方向上的振子块P2的数量与二维振子阵列11中所包含的高程方向的振子11A的数量相同。并且，高程方向上的振子块P2间的间距D与在高程方向上相互邻接的振子11A间的间距相同。二维振子阵列11由非常大量的振子11A构成，高程方向上的振子块P2间的间距D非常短。因此，即使不能用多个信号线直接连接二维振子阵列11的所有振子11A与主体波束成型器25，也难以产生栅瓣。

并且，通过主体波束成型器25对多个振子块P2的发送信号和接收信号进行波束成型时，对二维振子阵列11的高程方向的各个振子11A的发送信号和接收信号进行波束成型。因此，即使不能用多个信号线直接连接二维振子阵列11的所有振子11A与主体波束成型器25，也可获得高画质的三维超声波图像。

如图6所示，图像生成部17具有信号处理部36、DSC(Digital Scan Converter：数字扫描转换器)37及图像处理部38依次串联连接的结构。

在进行二维扫描的情况下，信号处理部36对从接收电路16接收的接收信号使用通过主体控制部21设定的声速值实施由与超声波的反射位置的深度对应的距离引起的衰减的校正。之后，信号处理部36通过实施包络检波处理，作为二维超声波图像信号生成与受检体内的组织有关的断层图像信息即B模式图像信号。

并且，在进行三维扫描的情况下，信号处理部36对多个扫描断面以与二维扫描的情况相同的方式，对从接收电路16接收的接收信号实施衰减的校正和包络检波处理。此外，信号处理部36对所获得的接收信号进行所谓的体绘制处理。由此，信号处理部36生成三维超声波图像信号。

DSC37将由信号处理部36生成的二维超声波图像信号及三维超声波图像信号转换(光栅转换)为遵循一般电视信号的扫描方式的图像信号。

图像处理部38对从DSC37输入的二维超声波图像信号及三维超声波图像信号实施灰度处理等各种必要的图像处理之后，将二维超声波图像信号及三维超声波图像信号发送至显示控制部18。之后，将通过图像处理部38实施了图像处理的二维超声波图像信号简称为二维超声波图像，将通过图像处理部38实施了图像处理的三维超声波图像信号简称为三维超声波图像。

扫描控制部20通过控制振子块分割电路12、多个探头波束成型器13及主体波束成型器25，控制在超声波诊断装置1中进行的二维扫描和三维扫描。

扫描控制部20能够以交替进行二维扫描和三维扫描的方式控制扫描。例如，如图7所示，扫描控制部20能够以用于获得相当于1帧二维超声波图像的接收信号的二维扫描S1和用于获得相当于1帧三维超声波图像的接收信号的三维扫描S2交替进行的方式控制扫描。在图7中，例如以在区间T1获得相当于1帧二维超声波图像的接收信号，在区间T2获得相当于1帧三维超声波图像的接收信号，在区间T3获得相当于新的1帧二维超声波图像的接收信号，在区间T4获得相当于新的1帧三维超声波图像的接收信号的方式控制扫描。

在这种情况下，扫描控制部20例如将表示进行二维扫描S1的信号和表示进行三维扫描S2的信号发送到振子块分割电路12。振子块分割电路12根据从扫描控制部20发送的信号，以切换二维扫描S1用振子块P1和三维扫描S2用振子块P2的方式分割多个振子11A。

主体控制部21按照预先记录的程序等控制装置主体3的各部。

显示控制部18在主体控制部21的控制下，对通过图像生成部17生成的二维超声波图像及三维超声波图像等实施规定处理并显示在监视器19上。

监视器19在显示控制部18的控制下进行各种显示。监视器19例如包括LCD(LiquidCrystal Display：液晶显示器)或有机EL显示器(Organic ElectroluminescenceDisplay：有机电致发光显示器)等显示装置。

输入装置22是用户用于进行输入操作的装置。输入装置22例如由键盘、鼠标、轨迹球、触控板及触摸面板等用户用于输入操作的装置等构成。

存储器24用于暂时保存通过主体波束成型器25进行波束成型的接收信号等。作为存储器24，例如能够使用闪存、HDD(Hard Disc Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid StateDrive：固态驱动器)、FD(Flexible Disc：软盘)、MO光盘(Magneto-Optical disc：磁光盘)、MT(Magnetic Tape：磁带)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、CD(CompactDisc：压缩光盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、SD卡(Secure Digitalcard：安全数字卡)、USB存储器(Universal Serial Bus memory：通用串行总线存储器)等记录介质等。

另外，具有图像生成部17、显示控制部18、扫描控制部20及主体控制部21的处理器23由CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)及用于使CPU进行各种处理的控制程序构成，但也可以用FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、其他IC(Integrated Circuit：集成电路)构成，或者也可以组合它们来构成。

并且，处理器23的图像生成部17、显示控制部18、扫描控制部20及主体控制部21还能够通过将一部分或者整体整合在1个CPU等来构成。

接着，说明本发明的实施方式1所涉及的超声波诊断装置1进行二维扫描S1及三维扫描S2，并将由此得到的二维超声波图像和三维超声波图像显示在监视器19之前的动作。

首先，通过用户在受检体的体表上配置超声波探头2，并经由输入装置22输入开始扫描的指示。如此，由用户输入的信息从主体控制部21发送到装置主体3的各部。在该状态下，在扫描控制部20的控制下，进行二维扫描S1及三维扫描S2。

以下，如图7所示，说明通过区间T1的二维扫描S1开始扫描的例子。

扫描控制部20从主体控制部21接收到开始扫描的指示时，将表示在区间T1进行二维扫描S1的信息发送到振子块分割电路12。

振子块分割电路12根据从扫描控制部20发送的信息，将二维振子阵列11的多个振子11A分割为图2所示的二维扫描S1用多个振子块P1。

主体波束成型器25的发送电路15根据从主体控制部21接收到的开始扫描的指示产生发送信号，将所产生的发送信号经由收发切换电路14向多个探头波束成型器13送出。

此时，发送电路15对通过振子块分割电路12分割的二维扫描S1用多个振子块P1的发送信号进行波束成型。由发送电路15进行波束成型的发送信号向多个探头波束成型器13送出。

接着，多个探头波束成型器13对从主体波束成型器25的发送电路15送出的各个振子块P1内的发送信号进行波束成型。

如此，在主体波束成型器25和多个探头波束成型器13中进行了波束成型的发送信号发送到各个振子块P1的多个振子11A。

各个振子块P1内的多个振子11A根据接收到的发送信号产生超声波。如此，从多个振子11A发射的超声波在受检体内作为超声波束传播，并由受检体内的组织反射而作为超声回波朝向多个振子11A传播。

如此，在受检体内传播的超声回波被多个振子块P1的多个振子11A接收，通过多个振子11A生成接收信号。所生成的接收信号经由振子块分割电路12向多个探头波束成型器13送出。

多个探头波束成型器13对从各个振子块P1的多个振子11A送出的接收信号进行波束成型。通过多个探头波束成型器13进行波束成型的接收信号向装置主体3的主体波束成型器25送出。

主体波束成型器25的接收电路16对通过多个探头波束成型器13波束成型的多个振子块P1的接收信号进行波束成型。

如此，通过多个探头波束成型器13和主体波束成型器25进行波束成型的接收信号向图像生成部17送出。

图像生成部17根据从主体波束成型器25的接收电路16送出的接收信号生成二维超声波图像。

所生成的二维超声波图像在显示控制部18中实施规定处理之后显示在监视器19上。

在此，通常，由于二维振子阵列包括非常大量的振子，因此难以将信号线从二维振子阵列的所有振子引出到装置主体。因此，在具有二维振子阵列的超声波诊断装置中，常常将构成二维振子阵列的多个振子分割为在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的多个振子块。

通过对这种振子块的接收信号和发送信号进行波束成型来进行二维扫描S1时，方位方向上的振子块的数量少于二维振子阵列中所包含的方位方向的振子的数量。因此，与对二维振子阵列中所包含的方位方向的所有振子的发送信号和接收信号进行波束成型的情况比较，存在所获得的二维超声波图像的画质降低的问题。

如图2所示，通过实施方式1中的振子块分割电路12分割的二维扫描S1用振子块P1在方位方向上具有1个振子11A，在高程方向上具有与二维振子阵列11的高程方向上的振子11A的数量相同的数量的振子11A。因此，方位方向上的振子块P1的数量与二维振子阵列11中所包含的方位方向的振子11A的数量相同。通过主体波束成型器25对多个振子块P1的发送信号和接收信号进行波束成型时，对二维振子阵列11的方位方向的各个振子11A的发送信号和接收信号进行波束成型，因此即使不能用多个信号线直接连接二维振子阵列11的所有振子11A与主体波束成型器25，也可以获得高画质的二维超声波图像。

接着，扫描控制部20将表示在图7所示的区间T2进行三维扫描S2的信息发送到振子块分割电路12。另外，作为一例，在区间T2中，获得相当于1帧三维超声波图像的接收信号。

振子块分割电路12根据从扫描控制部20发送的信息，将二维振子阵列11的多个振子11A分割为图3所示的三维扫描S2用多个振子块P2。

主体波束成型器25的发送电路15与二维扫描S1的情况同样地，产生发送信号，将所产生的发送信号经由收发切换电路14向多个探头波束成型器13送出。

此时，发送电路15对通过振子块分割电路12分割的三维扫描S2用多个振子块P2的发送信号进行波束成型。由主体波束成型器25进行波束成型的发送信号向多个探头波束成型器13送出。

接着，多个探头波束成型器13对从主体波束成型器25送出的各个振子块P1内的发送信号进行波束成型。

如此，在主体波束成型器25和多个探头波束成型器13中进行了波束成型的发送信号发送到各个振子块P1的多个振子11A。

各个振子块P2内的多个振子11A根据接收到的发送信号产生超声波。如此，从多个振子11A发射的超声波在受检体内作为超声波束传播，并由受检体内的组织反射而作为超声回波朝向多个振子11A传播。

如此，在受检体内传播的超声回波被多个振子块P2的多个振子11A接收，通过多个振子11A生成接收信号。所生成的接收信号经由振子块分割电路12向多个探头波束成型器13送出。

多个探头波束成型器13对从各个振子块P2的多个振子11A送出的接收信号进行波束成型。通过多个探头波束成型器13进行波束成型的接收信号向装置主体3的主体波束成型器25送出。

主体波束成型器25的接收电路16对通过多个探头波束成型器13波束成型的多个振子块P1的接收信号进行波束成型。

如此，通过多个探头波束成型器13和主体波束成型器25进行波束成型的接收信号保存到存储器24。

在此，如图3所示，扫描控制部20控制多个探头波束成型器13及主体波束成型器25，以使扫描面在高程方向上转向。换言之，扫描控制部20控制多个探头波束成型器13及主体波束成型器25，以使通过多个振子块P2分别获得的扫描面在高程方向上转向，而各扫描面相对于铅垂方向具有任意倾角(转向角度)。此时，主体波束成型器25能够对三维扫描S2用多个振子块P2的发送信号及接收信号赋予延迟，以使扫描面在高程方向上转向。

如此，在变更转向角度的状态下，进行基于多个探头波束成型器13及主体波束成型器25的发送信号的波束成型、超声波的发送、超声波的接收、基于多个探头波束成型器13及主体波束成型器25的接收信号的波束成型及向存储器24的接收信号的保存，此外，变更转向角度。

如此，在图7所示的区间T2中，直到获得相当于1帧三维超声波图像的接收信号，重复从超声波的发送到转向角度的变更为止的一系列处理。

通过区间T2的处理，相当于1帧三维超声波图像的接收信号保存到存储器24时，图像生成部17从存储器24读出相当于1帧三维超声波图像的接收信号，并根据该接收信号生成三维超声波图像。所生成的三维超声波图像通过显示控制部18实施规定处理之后，与在区间T1生成的二维超声波图像一起显示在监视器19上。

接着，在区间T3中，进行与在区间T1进行的二维扫描S1的处理相同的处理，新生成的二维超声波图像显示在监视器19上。

区间T3中的二维扫描S1的处理完成时，在下一区间T4中，与在区间T2进行的三维扫描S2的处理同样地，为了获得相当于新的1帧三维超声波图像的接收信号，重复从超声波的发送到转向角度的变更为止的一系列处理。

通过区间T4的处理，相当于新的1帧三维超声波图像的接收信号保存到存储器24时，图像生成部17从存储器24读出相当于1帧三维超声波图像的接收信号，并根据该接收信号生成三维超声波图像。所生成的三维超声波图像通过显示控制部18实施规定处理之后，与在区间T3生成的二维超声波图像一起显示在监视器19上。

在此，通常，如图3所示，已知将扫描面在高程方向上转向的情况下，在高程方向上相互邻接的振子间的间距D越短，不易产生栅瓣，振子间的间距D越长，越容易产生栅瓣。

通过使用在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的振子块，进行发送信号和接收信号的波束成型来进行三维扫描S2时，各个振子块有效地作为1个振子来处理。因此，在高程方向上相互邻接的振子间的间距被认为是在高程方向上相互邻接的振子块间的间距。该情况下，间距D变长，因此容易产生栅瓣。若产生栅瓣，则所获得的三维超声波图像中会包含被称为栅瓣伪影的像，这会妨碍用户对三维超声波图像进行读影。

并且，在方位方向和高程方向上分别具有多个振子的振子块中，高程方向上的振子块的数量少于二维振子阵列中所包含的高程方向的振子的数量。因此，通过使用这种振子块进行波束成型来进行三维扫描时，与对二维振子阵列中所包含的高程方向的所有振子的发送信号和接收信号进行波束成型的情况相比，存在所获得的三维超声波图像的画质降低的问题。

如图3所示，通过实施方式1中的振子块分割电路12分割的三维扫描S2用振子块P2在高程方向上具有1个振子11A，在方位方向上具有与二维振子阵列11的方位方向上的振子11A的数量相同的数量的振子11A。因此，高程方向上的振子块P2的数量与二维振子阵列11中所包含的高程方向的振子11A的数量相同，高程方向上的振子块P2间的间距D与高程方向上相互邻接的振子11A间的间距相同。二维振子阵列11由非常大量的振子11A构成，高程方向上的振子块P2间的间距D非常短，因此即使不能用多个信号线直接连接二维振子阵列11的所有振子11A与主体波束成型器25，也难以产生栅瓣。

并且，通过主体波束成型器25对多个振子块P2的发送信号和接收信号进行波束成型时，对二维振子阵列11的高程方向的各个振子11A的发送信号和接收信号进行波束成型，因此获得高画质的三维超声波图像。

并且，二维超声波图像和三维超声波图像一起显示在监视器19上，因此用户在监视器19可以一起确认二维超声波图像和三维超声波图像，由此能够精确地掌握观察对象的部位等受检体内的状态的同时检查受检体。

如此，三维超声波图像与二维超声波图像一起显示在监视器19时，在下一区间之后也交替进行二维扫描S1和三维扫描S2。

在实施方式1中说明的超声波诊断装置1的动作如上。

如上所述，根据本发明的实施方式1的超声波诊断装置1，通过振子块分割电路12，构成二维振子阵列11的多个振子11A分割为二维扫描S1用振子块P1和三维扫描S2用振子块P2。并且，通过多个探头波束成型器13，对各个振子块P1及P2的振子11A的发送信号和接收信号进行波束成型。此外，通过主体波束成型器25，对多个振子块P1及P2的发送信号和接收信号进行波束成型，因此即使不能用多个信号线直接连接二维振子阵列11的所有振子11A与主体波束成型器25，也能够提高二维超声波图像的画质和三维超声波图像的画质两种。

另外，图2所示的二维扫描S1用振子块P1在方位方向上具有1个振子11A，在高程方向上具有与二维振子阵列11的高程方向的振子数相同数量的振子11A，但在高程方向上具有2个以上的振子11A即可。即使在该情况下，方位方向上的振子块P1的数量与二维振子阵列11的方位方向的振子11A的数量相同，因此通过使用二维扫描S1用振子块P1进行二维扫描S1，可获得高画质的二维超声波图像。

并且，图3所示的三维扫描S2用振子块P2在高程方向上具有1个振子11A，在方位方向上具有与二维振子阵列11的方位方向的振子数相同数量的振子11A，但在方位方向上具有2个以上的振子11A即可。即使在该情况下，高程方向上的振子块P2的数量与二维振子阵列11的高程方向的振子11A的数量相同，因此通过使用三维扫描S2用振子块P2进行三维扫描S2，可获得高画质且栅瓣伪影得到抑制的三维超声波图像。

并且，主体波束成型器25能够在进行三维扫描S2时，以超声波的转向角度的范围在高程方向上成为对称的方式，对多个振子块P1及P2进行发送信号及接收信号的波束成型。由此，能够获得在大范围内描绘受检体内的三维超声波图像。

并且，主体波束成型器25也能够在进行三维扫描S2时，以超声波的转向角度的范围在高程方向上成为非对称的方式，对多个振子块P1及P2进行发送信号及接收信号的波束成型。由此，例如，能够省略用户不需要观察的范围的扫描，因此能够减轻生成三维超声波图像所需的计算负荷，能够提高显示在监视器19上的三维超声波图像的帧速率。

并且，主体波束成型器25能够在进行三维扫描S2时，以根据转向角度的绝对值变更超声波的转向角度的间隔的方式，对多个振子块P1及P2进行发送信号及接收信号的波束成型。在此，转向角度的间隔是指相互邻接的一对扫描面所形成的角度。更具体而言，转向角度的间隔是指相邻的2个振子块P2、P2的扫描面所形成的角度。该情况下，主体波束成型器25例如能够以如下方式扫描：转向角度越接近0度，邻接的扫描面的角度间隔越紧密，而转向角度越远离0度，邻接的扫描面的角度间隔越稀疏。即，能够以如下方式进行扫描：扫描面相对于铅垂方向的倾角越接近转向范围的端部附近而变得越大，且与邻接的扫描面的角度间隔越稀疏。由此，也能够省略用户不需要观察的范围的扫描，因此能够减轻生成三维超声波图像所需的计算负荷，能够提高显示在监视器19上的三维超声波图像的帧速率。

并且，在超声波诊断装置1的动作的说明中，从二维扫描S1开始，接着进行三维扫描S2，但也可以从三维扫描S2开始。

并且，在使用图7的说明中，说明由区间T2中的三维扫描S2及区间S4中的三维扫描S2分别获得相当于1帧三维超声波图像的接收信号的例子。另一方面，例如，可以通过区间T2中的三维扫描S2，获得相当于1帧三维超声波图像的一半的接收信号，通过区间T4中的三维扫描S2，获得相当于1帧三维超声波图像的剩余一半的接收信号。通常，用于获得相当于1帧三维超声波图像的接收信号的三维扫描S2及三维超声波图像的生成需要非常长的时间。因此，通过在三维扫描S2的中途进行二维扫描S1，能够将显示在监视器19上的二维超声波图像的帧速率维持得高。

并且，在三维扫描S2的区间T2、T4获得的接收信号并不限定于相当于1帧三维超声波图像的接收信号及相当于1帧三维超声波图像的一半的接收信号。例如，可以获得1帧三维超声波图像的1/3接收信号，也可以获得1/4的接收信号，也可以获得更小比例的接收信号。即使在该情况下，能够将显示在监视器19上的二维超声波图像的帧速率维持得高。

并且，说明在区间T2获得相当于1帧三维超声波图像的一半的接收信号的情况下，将相当于1帧三维超声波图像的接收信号保存到存储器24之后进行三维超声波图像的生成。相对于此，例如，在区间T2获得接收信号时，使用其接收信号，生成具有1帧三维超声波图像的一半的信息量的三维超声波图像并显示在监视器19上，在区间T4获得接收信号时，可以使用在区间T2和区间T4获得的接收信号，生成1帧三维超声波图像并显示在监视器19上。如此，能够每当在三维扫描S2的1个区间获得接收信号时就生成三维超声波图像，并将所生成的三维超声波图像与二维超声波图像一起显示在监视器19上。由此，除了能够将显示在监视器19上的二维超声波图像的帧速率维持得较高之外，还能够提高显示在监视器19上的三维超声波图像的帧速率。

并且，如图8示意性所示，扫描控制部20在进行三维扫描S2时，可以将三维扫描S2中的多个扫描线SL分割为多个组G1、G2及G3，以使在三维扫描S2的方位方向上邻接的扫描线SL属于相互不同的组G1、G2及G3。扫描控制部20以按照被分割的各个组G1、G2、G3扫描的方式控制多个探头波束成型器13，并且每当被分割的至少一个组G1、G2、G3的三维扫描S2结束时，将三维扫描S2切换为二维扫描S1。

在图8所示的例子中，以在方位方向上邻接的扫描线SL在3个组G1、G2及G3中属于相互不同的组的方式，三维扫描S2中的多个扫描线SL分割为3个组G1、G2及G3。该情况下，例如，在图7的区间T2中沿着属于组G1的多个扫描线SL进行三维扫描S2，在区间T4中沿着属于组G2的多个扫描线SL进行三维扫描S2，在下一个三维扫描S2的区间中沿着属于组G3的多个扫描线SL进行三维扫描S2。换言之，每次进行三维扫描S2时，切换所使用的扫描线SL的组G1、G2及G3。

该情况下，可以在获得与3个组G1、G2及G3对应的所有接收信号时生成三维超声波图像，也可以在获得与组G1、G2及G3分别对应的接收信号时生成三维超声波图像。在获得与组G1、G2及G3分别对应的接收信号时生成三维超声波图像的情况下，首先，在获得与组G1对应的接收信号时，从与组G1对应的接收信号生成具有1帧三维超声波图像的1/3的密度的三维超声波图像。接着，在获得与组G2对应的接收信号时，从与组G1对应的接收信号及与组G2对应的接收信号生成具有1帧三维超声波图像的2/3密度的三维超声波图像。最后，在获得与组G3对应的接收信号时，从与3个组G1、G2及G3对应的接收信号生成1帧三维超声波图像。

并且，虽未图示，但是也能够对超声波探头2安装加速度传感器或陀螺仪传感器等检测超声波探头2的移动的传感器。该情况下，例如能够通过受检体的呼吸等，检测到超声波探头2与受检体的体表面一起移动。此外，经检测的受检体的移动大于所规定的移动阈值的情况下，仅使用与最新的1组对应的接收信号就能够生成三维超声波图像。由此，能够生成跟随受检体的移动的三维超声波图像。

并且，扫描控制部20在进行二维扫描S1时，可以将二维扫描S1中的多个扫描线SL分割为多个组，以使在二维扫描S1的高程方向上邻接的扫描线SL属于相互不同的组。因此，扫描控制部20以按照被分割的各个组扫描的方式控制多个探头波束成型器13，并且每当被分割的至少一个组的二维扫描S1结束时，将二维扫描S1切换为三维扫描S2。

虽未图示，但是例如将二维扫描S1中的多个扫描线SL分割为3个组的情况下，在图7的区间T1中获得与第1组对应的接收信号，在区间T3中获得与第2组对应的接收信号，在下一个二维扫描S1的区间中获得与第3组对应的接收信号。该情况下，可以在获得与3个组对应的所有接收信号时生成二维超声波图像，也可以在获得与每个组对应的接收信号时生成二维超声波图像。

并且，二维振子阵列11能够具有高程方向的宽度的2.5倍以上的方位方向的宽度，即，二维振子阵列11的尺寸能够设计成方位方向的宽度成为高程方向的宽度的2.5倍以上。通过二维振子阵列11的高程方向的宽度短于方位方向的宽度，使超声波探头2的前端部与受检体的体表面接触时，在超声波探头2与受检体的体表面之间不易产生间隙，即使对弯曲的体表面也能够无间隙地接触超声波探头2。此外，在实施方式1的超声波诊断装置1中，进行三维扫描S2时，使用在高程方向上包括1个振子11A且在方位方向上包括多个振子11A的振子块P2，因此即使在二维振子阵列11的高程方向的宽度短于方位方向的宽度的情况下，也可以获得高画质且栅瓣伪影得到抑制的三维超声波图像。

实施方式2

在实施方式1中，将构成二维振子阵列11的所有振子11A分割为二维扫描S1用多个振子块P1和三维扫描用多个振子块P2，但是在二维振子阵列11设定沿方位方向移动(扫描)的开口，且其开口内的多个振子11A能够分割为多个振子块P1、P2。在此，开口是指用于从在高程方向及方位方向上分别排列的多个振子11A选择任意多个振子11A的区域。

图9中示出本发明的实施方式2的超声波诊断装置1A的结构。实施方式2的超声波诊断装置1A是在图1所示的实施方式1的超声波诊断装置1中，具备超声波探头2A来代替超声波探头2的超声波诊断装置。

实施方式2中的超声波探头2A在实施方式1中的超声波探头2中追加了扫描电路41。在超声波探头2A中，在二维振子阵列11上连接有扫描电路41，在扫描电路41上连接有振子块分割电路12。

扫描电路41在扫描控制部20的控制下，在高程方向上排列有二维振子阵列11的高程方向上的振子数以下的第1振子数的振子11A，并且在方位方向上排列有少于二维振子阵列11的方位方向上的振子数的第2振子数的振子11A，将开口中所包括的多个振子11A选作二维振子阵列11中的至少一部分振子11A即子阵列。

如图10所示，将第1振子数设为M且将第2振子数设为N的情况下，振子块分割电路41例如从二维振子阵列11的多个振子11A直接选择在高程方向上排列有M个振子11A且在方位方向上排列有N个振子11A的、开口Q中所包含的M×N个振子11A。在此，M及N为2以上的整数。另外，在图9中，M与二维振子阵列11的高程方向的振子数相同，N小于二维振子阵列11的方位方向的振子数。

并且，扫描电路41在进行二维扫描S1及三维扫描S2时，在方位方向上扫描开口Q。

振子块分割电路12在开口Q中进行多个振子块P1及P2的分割。振子块分割电路12进行二维扫描S1时，将开口Q中的多个振子11A分别分割为在高程方向上排列有M个约数即K个振子11A的二维扫描S1用多个振子块P1。并且，振子块分割电路12进行三维扫描S2时，将开口Q中的多个振子11A分别分割为在方位方向上排列有N个约数即L个振子11A的三维扫描S2用多个振子块P2。

如上所述，即使在二维振子阵列11设定开口Q的情况下，通过振子块分割电路12，开口Q中的多个振子11A也可分别分割为二维扫描S1用振子块P1及三维扫描S2用振子块P2。因此，能够在二维扫描S1和三维扫描S2中使开口Q的控制共用化，能够减小安装在超声波探头2A内的电路的规模，并且能够简化扫描的控制。

实施方式3

在实施方式2中，扫描电路41通过与二维振子阵列11连接，将开口Q中所包括的振子11A直接选择二维振子阵列11至少一部分多个振子11A即子阵列。相对于此，扫描电路41通过与多个探头波束成型器13连接，也能够将开口Q中所包含的振子11A间接选作子阵列。

图11中示出实施方式3的超声波诊断装置1B的结构。实施方式3的超声波诊断装置1B是在图9所示的实施方式2的超声波诊断装置1A中，具备超声波探头2B来代替超声波探头2A的超声波诊断装置。

实施方式3中的超声波探头2B在实施方式2中的超声波探头2A中变更了扫描电路41的连接位置。超声波探头2B具有与构成二维振子阵列11的所有振子11A对应的多个探头波束成型器13。在二维振子阵列11上依次连接有振子块分割电路12及多个探头波束成型器13，在多个探头波束成型器13上连接有扫描电路41。并且，在扫描电路41上连接有装置主体3的主体波束成型器25。

在实施方式3中，扫描电路41通过选择多个探头波束成型器13中与通过振子块分割电路12分割的多个振子块P1及P2对应的一部分探头波束成型器13，将与这些探头波束成型器13对应的多个振子11A选作开口Q的M×N个振子11A。

如上所述，即使通过扫描电路41间接选择开口Q的M×N个振子11A的情况下，与实施方式2同样地，通过振子块分割电路12，开口Q中的多个振子11A分别分割为二维扫描S1用振子块P1及三维扫描S2用振子块P2，因此在二维扫描S1和三维扫描S2中使开口Q的控制共用化，能够减小安装在超声波探头2A内的电路的规模，并且能够简化扫描的控制。

实施方式4

在实施方式1中，生成与三维扫描S2中的整个扫描范围对应的三维超声波图像，但也能够检测用户的观察对象，来生成经检测的观察对象的三维超声波图像。

图12中示出实施方式4的超声波诊断装置1C的结构。实施方式4的超声波诊断装置1C在图1所示的实施方式1的超声波诊断装置1中，具备装置主体3C来代替装置主体3。

实施方式4中的装置主体3C在实施方式1中的装置主体3中，追加了观察对象选择部51和观察对象检测部52，具备主体控制部21C来代替主体控制部21，且具备处理器23C来代替处理器23。

在装置主体3C中，在主体控制部21C上连接有观察对象选择部51。并且，在接收电路16及观察对象选择部51上连接有观察对象检测部52。并且，在接收电路16及观察对象检测部52上连接有存储器24。并且，由图像生成部17、显示控制部18、扫描控制部20、主体控制部21C、观察对象选择部51及观察对象检测部52构成装置主体3C用处理器23C。

观察对象选择部51预先存储能够成为用户的观察对象的多个受检体的部位及处置器具等，根据经由输入装置22的用户的输入操作选择观察对象。此时，例如，预先存储的多个观察对象的部位及处置器具等列表显示在监视器19上，经由输入装置22由用户选择1个观察对象时，观察对象选择部51能够选择由用户选择观察对象。

观察对象检测部52根据通过进行三维扫描S2并经由主体波束成型器25的接收电路16供给的接收信号，检测通过观察对象选择部51选择的观察对象。通过观察对象检测部52检测的观察对象的信息与已进行观察对象的检测的接收信号建立关联并保存到存储器24中。

图像生成部17从存储器24读出利用观察对象检测部52检测的观察对象的信息和接收信号，通过对利用观察对象检测部52检测的观察对象进行体绘制的处理，生成观察对象的三维超声波图像。

如此，通过图像生成部17生成的观察对象的三维超声波图像例如能够在监视器19上与二维超声波图像重叠显示。并且，观察对象的三维超声波图像可以与二维超声波图像并排显示在监视器19。

如上所述，根据实施方式4的超声波诊断装置1C，检测观察对象，通过对经检测的观察对象进行体绘制，生成观察对象的三维超声波图像，因此用户能够详细地掌握观察对象的形状及三维位置关系等。

另外，图像生成部17也能够削减除了与利用观察对象检测部52检测的观察对象对应的部分以外的部分接收信号来生成三维超声波图像。即使在该情况下，也可获得观察对象被强调的三维超声波图像，因此用户能够详细地掌握观察对象的形状及三维位置关系等。并且，如实施方式1，与生成与整个扫描范围对应的三维超声波图像的情况相比，减轻生成三维超声波图像所需的计算负荷，能够提高显示三维超声波图像的帧速率。

并且，说明了实施方式4的方式能够适用于实施方式1，但也能够同样适用于实施方式2及3。

附图标记说明

1、1A、1B、1C-超声波诊断装置，2、2A、2B-超声波探头，3、3C-装置主体，11-二维振子阵列，11A-振子，12-振子块分割电路，13-探头波束成型器，14-收发切换电路，15-发送电路，16-接收电路，17-图像生成部，18-显示控制部，19-监视器，20-扫描控制部，21、21C-主体控制部，22-输入装置，23、23C-处理器，24-存储器，25-主体波束成型器，31-发送信号产生电路、32-延迟信号产生电路，33-放大电路，34-AD转换电路，35-整相相加电路，36-信号处理部，37-DSC，38-图像处理部，41-扫描电路，51-观察对象选择部，52-观察对象检测部，G1、G2、G3-组，P1、P2-振子块，Q-开口，S1-二维扫描，S2-三维扫描，SL-扫描线，T1、T2、T3、T4-区间。

Claims (22)

1.一种超声波诊断装置，其进行二维扫描及三维扫描这两种扫描，所述超声波诊断装置具备：

超声波探头；及

装置主体，其与所述超声波探头连接，

所述超声波探头包括：

二维振子阵列，在该二维振子阵列中，沿高程方向及方位方向分别排列有多个振子；

振子块分割电路，在进行所述二维扫描时，该振子块分割电路将所述二维振子阵列中的至少一部分的多个振子分割为在所述高程方向上分别排列有2个以上的所述振子的多个振子块，在进行所述三维扫描时，该振子块分割电路将所述二维振子阵列中的至少一部分的多个振子分割为在所述方位方向上分别排列有2个以上的所述振子的多个振子块；及

多个探头波束成型器，其与由所述振子块分割电路分割出的所述多个振子块对应，

所述装置主体包括与所述超声波探头的所述多个探头波束成型器连接的主体波束成型器，

所述多个探头波束成型器对所述多个振子块内的所述2个以上的所述振子进行发送信号及接收信号的波束成型，

所述主体波束成型器对所述多个振子块进行所述发送信号及所述接收信号的波束成型。

2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，

所述主体波束成型器包括分别与所述多个探头波束成型器连接的发送电路及接收电路，

所述装置主体包括与所述接收电路连接的图像生成部，

从所述至少一部分的多个振子发送超声波束时，从所述发送电路经由所述多个探头波束成型器向所述多个振子块中的所述2个以上的所述振子供给所述发送信号，

通过所述至少一部分的多个振子接收超声回波时，从所述多个振子块中的所述2个以上的所述振子经由所述多个探头波束成型器及所述接收电路向所述图像生成部供给所述接收信号。

3.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其中，

所述图像生成部根据通过进行所述二维扫描并经由所述主体波束成型器的所述接收电路而供给的所述接收信号生成二维超声波图像，根据通过进行所述三维扫描并经由所述主体波束成型器的所述接收电路而供给的所述接收信号生成三维超声波图像。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

该超声波诊断装置具有扫描电路，该扫描电路将如下开口中所包含的多个振子选作所述至少一部分的多个振子，在所述开口中，沿所述高程方向排列有所述二维振子阵列的所述高程方向上的振子数以下的第1振子数的所述振子，并且，沿所述方位方向排列有少于所述二维振子阵列的所述方位方向上的振子数的第2振子数的所述振子，

所述振子块分割电路在所述开口中进行所述多个振子块的分割，

通过所述扫描电路沿所述方位方向扫描所述开口的同时，使用所述开口内的所述振子进行所述二维扫描及所述三维扫描。

5.根据权利要求4所述的超声波诊断装置，其中，

在将所述第1振子数设为M且将所述第2振子数设为N的情况下，在进行所述二维扫描时，所述振子块分割电路将所述开口中所包含的多个振子分割为分别在所述高程方向上排列有K个所述振子的多个所述振子块，K是M的约数，在进行所述三维扫描时，所述振子块分割电路将所述开口中所包含的多个振子分割为分别在所述方位方向上排列有L个所述振子的多个所述振子块，L是N的约数。

6.根据权利要求4或5所述的超声波诊断装置，其中，

所述多个探头波束成型器与所述振子块分割电路连接，

所述振子块分割电路与所述扫描电路连接，

所述扫描电路与所述二维振子阵列的所述多个振子连接，从所述多个振子直接选择所述开口中所包含的多个振子。

7.根据权利要求4或5所述的超声波诊断装置，其中，

所述扫描电路与所述多个探头波束成型器连接，

所述多个探头波束成型器与所述振子块分割电路连接，

所述振子块分割电路与所述二维振子阵列的所述多个振子连接，

所述扫描电路通过从所述多个探头波束成型器中选择一部分所述探头波束成型器，选择开口中所包含的多个振子。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述主体波束成型器在进行所述三维扫描时，对所述多个振子块进行使所述发送信号及所述接收信号延迟的波束成型，以使从所述二维振子阵列发送及接收的超声波在所述高程方向上转向。

9.根据权利要求8所述的超声波诊断装置，其中，

所述主体波束成型器在进行所述三维扫描时，对所述多个振子块进行所述发送信号及所述接收信号的波束成型，使得超声波的转向角度的范围在所述高程方向上成为非对称。

10.根据权利要求8或9所述的超声波诊断装置，其中，

所述主体波束成型器在进行所述三维扫描时，对所述多个振子块进行所述发送信号及所述接收信号的波束成型，使得根据转向角度的绝对值变更超声波的转向角度的间隔。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述装置主体包括扫描控制部，所述扫描控制部以交替进行所述二维扫描和所述三维扫描的方式控制扫描。

12.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其中，

所述扫描控制部在进行所述三维扫描时，将所述三维扫描中的多个扫描线分割为多个组，使得在所述三维扫描的所述方位方向上邻接的扫描线属于相互不同的组，且以按照被分割出的各个所述组扫描的方式控制所述多个探头波束成型器，并且每当被分割出的至少一个所述组的所述三维扫描结束时，将所述三维扫描切换为所述二维扫描。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述二维振子阵列在所述方位方向上具有所述高程方向上的宽度的2.5倍以上的宽度。

14.根据权利要求3所述的超声波诊断装置，其中，

所述装置主体包括：

输入装置，其供用户进行输入操作；

观察对象选择部，其根据经由所述输入装置的用户的输入操作来选择观察对象；及

观察对象检测部，其根据通过进行所述三维扫描并经由所述主体波束成型器而供给的所述接收信号，检测由所述观察对象选择部选择出的所述观察对象。

15.根据权利要求14所述的超声波诊断装置，其中，

所述图像生成部通过对由所述观察对象检测部检测出的所述观察对象进行体绘制，生成所述观察对象的所述三维超声波图像。

16.根据权利要求15所述的超声波诊断装置，其中，

所述装置主体包括显示由所述图像生成部生成的所述二维超声波图像及所述三维超声波图像的监视器，

在所述监视器中，在所述二维超声波图像上重叠显示所述三维超声波图像。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述图像生成部削减与由所述观察对象检测部检测出的所述观察对象对应的部分以外的部分的所述接收信号来生成所述三维图像。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述多个探头波束成型器针对所述多个振子块内的所述2个以上的所述振子，通过向所述发送信号赋予延迟进行所述发送信号的波束成型。

19.根据权利要求1至17中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述多个探头波束成型器通过对所述多个振子块内的所述2个以上的所述振子发送未赋予延迟的所述发送信号进行所述发送信号的波束成型。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述多个探头波束成型器针对所述多个振子块内的所述2个以上的所述振子，通过向所述接收信号赋予延迟进行所述接收信号的波束成型。

21.根据权利要求1至19中任一项所述的超声波诊断装置，其中，

所述多个探头波束成型器通过将从所述多个振子块内的所述2个以上的所述振子接收到的未赋予延迟的所述接收信号发送到所述主体波束成型器，进行所述接收信号的波束成型。

22.一种超声波诊断装置的控制方法，所述超声波诊断装置具备：超声波探头，其包括沿高程方向及方位方向分别排列有多个振子的二维振子阵列；及装置主体，其与所述超声波探头连接，并且所述超声波诊断装置进行二维扫描及三维扫描这两种扫描，在所述超声波诊断装置的控制方法中，

在进行所述二维扫描时，将所述多个振子分割为在所述高程方向上分别排列有2个以上的所述振子的多个振子块，

在进行所述三维扫描的情况下，将所述多个振子分割为在所述方位方向上分别排列有2个以上的所述振子的多个振子块，

在所述超声波探头中，对所述多个振子块内的所述2个以上的所述振子进行发送信号及接收信号的波束成型，

在所述装置主体中，对所述多个振子块进行发送信号及接收信号的波束成型。