DE112016001789T5

DE112016001789T5 - Ultraschallbildgebungsvorichtung und Verfahren zur Steuerung einer Ultraschallbildgebungsvorichtung

Info

Publication number: DE112016001789T5
Application number: DE112016001789.8T
Authority: DE
Inventors: Naoto Adachi
Original assignee: Socionext Inc
Current assignee: Socionext Inc
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-12-28
Also published as: JP6459743B2; JP2016202354A; US20180042574A1; WO2016167132A1; US10660606B2

Abstract

Eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung umfasst eine Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern, einen Auswahlschaltkreis, ausgebildet zum Veranlassen, dass aus der Vielzahl von Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und Empfangssignale empfangen, und einen digitalen Signalverarbeitungsschaltkreis, ausgebildet zum Ausführen einer ersten Operation zum Aufaddieren einer ungeraden Zahl der Empfangssignale, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher ein mittig positioniertes Signal ist, und zum Ausführen einer zweiten Operation zum Aufaddieren einer geraden Zahl der Empfangssignale, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welche zwischen zwei mittig positionierten Signalen angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Beschreibungen hierin betreffen eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung.
Stand der Technik
Eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung wie beispielsweise eine Ultraschallbildgebung-Diagnosevorrichtung weist einen Pulsschaltkreis zum Anlegen eines Pulsspannungssignals an einen Transducer auf. In Reaktion auf das Pulsspannungssignal überträgt der Transducer einen Ultraschallpuls in einen lebendigen Körper. Der Ultraschallpulses wird von dem Randbereich zwischen unterschiedlichem lebendigen Gewebe mit unterschiedlichen akustischen Impedanzen wie beispielsweise einem Randbereich zwischen Muskulatur und Fett reflektiert. Das Echo wird dann durch den Transducer empfangen. Ein durch eine einzelne Ultraschallpulsübertragung erhaltenes Empfangssignal weist eine Amplitude auf, welche sich mit der Zeit ändert. Eine zeitliche Position in dem Empfangssignal gehört zu einem Abstand von dem Transducer zu dem Reflektionspunkt in dem lebendigen Körper. Die Amplitude des Empfangssignals gehört zu der Größe einer Reflexion bei dem Reflektionspunkt in dem lebendigen Körper. Das Empfangssignal mit der Amplitude, welche sich mit der Zeit ändert, welches durch eine einzelne Ultraschallpultübertragung erhalten ist, wird auf einem Bildschirm als eine helle Linie mit räumlichen Helligkeitsschwankungen angezeigt, welche zu einer einzelnen Scanlinie gehört. Eine Vielzahl von Empfangssignalen, welche durch sukzessives Verschieben der Position einer Ultraschallimpulsübertragung in einer horizontalen Richtung erhalten sind, werden mit jeweiligen positionsbezogenen Verschiebungen auf dem Bildschirm als eine Vielzahl von hellen Linien angezeigt, welche zu einer Vielzahl von Scanlinien gehören, wodurch ein Ultraschall-B-Modus-Bild gebildet wird.
Eine Transduceranordnung mit einer großen Anzahl von Transducerelementen (das heißt piezoelektrischen Elementen), welche beispielsweise in einer Richtung angeordnet sein können, wird zum Scannen von Ultraschallpulsen verwendet. Eine Übertragung eines einzelnen Ultraschallpulses wird durch gleichzeitiges Betreiben von m Transducerelementen aus n (m<n) Transducerelementen, welche in einer Linie angeordnet sind, ausgeführt. Dadurch können Pulsspannungssignale mit geringfügigen Zeitpunktsverschiebungen relativ zueinander an den m Transducerelementen angelegt werden, um zu veranlassen, dass die m Transducerelemente Ultraschallpulse bei geringfügig unterschiedlichen Zeitpunkten übertragen. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Übertragungsapertur mit einer zu dem m Transducerelementen gehörigen Spanne einen Ultraschallstrahl bildet, welcher eine sich auf einen Fokuspunkt konvergierenden Wellenfront aufweist. Die Position der aus den n Transducerelementen betriebenen m Transducerelementen wird sukzessive entlang der eindimensionalen Anordnung verschoben, wodurch der Ultraschallstrahl in der lateralen Richtung gescannt wird (das heißt in der Richtung, in welcher die Transducerelemente angeordnet sind).
Um Echos zu empfangen, können dieselben m Transducerelemente, welche für eine Ultraschallübertragung verwendet wurden, zum Empfangen der Echos verwendet werden. Die m Transducerelemente geben jeweils m analoge Empfangssignale aus, welche dann in digitale Empfangssignale durch m ADCs, auf das heißt analog-zu-digital Konverter) umgewandelt werden. Die m digitalen Empfangssignale werden einer Verzögerungseinstellung derart unterzogen, sodass Zeitunterschiede zwischen diesen Signalen aufgehoben werden, welche zu Unterschieden in dem Abstand zwischen dem Fokuspunkt und den m Transducerelementen zuordenbar sind. Eine Zeitpunkteinstellung wird somit ermöglicht, sodass alle Empfangssignale das Signal des Echos von dem Fokuspunkt aufweisen, welcher an derselben zeitlichen Position positioniert ist. Alle m digitalen Empfangssignale werden nach der Verzögerungseinstellung aufaddiert, um ein einziges digitales Empfangssignal als das Summationsergebnis zu erzeugen. Dieses einzelne digitale Empfangssignal wird weiter einer Rauschreduktion, einer Verstärkungskorrektur, einer einhüllen N-Detektion und etwas Ähnlichem unterzogen. Das resultierende durch diese Prozesse erhaltene digitale Signal wird dann auf dem Bildschirm als eine einzelne helle Linie angezeigt, welche ein Ultraschall-B-Modus-Bild bildet.
Seit kurzem wird eine mobile Version einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung erwartet, was zu Anstrengungen geführt hat, die Größe und einen Energieverbrauch der Vorrichtung zu reduzieren. Der Zweck eines Reduzierens der Größe und eines Energieverbrauchs der Vorrichtung kann durch Reduzieren der Anzahl von ADCs oder durch Verringern der Betriebsspannung der Transducer erhalten werden. In einer typischen teuren Ultraschallbildgebung-Diagnosevorrichtung zur medizinischen Anwendung kann die Anzahl von ADC Kanälen, das heißt die Anzahl von gleichzeitig für eine Übertragung und einen Empfang betriebenen Transducerelementen, beispielsweise gleich 32 oder 64 sein, was einen Ultraschallstrahl mit einer hohen Fokussierbarkeit bereitstellt, welcher ein Hochqualitätsbild bereitstellt. Ein Reduzieren der Anzahl von ADC Kanälen, das heißt der Anzahl von gleichzeitig betriebenen Transducerelementen, zum Zweck einer Größenreduktion und eines niedrigeren Energieverbrauchs kann eine Bildqualität verschlechtern, da eine kombinierte Intensität der Ultraschallpulse und der Empfangssignale abgeschwächt wird. Weiter verursacht ein Reduzieren der Betriebsspannung der Transducer zum Zweck eines niedrigeren Energieverbrauchs, dass die Größe von übertragenen Ultraschallpulsen und Empfangssignalen eines jeden Transducerelements geschwächt wird, was zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt. Insbesondere führt ein Reduzieren der Anzahl von ADC Kanälen, das heißt der Anzahl von gleichzeitig betriebenen Transducerelementen, zu Problemen einer geringeren Fokussierbarkeit und einer verschlechterten Auflösung.
Stand der Technikdokumente
Patentdokumente

Patentdokument 1 japanische Patentveröffentlichungsschrift mit der Nummer 2009-142680

Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabenstellung der Erfindung
Entsprechend kann es wünschenswert sein eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung bereitzustellen, wobei eine Auflösung zum Verbessern einer Bildqualität erhöht ist.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung umfasst eine Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern, einen Auswahlschaltkreis, ausgebildet zum Veranlassen, dass aus der Vielzahl von Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und Empfangssignale empfangen, und einen digitalen Signalverarbeitungsschaltkreis, ausgebildet zum Ausführen einer ersten Operation zum Aufaddieren einer ungeraden Zahl von Empfangssignalen, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher ein mittig positioniertes Signal ist, und zum Ausführen einer zweiten Operation zum Aufaddieren einer geradzahligen Anzahl der Empfangssignale, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher zwischen zwei mittig positionierten Signalen angeordnet ist.
Eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung führen wechselweise eine erste Operation und eine zweite Operation aus, wobei die erste Operation Empfangssignale kohärent addiert, welche durch Veranlassen erhalten sind, dass eine ungerade Zahl von Transducern aus einer Vielzahl von in einer Linie ausgerichteten Transducern Ultraschallwellen überträgt und empfängt, und wobei die zweite Operation Empfangssignale kohärent addiert, welche durch Veranlassen erhalten sind, dass eine gerade Zahl von Transducern aus der Vielzahl von Transducern Ultraschallwellen überträgt und empfängt.
Ein Verfahren zum Steuern einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung umfasst Ausführen der Schritte zum Veranlassen, dass aus einer Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und erste Empfangssignale empfangen, Aufaddieren einer ungeraden Zahl der erste Empfangssignale, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt symmetrisch sind, welcher ein mittig positioniertes Signal ist, Veranlassen, dass aus der Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und zweite Empfangssignale empfangen, und Aufaddieren einer geraden Zahl der zweite Empfangssignale, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt symmetrisch sind, welcher zwischen zwei mittig positionierten Signalen angeordnet ist.
Vorteil der Erfindung
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine Auflösung erhöht zum Verbessern eine Bildqualität für eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung darstellt.
2 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Übertragungsoperation darstellt, wobei 8 Transducerelemente selektiv betrieben werden.
3 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Empfangsoperation darstellt, wobei 8 Transducerelemente selektiv betrieben werden.
4 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Übertragungsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden.
5 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Empfangsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden.
6 ist eine Figur, welche ein anderes Beispiel einer Übertragungsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden.
7 ist eine Figur, welche ein anderes Beispiel einer Empfangsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden.
8 ist ein Flussdiagramm, welches die Operation zum Scannen eines Ultraschallstrahls in den 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung darstellt.
9 ist eine Figur, welche ein Beispiel von Verzögerungszeiten der 8 Kanäle für unterschiedliche Fokuspunkte darstellt.
10 ist eine Figur, welche ein Beispiel von Verzögerungszeiten von 7 Kanälen für unter Focus Punkte darstellt.
11 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration eines Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreises darstellt.
12 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration eines Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreises darstellt.
13 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration eines Verzögerungseinstellschaltkreis ist darstellt.
14 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration eines Kohärent-Additionsschaltkreises darstellt.
Modus zum Ausführen der Erfindung
In dem Nachstehenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug zu den beiliegenden Figuren beschrieben. In diesen Figuren werden dieselben oder zugehörige Elemente mit denselben oder zugehörigen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung davon wird angemessen ausgelassen.
1 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung darstellt. Die in 1 dargestellte Ultraschallbildgebungsvorrichtung umfasst einen Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10, eine Transduceranordnung 11, einen Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis (AMP&ADC) 12 und einen digitalen Signalverarbeitungsschaltkreis 13. Der Digitalsignalverarbeitungsschaltkreise 13 umfasst einen Zeitpunktsteuerschaltkreis 21, einen Verzögerungseinstellschaltkreis 22, einen Kohärent-Additionsschaltkreises 23, ein digitales Filter 24, einen Verstärkungskorrekturschaltkreis 25, einen Einhüllenden-Detektionsschaltkreis 26, einen Verringerungsschaltkreis 27 und einen Verstärkungssteuerschaltkreis 28. Durch die Ultraschallbildgebungsvorrichtung erzeugte Daten eines Ultraschall-B-Modus-Bilds eines lebendigen Körpers 100 können an eine Informationsverarbeitung und Anzeigevorrichtung wie beispielsweise einen Computer (PC) 14 oder ein Tablet über eine Schnittstelle 200 wie beispielsweise Bluetooth übertragen werden.
In 1 und den nachfolgenden ähnlichen Figuren geben Randbereiche zwischen funktionalen oder Schaltkreisblöcken, welche als Vierecke dargestellt sind, im Wesentlichen funktionale Randbereiche an und müssen nicht zu einer Trennung in Bezug auf physische Positionen, eine Trennung in Bezug auf elektrische Signale, eine Trennung in Bezug auf eine Steuerlogik und so weiter gehören. Jeder funktionale oder Schaltkreisblock kann ein Hardware-Modul sein, welches von anderen Blöcken zu einem gewissen Maße physisch getrennt ist, oder kann eine Funktion in einem Hardware-Modul angeben, in welchem dieses und andere Blöcke physisch miteinander kombiniert sind.
Die Transduceranordnung 11 weist eine Vielzahl (in dem in 1 dargestellten Beispiel 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen auf. Der Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 veranlasst, dass eine Vielzahl (beispielsweise 7 oder 8) der aus der Vielzahl von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11 ausgewählte Transducerelemente einen Ultraschallpuls übertragen und ein Echosignal empfangen. Insbesondere legt unter der Steuerung des Zeitpunktsteuerschaltkreises 21 des Digitalsignalverarbeitungsschaltkreise 13 der Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 Pulsspannungssignale an die Vielzahl von ausgewählten Transducerelementen an, welche in der Ausrichtung Richtung der Transduceranordnung 11 aufeinanderfolgend angeordnet sind. In Reaktion auf die Pulsspannungssignale überträgt die Vielzahl von Transducerelementen einen Ultraschallpulses in den lebendigen Körper 100. Der Ultraschallpuls wird von dem Randbereich zwischen unterschiedlichem lebendigen Gewebe mit unterschiedlichen akustischen Impedanzen wie beispielsweise einem Randbereich zwischen Muskulatur und Fett reflektiert. Das Echo wird dann durch die oben genannten ausgewählten Transducerelemente empfangen.
Eine Übertragung eines einzelnen Ultraschallpulses wird durch ein gleichzeitiges Betreiben von, aus n (beispielsweise 64) in einer Linie angeordneten Transducerelementen, m (m < n) Transducerelementen ausgeführt. Diese Anzahl m kann gleich 8 oder 7 beispielsweise sein. Die Operation zum selektiven Betreiben von beispielsweise 8 Transducerelementen und die Operation zum selektiven Betreiben von beispielsweise 7 Transducerelementen wird später genau beschrieben. Wenn die Operation zum selektiven Betreiben von beispielsweise 8 Transducerelementen und die Operation zum selektiven Betreiben von beispielsweise 7 Transducerelementen ausgeführt wird, ermöglicht die Operation zum selektiven Betreiben von 7 Transducerelementen, dass ein Energieverbrauch verringert wird, im Vergleich zu der Operation zum selektiven Betreiben von 8 Transducerelementen.
Falls m Transducerelemente zusammen betrieben werden, werden Pulsspannungssignale mit geringfügigen Zeitpunktsverschiebungen relativ zueinander an diese m Transducerelemente angelegt, wodurch veranlasst wird, dass die klein am Transducerelemente Ultraschallpulse bei jeweiligen geringfügig unterschiedlichen Zeitpunkten übertragen. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Übertragungsapertur mit einer zu den m Transducerelementen gehörigen Spanne einen Ultraschallstrahl mit einer auf einen Fokuspunkt konvergierenden Wellenfront bildet. Die Position der aus den n Transducerelementen der Transduceranordnung 11 betriebenen m Transducerelementen wird sukzessive entlang der eindimensionalen Anordnung verschoben, wodurch der Ultraschallstrahl in der lateralen Richtung gescannt wird (das heißt in der Richtung, in welcher die Transducerelemente angeordnet sind). Der Zeitpunkt, bei welchem die Pulsspannungssignale an die m Transducerelemente angelegt werden, kann durch den Zeitpunktsteuerschaltkreis 21 des Digitalsignalverarbeitungsschaltkreises 13 gesteuert werden.
Um Echos zu empfangen, können dieselben m Transducerelemente, welche für die Ultraschallübertragung verwendet wurden, zum Empfangen der Echos verwendet werden. Die von den m Transducerelementen ausgegebenen m analogen Empfangssignal werden dem Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 zugeführt und durch diesen verstärkt, nachfolgend werden diese in digitale Empfangssignale durch die m ADCs (das heißt analog-zu-digital Konverter) des Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreises 12 umgewandelt. Der Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 führt dann die umgewandelten digitalen Empfangssignale dem Verzögerungseinstellschaltkreis 22 des Digitalsignalverarbeitungsschaltkreises 13 zu.
Die m digitalen Empfangssignale werden einer Verzögerungseinstellung durch den Verzögerungseinstellschaltkreis 22 derart unterzogen, dass Zeitunterschiede zwischen diesen Signalen aufgehoben werden, welche zu Unterschieden in dem Abstand zwischen dem Fokuspunkt und den m Transducerelementen zuordenbar sind. Eine Zeitpunktseinstellung wird somit ermöglicht, dass alle Empfangssignale das Signal des Echos von dem Fokuspunkt aufweisen, welcher bei derselben zeitlichen Position positioniert ist. Alle m digitalen Empfangssignale werden nach der Verzögerungseinstellung durch den Kohärent-Additionsschaltkreises 23 aufaddiert, um ein digitales Empfangssignal als das Summationsergebnis zu erzeugen. Dieses eine digitale Empfangssignal wird dann einer Rauschentfernung durch das Digitalfilter 24, einer Verstärkungskorrektur durch den Verstärkungskorrekturschaltkreis 25, einer Einhüllenden-Detektion-Detektion durch den Einhüllenden-Detektionsschaltkreis 26 und etwas Ähnlichem unterzogen. Der Verminderungsschaltkreis 27 wählt sub-Abtast-Scanlinien oder sub-Abtast-Pixel nach Notwendigkeit aus, wodurch Bilddaten erzeugt werden, welche für das Format einer Bildanzeige geeignet sind.
Der Verstärkungskorrekturschaltkreis 25 wird unter der Steuerung des Verstärkungssteuerschaltkreises 28 derart betrieben, dass die Amplitude eines digitalen Empfangssignals so verstärkt wird, dass je später die Position eines fraglichen Punktes in dem Empfangssignal ist, desto größer der zugehörige Verstärkungsfaktor ist. Und zwar, wenn der Abstand von der Transduceranordnung 11 zu einem Reflektionspunkt in dem lebendigen Körper 100 zunimmt, nimmt der Verstärkungsfaktor zum Verstärken der Amplitude eines von diesem Punkt empfangenen Signals zu.
Bei der in 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung können eine erste Operation zum selektiven Betreiben von beispielsweise 7 Transducerelementen und eine zweite Operation zum selektiven Betreiben von beispielsweise 8 Transducerelementen unter der Steuerung des Digitalsignalverarbeitungsschaltkreises 13 wechselweise ausgeführt werden. Bei der ersten Operation werden eine ungerade Zahl von Empfangssignalen, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung der Transducerelemente der Transduceranordnung 11 gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, aufaddiert, nachdem diesen eine jeweilige Verzögerung hinzugefügt wurde, welche symmetrisch zwischen den zwei Seiten über das mittig angeordnete Signal sind. Bei der zweiten Operation werden eine ungerade Zahl von Empfangssignalen, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung der Transducerelemente der Transduceranordnung 11 gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, aufaddiert, nachdem diese mit jeweiligen Verzögerungen versehen sind, welche symmetrisch zwischen den zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher zwischen den zwei mittig angeordneten Signalen angeordnet ist.
2 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Übertragungsoperation darstellt, wobei 8 Transducerelemente selektiv betrieben werden. In 2 sind Transducerelemente 11-1 bis 11-88 aufeinanderfolgende Transducerelemente aus einer Vielzahl (beispielsweise 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11. Wenn Pulsspannungssignale S1 bis S8 jeweils an die 8 Transducerelemente 11-1 bis 11-8 angelegt werden, übertragen die Transducerelemente 11-1 bis 11-8 einen Ultraschallpulses in Richtung eines Fokuspunkts FP1. Dadurch werden die Pulsspannungssignale S1 und S8 zuerst an die Transducerelemente 11-1 und 11-8 jeweils angelegt, welche an entgegengesetzten Enden angeordnet sind. Auf den Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit danach, werden die Pullspannungssignale S2 und S7 jeweils an die Transducerelemente 11-2 und 11-7 angelegt, welches die zweiten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Auf den Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit danach werden die Pullspannungssignale S3 und S6 jeweils an die Transducerelemente 11-3 und 11-6 angelegt, welches die dritten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Auf den Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit danach werden die Pullspannungssignale S4 und S5 jeweils an die Transducerelemente 11-4 und 11-5 angelegt, welches die vierten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Und zwar übertragen die Transducerelemente 11-1 bis 11-8 der Transduceranordnung 11 einen Ultraschallpulses mit jeweiligen Verzögerungen, welche zwischen den zwei Seiten über den Mittelpunkt symmetrisch sind, welcher zwischen den zwei mittig angeordneten Elementen angeordnet ist, sodass, je näher der Mittelpunkt dem Transducerelement ist, desto größer die Verzögerung ist. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Transducerelemente 11-1 bis 11-8 einen Ultraschallpulses mit einer auf den Fokuspunkt FS1 konvergierenden Wellenfront übertragen.
3 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Empfangsoperation darstellt, wobei 8 Transducerelemente selektiv betrieben werden. In 3 empfangen die Transducerelemente 11-1 bis 11-8, welches 8 aufeinanderfolgende Transducerelemente aus einer Vielzahl (beispielsweise 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11 sind, Echos von dem Fokuspunkt FP1. Empfangssignale R1 bis R8, welche durch die Transducerelemente 11-1 bis 11-8 detektiert sind, werden an den Verzögerungseinstellschaltkreis 22 über den Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 und den Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 zugeführt und werden dann jeweils mit jeweiligen Verzögerungen durch den Verzögerungseinstellschaltkreis 22 versehen. Dadurch kann beispielsweise keine Verzögerung zu den Empfangssignalen R1 und R8 zugewiesen werden, welche zu den an den gegenüberliegenden Enden angeordneten Transducerelementen 11-1 und 11-8 gehören. Eine vorbestimmte erste Verzögerung wird zu den Empfangssignalen R2 und R7 hinzugefügt, welche zu den 2 Transducerelementen 11-2 und 11-7 gehören, welches die zweiten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Weiter wird eine zweite Verzögerung, welche länger als die erste Verzögerung ist, zu den Empfangssignalen R3 und R6 hinzugefügt, welche zu den 2 Transducerelementen 11-3 und 11-6 gehören, welches die dritten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Eine dritte Verzögerung, welche länger als die zweite Verzögerung ist, wird zu den Empfangssignalen R4 und R5 hinzugefügt, welche zu den 2 Transducerelementen 11-4 und 11-5 gehören, welches die vierte von den entgegengesetzten Enden aus sind. Und zwar werden den 8 Empfangssignalen, welche zu den Transducerelementen 11-1 bis 11-8 der Transduceranordnung 11 gehören, jeweilige Verzögerungen hinzugefügt, welche symmetrisch zwischen den zwei Seiten über den Mittelpunkt sind, welcher zwischen den zwei mittig positionierten Elementen angeordnet ist, sodass, je näher zu dem Mittelpunkt das Transducerelement ist, desto größer die Verzögerung ist. Mit dieser Anordnung werden die Empfangssignale, welche zu dem Ultraschallpulses von dem Fokuspunkt FS1 gehören, welcher durch die Transducerelemente 11-1 bis 11-8 empfangen ist, bei derselben Position auf der Zeitachse zum Bereitstellen für den kohärenten Additionsprozess ausgerichtet.
Falls 8 Transducerelemente zur Übertragung und zum Empfangen von Ultraschallwellen verwendet werden, wie in 2 und 3 dargestellt, stimmen die Position des Fokuspunkts in der horizontalen Richtung (das heißt die Position in der Richtung, in welcher die Transducerelemente ausgerichtet sind) mit dem Mittelpunkt zwischen den zwei mittig angeordneten Transducerelementen über ein. Wenn der Scanstrahl durch sukzessives Verschieben von 8 betriebenen Transducerelementen verschoben wird, bewegt sich der Fokuspunkt Dieser 8 Transducerelemente um den mit der Größe eines Transducerelements (oder dem Abstand bei der Transducerelementanordnung) übereinstimmenden Distanz. Und zwar ist die Distanz zwischen 2 benachbarten Ultraschallstrahl aus der Vielzahl von Ultraschallstrahlen, welche einer nach dem anderen betrieben werden, gleich dem Abstand in der Transducerelementanordnung. Die in 1 dargestellte Ultraschallbildgebungsvorrichtung ist ausgebildet zum Ausführen der Operation eines selektiven Betreibens einer ungeraden Zahl von Transducerelementen, sodass die Distanz zwischen 2 benachbarten Ultraschallstrahlen (das heißt die Distanz zwischen dem Fokuspunkt von 2 benachbarten Scanlinien) kürzer als der Abstand (Pitch) in der Transducerelementanordnung ausgebildet wird.
4 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Übertragungsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden. In 4 sind Transducerelemente 11-1 bis 11-77 aufeinanderfolgende Transducerelemente aus einer Vielzahl (beispielsweise 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11. Wenn Pulsspannungssignale S1 bis es 7 an den 7 Transducerelementen 11-1 bis 11-7 jeweils angelegt sind, übertragen die Transducerelemente 11-1 bis 11-7 einen Ultraschallpulses in Richtung eines Fokuspunkts FP2. Dadurch werden die Pulsspannungssignale S1 und S7 zuerst an den Transducerelementen 11-1 und 11-7 jeweils angelegt, welche an den entgegengesetzten Enden angeordnet sind. Auf den Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit danach werden die Pullspannungssignale S2 und S6 jeweils an die Transducerelemente 11-2 und 11-6 angelegt, welches die zweiten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Auf den Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit danach werden die Pullspannungssignale S3 und S5 jeweils an die Transducerelemente 11-3 und 11-5 angelegt, welches die dritten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Auf den Ablauf einer vorbestimmten Verzögerungszeit danach wird das Pullspannungssignale S4 an das mittig angeordnete Transducerelement 11-4 angelegt. Und zwar übertragen die Transducerelemente 11-1 bis 11-7 der Transduceranordnung 11 einen Ultraschallpulses mit jeweiligen Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen den zwei Seiten über das mittig angeordnete Element sind, sodass, je näher an dem Mittelpunkt das Transducerelement ist, desto größer die Verzögerung ist.
Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Transducerelemente 11-1 bis 11-7 einen Ultraschallpulses mit einer auf den Fokuspunkt F S2 konvergierenden Wellenfront übertragen.
5 ist eine Figur, welche ein Beispiel einer Empfangsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden. In 5 empfangen die Transducerelemente 11-1 bis 11-7, welches 7 aufeinanderfolgende Transducerelemente aus einer Vielzahl (beispielsweise 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11 sind, Echos von dem Fokuspunkt FP2. Empfangssignale R1 bis R7, welche von den Transducerelementen 11-1 bis 11-7 detektiert sind, werden dem Verzögerungseinstellschaltkreis 22 über den Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 und den Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 zugeführt und werden dann jeweils mit Verzögerungen durch den Verzögerungseinstellschaltkreis 22 versehen. Dadurch kann beispielsweise keine Verzögerung zu den Empfangssignalen R1 und R7 hinzugefügt werden, welche zu den Transducerelementen 11-1 und 11-7 gehören, welche an den entgegengesetzten Enden angeordnet sind. Eine vorbestimmte erste Verzögerung wird zu den Empfangssignalen R2 und R6 hinzugefügt, welche zu den 2 Transducerelementen 11-2 und 11-6 gehören, welches die zweiten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Weiter wird eine zweite Verzögerung, welche länger als die 1. Verzögerung ist, zu den Empfangssignalen R3 und R5 hinzugefügt, welche zu den 2 Transducerelementen 11-3 und 11-5 gehören, welches die dritten von den entgegengesetzten Enden aus sind. Darüber hinaus wird eine dritte Verzögerung, welche länger als die zweite Verzögerung ist, zu dem Empfangssignal R4 hinzugefügt, welches zu dem mittig positionierten Transducerelement 11-4 gehört. Und zwar werden zu den 7 Empfangssignalen, welche zu den Transducerelementen 11-1 bis 11-7 der Transduceranordnung 11 gehören, jeweilige Verzögerungen hinzugefügt, welche zwischen den zwei Seiten über das mittig angeordnete Element symmetrisch sind, sodass, je näher an dem Mittelpunkt das Transducerelement ist, desto größer die Verzögerung ist. Mit dieser Anordnung werden die Empfangssignale, welche zu dem durch die Transducerelemente 11-1 bis 11-7 empfangenen Ultraschallpulses von dem Fokuspunkt FS2 gehören, bei derselben Position auf der Zeitachse zum Bereitstellen für den kohärenten Additionsprozess ausgerichtet.
Falls die 7 Transducerelemente 11-1 bis 11-7 für eine Übertragung und einen Empfang von Ultraschallwellen verwendet werden, wie in der 4 und der 5 dargestellt, stimmt die Position des Fokuspunkts in der horizontalen Richtung (das heißt die Positionen der Richtung, in welcher die Transducerelemente ausgerichtet sind) mit dem Mittelpunkt des mittig angeordneten Transducerelements 11-4 über ein. Und zwar bewegt sich der Fokuspunkt um die Distanz, welche mit der halben Größe eines Transducerelements (oder des Abstands der Anordnungselemente) übereinstimmt, relativ zu der Position des Fokuspunkts, welcher gesehen wird, wenn die 8 Transducerelemente 11-1 bis 11-8 für eine Übertragung und einen Empfang von Ultraschallwellen verwendet werden, wie in der 2 und der 3 dargestellt. Und zwar wird die Distanz zwischen 2 benachbarten Ultraschallstrahl in aus der Vielzahl von Ultraschallstrahlen, welche einer nach dem anderen betrieben werden, gleich der Hälfte des Abstands der Transducerelementanordnung eingestellt.
6 ist eine Figur, welches ein anderes Beispiel einer Übertragungsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden. In 6 sind die Transducerelemente 11-2 bis 11-87 aufeinanderfolgende Transducerelemente aus einer Vielzahl (beispielsweise 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11. Die Unterschiede zwischen Ultraschallpulsübertragung Zeitpunkten zwischen den 7 Transducerelementen sind identisch zu denen des in 4 dargestellten Beispiels. Die Verwendung der 7 Transducerelemente 11-2 bis 11-8 dient zum Bilden eines Fokuspunkts FC3 an der Position des mittig angeordneten Transducerelements 11-5.
7 ist eine Figur, welches ein anderes Beispiel einer Empfangsoperation darstellt, wobei 7 Transducerelemente selektiv betrieben werden. In 7 empfangen die Transducerelemente 11-2 bis 11-8, welches 7 aufeinanderfolgende Transducerelemente aus einer Vielzahl (beispielsweise 64) von in einer Linie angeordneten Transducerelementen der Transduceranordnung 11 sind, Echos von dem Fokuspunkt FP3. Die Unterschiede zwischen Verzögerungszeiten zwischen den 7 empfangenen Signalen von den 7 Transducerelementen sind identisch zu denen des in 5 dargestellten Beispiels.
Die 7 Transducerelemente 11-1 bis 11-7 können für den ersten. Scan verwendet werden, wie in der 4 und der 5 dargestellt, und dann können die 8 Transducerelemente 11-1 bis 11-8 für den zweiten Scan verwendet werden, wie in der 2 und der 3 dargestellt, was dazu dient, dass die Distanz zwischen Scanlinien gleich der Hälfte des Abstands der Elemente wird. Weiter können die 8 Transducerelemente 11-1 bis 11-8 für den zweiten Scan gewendet werden, wie in der 2 und der 3 dargestellt, und dann können die 7 Transducerelemente 11-2 bis 11-8 für den dritten Scan verwendet werden, wie in der 6 und der 7 dargestellt, was dazu dient, die Distanz zwischen Scanlinien gleich der Hälfte des Abstands der Elemente auszubilden. Auf diese Weise werden die erste Operation zum selektiven Betreiben einer ungeraden Zahl von Transducerelementen und die zweite Operation zum selektiven Betreiben einer geraden Zahl von Transducerelementen wechselweise ausgeführt, um zu ermöglichen, dass eine Auflösung bereitgestellt wird, welche der Hälfte der Größe eines Transducerelements oder des Abstands der Anordnung) entspricht.
8 ist ein Flussdiagramm, welches die Operation zum Scannen eines Ultraschallstrahls in der in 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung darstellt. In diesem Flussdiagramm sind die Anzahl von selektiv betriebenen Transducerelementen 7 und 8. In dem in diesem Flussdiagramm dargestellten Prozess werden eine Verzögerungstabelle für 7 Kanäle und eine Verzögerungstabelle für 8 Kanäle verwendet. 9 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Verzögerungstabelle für 8 Kanäle darstellt. 10 ist eine Figur, welches ein Beispiel der Verzögerungstabelle für 7 Kanäle darstellt. Diese Verzögerung Tabellen werden später genau beschrieben.
Zurück zu 8, wird eine Variable i als einen Anfangswert „1“ bei dem Anfang der Operationen dieses Flussdiagramms eingestellt. Bei dem Schritt S1 der in 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung werden i-te bis i + 6-te Transducerelemente der Transduceranordnung 11 selektiv betriebben, wodurch veranlasst wird, dass Ultraschallpulse übertragen und empfangen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verzögerungstabelle für 7 Kanäle verwendet, um die Verzögerungszeiten für eine Übertragung von 7 Transducerelementen einzustellen (das heißt die Einstellung von Verzögerungszeiten von Pulsspannungssignal mit Bezug zu den jeweiligen Kanälen) und zum Einstellen der Verzögerungszeiten für die jeweiligen Kanäle von durch die 7 Transducerelemente empfangenen Empfangssignalen.
10 stellt ein Beispiel der Verzögerungszeiten von 7 Kanälen für unterschiedliche Fokuspunkt Positionen (Tiefen) dar. Um einen Ultraschallpuls derart zu übertragen und zu empfangen, dass dieser einen Fokus bei einer gewünschten Tiefe aufweist, werden die Verzögerungszeiten für diese Tiefe, wie in der in 10 dargestellten Verzögerungstabelle gegeben, sowohl für die Zeitpunktsteuerung von Pulsspannungssignalen für eine Übertragung eines Ultraschallpulses als auch der Verzögerungssteuerung der Empfangssignale verwendet. Und zwar für den Fall einer Übertragung mit einem Fokuspunkt Beispielsweise bei einer Tiefe von 40 mm werden den Pulsspannungssignalen, welche an dem e-ten bis i + 6-ten Transducerelementen angelegt sind, mit Verzögerungen versehen, welche gleich 0, 17,78, 28,45, 32,01, 28,45, 17,78 und 0 jeweils sind. Weiter für den Fall eines Empfangs mit einem Fokuspunkt Bei einer Tiefe von beispielsweise 40 mm werden den Empfangssignalen von den i-ten bis i + 6-ten Transducerelementen Verzögerungen hinzugefügt, welche jeweils gleich 0, 17,78, 28,45, 32,01, 28,45, 17,78 und 0 sind.
Je tiefer die Position des fraglichen Fokuspunkts ist, desto kleiner sind die Unterschiede in der Distanz von den 7 Transducerelementen zu dem Fokuspunkt zwischen den Kanälen, und somit sind die Differenzen zwischen den in der Verzögerungstabelle angegebenen Verzögerungen der 7 Kanäle kleiner. Im Gegensatz dazu, je niedriger die Position des fraglichen Fokuspunkts ist, desto größer sind die Differenzen in der Distanz von den 7 Transducerelementen zu dem Fokuspunkt zwischen den Kanälen, und somit sind ebenso die Differenzen zwischen den in der Verzögerungstabelle angegebenen Verzögerungen der 7 Kanäle größer.
Mit Bezug zur Einstellung einer Tiefe in der in 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung kann ein Bild mit einem Fokus in einer vorab eingestellten Tiefe aufgenommen und angezeigt werden, um beispielsweise ein Ultraschall-B-Modus-Bild-Bild zu erhalten. Alternativ, um ein Ultraschall-B-Modus-Bild-Bild zu erhalten, können Bilder mit Fokus bei unterschiedlichen Tiefen aufgenommen werden und Abschnitte mit einer hohen Bildqualität um die Fokuspunkte können aus den jeweiligen Bildern entnommen werden, nachfolgend werden die hohen Bildqualitätsabschnitte der jeweiligen Bilder für eine Bildsynthese kombiniert, wodurch ein Gesamtbild erzeugt wird, welches eine hohe Bildqualität aufweist.
Zurück zu 8, bei Schritt S102 führen 8 Kanäle i bis i + 7 eine Übertragung und einen Empfang aus. Und zwar betreibt unter der Steuerung des Zeitpunktsteuerschaltkreises 21 der Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 der in 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung i-te bis i + 7-te Transducerelemente der Transduceranordnung 11 selektiv, wodurch verursacht wird, dass Ultraschallpulse übertragen und empfangen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verzögerungstabelle für 8 Kanäle zum Einstellen der Verzögerungszeiten für eine Übertragung von 8 Transducerelementen verwendet (das heißt das Einstellen von Verzögerungszeiten von Pulsspannungssignale mit Bezug zu jeweiligen Kanälen) und zum Einstellen der Verzögerungszeiten für die jeweiligen Kanäle der durch die 8 Transducerelemente empfangenen Empfangssignale.
9 stellt ein Beispiel der Verzögerungszeiten von 8 Kanälen für unterschiedliche Fokuspunkt Positionen (Tiefen, zu dar. Die technische Bedeutung der in diese Verzögerungstabelle angegebenen Verzögerungszeiten ist dieselbe wie bei dem Fall aus 10. Und zwar, um einen Ultraschallpulses zu übertragen und zu empfangen, sodass diese einen Fokus bei der gewünschten Tiefe aufweist, werden die Verzögerungszeiten für diese Tiefe, wie in der in 9 dargestellten Verzögerungstabelle angegeben, sowohl für die Zeitpunktsteuerung von Pulsspannungssignalen für eine Übertragung eines Ultraschallpulses als auch für die Verzögerungssteuerung von Empfangssignalen verwendet.
Zurück zu 8, bei Schritt es 3 wird überprüft, ob i + 7 größer als die Gesamtzahl von Kanälen ist. Es kann darauf hingewiesen werden, dass die Variable i um 1 vor dem Schritt S3 hochgezählt wird. Die Gesamtzahl von Kanälen ist die Gesamtzahl von in der Transduceranordnung 11 vorgesehenen Transducerelementen und ist in dem Beispiel der in 1 dargestellten Ultraschallbildgebungsvorrichtung gleich 64.
Falls i + 7 nicht größer als die Gesamtzahl der Kanäle ist, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S1 zurück, um den Prozess von Schritt S1 und die Prozesse der nachfolgenden Schritte auszuführen.
Falls i + 7 größer als die Gesamtzahl der Kanäle ist, verarbeitet das Verfahren den Schritt S4, wobei 7 Kanäle i bis i + 6 eine Übertragung und einen Empfang ausführen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verzögerungstabelle für 7 Kanäle zum Einstellen der Verzögerungszeiten für eine Übertragung von 7 Transducerelementen und zum Einstellen der Verzögerungszeiten für die jeweiligen Kanäle der durch die 7 Transducerelemente empfangenen Empfangssignale verwendet.
Mit der oben beschriebenen Operation wird ein Scannen eines Ultraschallstrahls durch die Ultraschallbildgebungsvorrichtung beendet. Und zwar wird ein Scannen eines Ultraschallstrahls in der horizontalen Richtung (das heißt in der Richtung, in welcher die Transducerelemente ausgerichtet sind) beendet.
11 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration des Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreises 10 darstellt. Der in 11 dargestellte Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 umfasst einen Puls-Ausgang und Empfangen-Ausgang-Schaltkreis 31 und Transceiver-Kanalauswahl-Schaltkreise 32-1 bis 32-8.
Die Transceiver-Kanalauswahl-Schaltkreise 32-1 bis 32-8 empfangen jeweils Steuersignale CNT1 bis CNT8 von dem Zeitpunktsteuerschaltkreis 21 des in 1 dargestellten Digitalsignalverarbeitungsschaltkreises 13. Die Steuersignale CNT1 bis CNT8 können eine Information umfassen, welche eine auszuwählende Kanalanzahl angibt, und eine Information, welche eine Verzögerungszeit für einen Kanal angibt. Die Information, welche eine Verzögerungszeit eines Kanals angibt, kann durch den Zeitpunktsteuerschaltkreis 21 erzeugt werden, welcher auf die in 9 und 10 dargestellten Verzögerungstabelle Bezug nimmt. Die Transceiver-Kanalauswahl-Schaltkreise 32-1 bis 32-8 steuern den Puls-Ausgang und Empfangen-Ausgang-Schaltkreis 31 in Reaktion jeweils auf die Steuersignale CNT1 bis CNT8, sodass der Puls-Ausgang und Empfang-Ausgang-Schaltkreis 31 jeweils die Transducerelemente betreibt, welche die ausgewählte Kanalanzahl aufweisen, mit den gewünschten Verzögerungszeit. Insbesondere betreibt der Puls-Ausgang und Empfangen-Ausgang-Schaltkreis 317 Transducer in der ersten Operationsselektiv und betreibt 8 Transducer in der zweiten Operation selektiv.
Der Puls-Ausgang und Empfangen-Ausgangsschaltkreise 31 empfängt ebenso Empfangssignale von dem Transducerelementen mit der ausgewählten Kanalanzahl unter der Steuerung der Transceiver-Kanalauswahl-Schaltkreise 32-1 bis 32-8, wodurch die Empfangssignale an den Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 zugeführt werden (siehe 1). In der ersten Operation werden die Empfangssignale von den 7 ausgewählten Transducern von dem Puls-Ausgang und Empfangen-Ausgang-Schaltkreis 31 an den Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 zugeführt. Die Signalpfade von dem Puls-Ausgang und Empfangen-Ausgang-Schaltkreis 31 zu dem Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 sind 8 Kanäle, sodass einer der Signalpfade in der ersten Operation kein Empfangssignal führt. In der zweiten Operation werden die Empfangssignale von den 8 ausgewählten Transducern von dem Puls-Ausgang und Empfang-Ausgang Schaltkreis 31 an den Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 zugeführt.
12 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration des Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreises 12 darstellt. Der in 12 dargestellte Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis umfasst eine Vielzahl von AMP&ADCs 40-1 bis 40-8 mit einer Verstärkungsfunktion und einer AD Umwandlungsfunktion.
Die AMP&ADCs 40-1 bis 40-8 empfangen die Empfangssignale von dem Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis 10 und verstärken diese Empfangssignale. Die AMP&ADCs 40-1 bis 40-8 wandeln die verstärkten Empfangssignale weiter von analogen Signalen in digitale Signale um, nachfolgend werden die umgewandelten Empfangssignale an den Verzögerungseinstellschaltkreis 22 des Digitalsignalverarbeitungsschaltkreise 13 zugeführt. Bei der ersten Operation werden 7 AMP&ADSs (beispielsweise 40-1 bis 40-7) aus den AMP&ADCs 40-1 bis 40-8 betrieben. Einer zweiten Operation werden die 8 AMP&ADSs aus den AMP&ADCs 40-1 bis 40-8 betrieben. Bei der ersten Operation ist die Operation eines AMP&ADC aus den AMP&ADCs 40-1 bis 40-8 ausgesetzt, wodurch entsprechend ein Energieverbrauch reduziert wird.
13 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration des Verzögerungseinstellschaltkreises 22 darstellt. Der in 13 dargestellte Verzögerungseinstellschaltkreis umfasst VerzögerunssSchaltkreise 50-1 bis 50-8.
Die Verzögerungsschaltkreise 50-1 bis 50-8 empfangen 8 oder 7 Empfangssignale von dem Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis 12 und empfangen ebenso Verzögerungszeitdaten zum Einstellen von Verzögerungszeiten von dem Zeitpunktsteuerschaltkreis 21 die Verzögerungsschaltkreise 50-1 bis 50-8 verzögern die jeweiligen Empfangssignale mit Verzögerungszeiten, welche in Reaktion auf die Verzögerungszeitdaten eingestellt sind. Falls Empfangssignale von 7 Transducerelementen in der ersten Operation zugeführt werden, können die in der in 10 dargestellten Verzögerungstabelle für 7 Kanäle angegebenen Verzögerungszeiten bei den Verzögerungsschaltkreis und 50-1 bis 50-8 eingestellt werden. Falls Empfangssignale von 8 Transducerelementen bei der zweiten Operation zugeführt werden, können die in der in 9 dargestellten Verzögerungstabelle für 8 Kanäle angegebenen Verzögerungszeiten bei den Verzögerungsschaltkreis in 50-1 bis 50-8 eingestellt werden. Und zwar werden die Verzögerungen der durch die Verzögerungsschaltkreise 50-1 bis 50-8 verzögerten Empfangssignale auf unterschiedliche Werte jeweils bei der ersten Operation und der zweiten Operation eingestellt. Diese Anordnung ermöglicht es, dass nachfolgend ein Kohärent-Additionsschaltkreises 23 eine geeignete kohärente Addition mit ausgerichteten Zeitpunkten ausführt. Für eine Fokustiefe können Daten, welche Verzögerungszeiten angeben, welche zu einer Fokustiefe gehören, welche für die Empfangssignale angeordnet ist, welche einer solchen Verzögerungsverarbeitung unterzogen sind, von der in 9 oder 10 dargestellten Verzögerungstabelle entnommen werden, nachfolgend werden Verzögerungszeitdaten zum Einstellen dieser Verzögerungszeiten an die Verzögerung Schaltkreise 50-1 bis 50-8 zugeführt.
14 ist eine Figur, welche ein Beispiel der Konfiguration des Kohärent-Additionsschaltkreises 23 darstellt. Der in 14 dargestellte Kohärent-Additionsschaltkreises 23 umfasst einen Addierer 60, einen Multiplizierer 61 und einen Dividierer 62. Der Addierer 60 empfängt die durch den Verzögerungseinstellschaltkreis 22 geeignet verzögerten Empfangssignale. 7 Empfangssignale von 7 Transducerelementen werden bei der ersten Operation zugeführt und 8 Empfangssignale von 8 Transducerelementen werden bei der zweiten Operation zugeführt.
Ein Hinzufügen-Größen-Steuersignal NC, welches von dem Zeitpunktsteuerschaltkreis 21 zugeführt wird, nimmt einen Wert gleich „0“ bei der ersten Operation beispielsweise an und nimmt einen Wert von „1“ bei der zweiten Operation beispielsweise an. Einer der in den Addierer 60 eingegebenen 8 Kanäle hat den Multiplizierer 6 ein darin eingefügt, welcher das Hinzufügen-Größe-Steuersignal NC empfängt. Der Multiplizierer 61 multipliziert das von dem Verzögerungseinstellschaltkreis 22 zugeführte Empfangssignal mit dem Hinzufügen-Größe-Steuersignal NC, wodurch bei der ersten Operation „0“ ausgegeben wird und dasselbe Signal wie das zugeführte Empfangssignal bei der zweiten Operation ausgegeben wird. Wenn lediglich 7 Transducerelemente für eine Übertragung und einen Empfang durch die Transduceranordnung 11 bei der ersten Operation verwendet werden, kann das Signal der 8 Kanäle vollständig gleich 0 ohne irgendwelches Rauschen sein. In einem solchen Fall muss der Multiplizierer 61 nicht notwendigerweise vorgesehen sein.
Der Addierer 60 addiert die Signale der 8 Kanäle auf. Die Ausgabe des Multiplizierer 61 ist bei der ersten Operation gleich 0, sodass der Addierer 60 tatsächlich die Signale der 7 Kanäle aufaddiert. Und zwar addiert der Addierer 60 7 Empfangssignale von 7 Transducerelementen bei der ersten Operation auf und addiert 8 Empfangssignale von 8 Transducerelementen bei der zweiten Operation auf. Das Additionsergebnis wird an den Dividierer 62 zugeführt.
Der Dividierer 62 empfängt das Additionsergebnis von dem Addierer 60 und empfängt ebenso das Hinzufügen-Größe-Steuersignal NC von dem Zeitpunktsteuerschaltkreis 21. Der Dividierer 62 dividiert das Additionsergebnis durch 7 für den Fall, dass das Hinzufügen-Größe-Steuersignal NC gleich „0“ ist, und dividiert das Additionsergebnis durch 8 für den Fall, dass das Hinzufügen-Größen-Steuersignal NC gleich „1“ ist. Und zwar dividiert der Dividierer 62 das Additionsergebnis durch 7, falls 7 Empfangssignale von 7 Transducerelementen bei der ersten Operation empfangen werden, und dividiert das Additionsergebnis durch 8, falls 8 Empfangssignale von 8 Transducerelementen bei der zweiten Operation empfangen werden. Das Dividieren durch eine Anzahl, welche gleich der Anzahl von zu addieren Signalen ist, dient dazu die Amplitude eines aus der Division resultierenden Signals zu normalisieren, was sicherstellt, dass bei der ersten Operation und der zweiten Operation erhaltene Signale miteinander vergleichbare Amplituden aufweisen, selbst wenn die Anzahl von durch eine kohärente Addition auf addierten Signalen sich zwischen der ersten Operation und der zweiten Operation unterscheidet.
Die Beschreibung der oben beschriebenen Ausführungsform ist auf ein Beispiel gerichtet, wobei die ungerade Anzahl von bei der ersten Operation betriebenen Kanälen gleich 7 ist und die gerade Zahl von bei der zweiten Operation betriebenen Kanälen gleich 8 ist. Diese Zahlen sind lediglich Beispiele. Welche Zahl bei der ersten Operation und der Zahl bei der zweiten Operation > die andere ist, ist unerheblich. Die Differenz zwischen der Zahl in der ersten Operation und der Zahl in der zweiten Operation muss nicht notwendigerweise gleich „1“ sein. Beispielsweise kann die ungerade Zahl von bei der ersten Operation betriebenen Kanälen gleich 9 sein und kann die gerade Zahl von bei der zweiten Operation betriebenen Kanälen gleich 8 sein. Alternativ kann beispielsweise die ungerade Zahl von bei der ersten Operation betriebenen Kanälen gleich 5 sein und kann die gerade Zahl von bei der zweiten Operation betriebenen Kanälen gleich 8 sein. Die Anzahl von bei der ersten und zweiten Operation betriebenen Kanälen kann gleich 5 und 6 jeweils für einen nahen Fokuspunkt Sein, während die Anzahl von bei der ersten und zweiten Operation betriebenen Kanälen jeweils gleich 7 und 8 für einen weit entfernten Fokuspunkt Sein kann. Auf diese Weise können die Zahlen entsprechend des Focus Abstands geändert werden.
Die Beschreibung der oben beschriebenen Ausführungsform wurde auf ein Beispiel gerichtet, wobei ein Ultraschallpulses mit Bezug zu einer ungeraden Anzahl von Kanälen in der ersten Operation übertragen und empfangen wird und ein Ultraschallpulses mit Bezug zu einer geraden Anzahl von Kanälen in der zweiten Operation übertragen und empfangen wird. Unbeachtlich dessen muss die Zahl von betriebenen Kanälen nicht notwendigerweise eine ungerade Zahl sein, um den Fokuspunkt Zwischen 2 Transducerelementen zu positionieren. Ein Betreiben einer geraden Anzahl von Transducerelementen mit asymmetrischen geeigneten Verzögerungen kann ebenso dazu führen, dass der Fokuspunkt zwischen 2 Transducerelementen angeordnet ist. Eine gerade Anzahl von Transducerelementen kann derart betrieben werden, während eine ungerade Anzahl von AMP&ADCs betrieben wird, wobei die Anzahl davon geringer als die Anzahl von betriebenen Transducerelementen ist, nachfolgend wird eine ungerade Zahl von Signalen für eine Addition durch den Kohärent-Additionsschaltkreises 23 bereitgestellt. Diese Anordnung stellt ebenso die Vorteile einer Verbesserung in einer Auflösung und einer Reduktion eines Energieverbrauchs in einem gewissen Maße bereit.
Weiter, obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Variationen und Modifikationen können gemacht werden, ohne von dem in den Ansprüchen bestimmten Schutzbereich abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die ausländische Priorität der japanischen Prioritätsanmeldung mit der Nummer 2015-084827 , welche am 17. April 2015 bei dem japanischen Patentamt eingereicht wurde, wobei die gesamten Inhalte davon hierdurch durch Bezugnahme eingebunden sind.
Bezugszeichenliste

10: Impulsgeber-und-Schalter-Schaltkreis
11: Transduceranordnung
12: Verstärker-und-AD-Konverter-Schaltkreis
13: Digitalsignalverarbeitungsschaltkreise
21a: Zeitpunktsteuerschaltkreis
22: Verzögerungseinstellschaltkreis
23: Kohärent-Additionsschaltkreises
24: digitales Filter
25: Verstärkungskorrekturschaltkreis
26: ein Linden-Detektionsschaltkreis
27: Verringerungsschaltkreis
28: Verstärkungssteuerschaltkreis

Claims

Eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung, umfassend: eine Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern; einen Auswahlschaltkreis, ausgebildet zum Veranlassen, dass aus der Vielzahl von Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und Empfangssignale empfangen; und einen Digitalsignalverarbeitungsschaltkreis, ausgebildet zum Ausführen einer ersten Operation zum Aufaddieren einer ungeraden Zahl von Empfangssignalen, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung zugehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher ein mittig positioniertes Signal ist, und zum Ausführen einer zweiten Operation zum Aufaddieren einer geraden Zahl von Empfangssignalen, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung zu gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher zwischen zwei mittig positionierten Signalen angeordnet ist.
Ultraschallbildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Vielzahl von AD Konvertern, ausgebildet zum Umwandeln der Empfangssignale von analogen Signalen in digitale Signale und zum Zuführen der umgewandelten Empfangssignale an den digitalen Signalverarbeitungsschaltkreis, wobei genauso viele AD Konverter wie die ungerade Zahl aus der Vielzahl von AD Konvertern bei der ersten Operation betrieben werden, und genauso viele AD Konverter wie die gerade Zahl aus der Vielzahl von AD Konvertern bei der zweiten Operation betrieben werden.
Ultraschallbildgebungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei genauso viele Transducer wie die ungerade Zahl durch den Auswahlschaltkreis bei der ersten Operations selektiv betrieben werden und genauso viele Transducer wie die gerade Zahl bei dem Auswahlschaltkreis bei der zweiten Operation selektiv betrieben werden.
Ultraschallbildgebungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Digitalsignalverarbeitungsschaltkreis umfasst: einen Verzögerungseinstellschaltkreis, ausgebildet zum Verzögern der Empfangssignale mit jeweiligen Verzögerungen; und einen Kohärent-Additionsschaltkreis, ausgebildet zum Aufaddieren der durch den Verzögerungseinstellschaltkreis verzögerten Empfangssignale, wobei die durch den Verzögerungseinstellschaltkreis hinzugefügten Verzögerungen der Empfangssignale auf unterschiedliche Werte jeweils bei der ersten Operation und der zweiten Operation eingestellt sind.
Eine Ultraschallbildgebungsvorrichtung, welche eine erste Operation und eine zweite Operation wechselweise ausführt, wobei die erste Operation Empfangssignale kohärent aufaddiert, welche durch Veranlassen erhalten sind, dass eine ungerade Anzahl von Transducern aus einer Vielzahl von in einer Linie ausgerichteten Transducern Ultraschallwellen überträgt und empfängt, und die zweite Operationsempfangssignale kohärent aufaddiert, welche durch Veranlassen erhalten sind, dass eine gerade Zahl von Transducern aus der Vielzahl von Transducern Ultraschallwellen überträgt und empfängt.
Ein Verfahren zum Steuern einer Ultraschallbildgebungsvorrichtung, umfassend Ausführen der Schritte: Veranlassen, dass aus einer Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und erste Empfangssignale empfangen; Aufaddieren einer ungeraden Anzahl der ersten Empfangssignale, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung zu gehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher ein mittig positioniertes Signal ist; Veranlassen, dass aus der Vielzahl von in einer Anordnung ausgerichteten Transducern ausgewählte Transducer jeweils einen Ultraschallpuls übertragen und zweite Empfangssignale empfangen; und Aufaddieren einer geraden Zahl von den zweiten Empfangssignalen, welche in einer zu der ausgerichteten Anordnung zugehörigen Reihenfolge angeordnet sind, mit Verzögerungen, welche symmetrisch zwischen zwei Seiten über einen Mittelpunkt sind, welcher zwischen zwei mittig positionierten Signalen angeordnet ist.