JP2003299648A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動素子の数が増加しても、超音波探触子と
装置本体を接続する伝送ケーブルの細径化、軽量化、操
作性の向上を実現できる超音波診断装置を得る。 【解決手段】 超音波探触子１８と装置本体２０との間
で、伝送ケーブル１２を介して伝送される受波信号は、
その伝送前に装置本体２０において、各振動素子１４
(1)〜１４(8)に対応して受波用に設けられたスイッチア
レイ３０ａにより時分割的に区切られてチップ化され、
各チップが、伝送ケーブル１２内の共用信号線１２ａを
利用して順次シリアルに伝送される。そして、伝送後受
波用に設けられたスイッチアレイ３２ａにより波形が再
生される。超音波パルスを発生させるための送波信号も
送波用のスイッチアレイによりチップ化された状態で伝
送される。その結果、超音波探触子１８と装置本体２０
との間の超音波の送受波が共用信号線１２ａのみで行う
ことが可能になり、伝送ケーブル１２の細径化、軽量化
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置、
特に、超音波の送受波を行う超音波探触子と装置本体と
の間で送受波信号を伝送する伝送ケーブルの信号線数を
低減し、軽量化、細径化が可能な超音波診断装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、生体に超音波パルスを放射し
て、その生体表面または生体内部から反射してくる超音
波エコー信号を取得して生体に関する超音波画像を形成
し観察する超音波診断装置が広く普及している。超音波
診断装置は、実際に超音波パルスの送受波を行う複数の
振動素子から構成される超音波探触子と、前記振動素子
による超音波パルスの送受波制御や超音波画像の形成処
理を行う装置本体とで構成されている。そして、超音波
探触子と装置本体とは、両者間で信号伝送を行う伝送ケ
ーブルで接続されている。

【０００３】図１０には、従来の超音波診断装置１００
において、超音波探触子１０２と装置本体１０４と伝送
ケーブル１０６の構成を説明する部分概略構造図が示さ
れている。超音波探触子１０２は、複数の微細な振動素
子（圧電素子）１０８ａが所定形態（例えば、リニア状
やマトリックス状）に配列されたアレイ振動子１０８と
それを収納するプローブハウジング１１０で構成されて
いる。図１０は、振動素子１０８ａをリニア状に９個配
列した例を示している。各振動素子１０８ａには、個別
に装置本体１０４側から延びる信号線１０６ａが接続さ
れている。信号線１０６ａは、振動素子１０８ａの個数
分存在し、それらを束ねて信号伝送用の伝送ケーブル１
０６を構成している。

【０００４】また、伝送ケーブル１０６は、その端部に
形成されたコネクタ１１２により装置本体１０４と接続
されている。この装置本体１０４には、各信号線１０６
ａに対応したプリアンプ（または、送信用パルサー）１
１４、超音波のビームステアリング及び（またはビーム
フォーミングするためのディレイ回路）１１６、加算回
路（または、送信用トリガパルス分配回路）１１８等を
含んでいる。なお、前述した装置本体１０４の構成は、
信号の出入口付近の構成のみであり、この他、信号処理
系や画像処理系等の構成が含まれる。

【０００５】このように構成される超音波診断装置１０
０を動作させる場合、装置本体１０４側から所定のタイ
ミングで送波信号が、各信号線１０６ａを介して対応す
る振動素子１０８ａに供給され、超音波探触子１０２か
ら超音波パルスが送出される。また、生体から反射して
きた超音波エコーは、送波時とは逆に各振動素子１０８
ａで受波され、各信号線１０６ａを介して装置本体１０
４に供給され、超音波画像の形成に利用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の超音波診断装置１００は、超音波探触子１０２の各振
動素子１０８ａと、装置本体１０４側の回路とは、個別
の信号線１０６ａを用いて１：１で接続されていた。つ
まり、振動素子１０８ａの個数分の信号線１０６ａが使
用されていた。その結果、信号線１０６ａの集合体であ
る伝送ケーブル１０６が太くなると共に、その重量も増
大していた。超音波探触子１０２は、操作者が直接手に
持って、超音波画像を取得したい部位に移動するため、
超音波探触子１０２に連なる伝送ケーブル１０６が太く
屈曲性が低下したり、重たくなることは、超音波探触子
１０２の操作性の低下に直接繋がるという問題がある。
この問題は、振動素子の数の増加、つまり、超音波画像
の高精細化に伴い振動素子の素子数が増大すると顕著に
表れる。

【０００７】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、高精細化に伴い振動素子数が増加しても伝
送ケーブルの細径化、軽量化が可能であり、操作性の維
持及び向上を行うことのできる超音波探触子を有する超
音波診断装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は、複数の振動素子を用いて生体に
対して超音波パルスの送受波を行う超音波探触子と、当
該超音波探触子に伝送ケーブルを介して接続され前記超
音波探触子から超音波パルスを送波するための送波信号
の生成及び生体で反射して前記超音波探触子で受波した
超音波パルス（エコー）に基づく受波信号から超音波画
像を形成する装置本体と、を含む超音波診断装置であっ
て、前記伝送ケーブルを介して前記超音波探触子と装置
本体との間で受け渡しされる送波信号及び受波信号は、
伝送前に各振動素子に対応して時分割的に区切られてチ
ップ化され、各チップは、前記伝送ケーブル内の共用信
号線を利用して順次伝送されることを特徴とする。

【０００９】また、上記のような目的を達成するため
に、本発明は、複数の振動素子からなり生体に対して超
音波パルスの送受波を行う超音波探触子と、前記超音波
探触子が接続され、当該超音波探触子から超音波パルス
を送波するための送波信号の生成及び、生体で反射して
超音波探触子で受波した超音波パルス（エコー）に基づ
く受波信号から超音波画像を形成する装置本体と、超音
波探触子と装置本体とを接続し、送波信号及び受波信号
の伝送を行う伝送ケーブルと、前記装置本体側に設けら
れ、超音波パルスを発生させるための送波信号を各振動
素子に対応して時分割的に区切ってチップ化し、伝送ケ
ーブル内の共用信号線を利用して順次超音波振動子側に
個別伝送する本体側時分割送信回路と、前記超音波探触
子側に設けられ、伝送されたチップ化された送波信号を
順次所定の振動素子に供給し超音波パルスを合成する探
触子側合成回路と、前記超音波探触子側に設けられ、前
記受波信号を各振動素子に対応して時分割的に区切って
チップ化し、前記共用信号線を介して順次装置本体側に
個別伝送する探触子側時分割送信回路と、装置本体側に
設けられ、伝送されたチップ化された受波信号を順次合
成して超音波画像を形成する本体側合成回路と、を含む
ことを特徴とする。

【００１０】この構成によれば、伝送前にチップ化され
た送波信号や受波信号は、各振動素子毎に順次伝送ケー
ブル内の共用信号線を介して伝送される。その結果、伝
送ケーブルの信号線の本数の低減が可能で、伝送ケーブ
ルの細径化、軽量化を行うことができる。

【００１１】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記送波信号及び受波信号の
チップ化は、伝送前後で同期して順次閉路する複数の切
り替えスイッチで構成されるスイッチアレイを用いて行
うことを特徴とする。

【００１２】また、上記のような目的を達成するため
に、本発明は、上記構成において、前記本体側時分割送
信回路と探触子側合成回路、及び探触子側時分割送信回
路と本体側合成回路とは、伝送前後で同期して順次閉路
する複数の切り替えスイッチで構成されるスイッチアレ
イをそれぞれ有することを特徴とする。

【００１３】ここで、切り替えスイッチは、超音波探触
子から送波したい超音波パルスの周波数及び受波したい
超音波エコーの周波数より早い周波数で切り替わればよ
い。この構成によれば、従来と同様な超音波パルスを容
易に形成することができる。

【００１４】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記複数の振動素子は、２次
元アレイを形成していることを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、伝送ケーブルの細径
化、軽量化を行いつつ、高精細の超音波画像を得ること
ができる。

【００１６】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、前記スイッチアレイは、２次
元アレイを構成する複数の振動素子の行または列に対応
した数形成されていることを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、スイッチアレイの数に
対応した共用信号線の利用のみで信号の伝送を行うこと
ができるので、振動素子数が増加しても伝送ケーブルの
細径化、軽量化を容易に行うことができる。

【００１８】上記のような目的を達成するために、本発
明は、上記構成において、複数形成されたスイッチアレ
イを順次選択する選択スイッチを含むことを特徴とす
る。

【００１９】この構成によれば、全ての振動素子に対す
る送波信号、受波信号のチップの伝送を１本の共用信号
線を用いて行うことができるので、伝送ケーブルの細径
化、軽量化を完全に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。

【００２１】図１には、本実施形態の超音波診断装置１
０の伝送ケーブル１２を中心とした部分概略構造図が示
されている。超音波診断装置１０は、従来と同様に、実
際に超音波パルスの送受波を行う複数の振動素子１４
(1)〜１４(8)から構成されるアレイ振動子１４と、当該
アレイ振動子１４を収納するプローブハウジング１６か
らなる超音波探触子１８と、前記アレイ振動子１４によ
る超音波パルスの送受波制御や超音波画像の形成処理を
行う装置本体２０とで構成されている。なお、図１にお
いては説明を簡略化するために、振動素子を８個リニア
状に配列した例について説明する。また、アレイ振動子
１４は、複数の微細な振動素子（圧電素子）１４(1)〜
１４(8)がリニア状に配列されている例を説明するが、
マトリックス状に配列する場合（後述する）もある。そ
して、超音波探触子１８と装置本体２０とは、両者間で
信号伝送を行う伝送ケーブル１２で接続されている。伝
送ケーブル１２の端部はコネクタ２２によって、装置本
体２０に電気的に接続できるようになっている。

【００２２】装置本体２０には、ヘッドアンプ２４、超
音波のビームフォーミングを行うためのディレイ回路２
６、加算回路２８等を含んでいる。なお、図１において
も装置本体２０の構成は、信号の出入口付近の構成のみ
を示している。

【００２３】本実施形態の特徴的事項は、超音波探触子
１８と装置本体２０との間で、伝送ケーブル１２を介し
て伝送される受波信号（及び送波信号）は、その伝送前
に超音波探触子１８の各振動素子１４(1)〜１４(8)に対
応して時分割的に区切られてチップ化され、各チップ
が、伝送ケーブル１２内の共用信号線を利用して順次伝
送されるところである。これにより、送波信号及び受波
信号の伝送に使用される共用信号線の本数、つまり、伝
送ケーブル１２を構成する信号線の本数を低減し、伝送
ケーブル１２の細径化及び軽量化を実現するものであ
る。

【００２４】このため、本実施形態においては、図１に
示すように、受波動作を行う場合、超音波探触子１８側
に、生体から反射してきた超音波パルス（エコー）を受
信した各振動素子１４(1)〜１４(8)から得られる受波信
号を各振動素子１４(1)〜１４(8)に対応して時分割的に
区切ってチップ化し、共用信号線（図１の場合、１本）
１２ａを介して順次装置本体２０側に個別伝送する探触
子側時分割送信回路３０が設けられている。また、装置
本体２０側には、チップ化され伝送された受波信号を順
次合成して超音波画像を形成する超音波エコー信号にす
る本体側合成回路３２が設けられている。本実施形態に
おいて、探触子側時分割送信回路３０と本体側合成回路
３２とは、伝送前後で同期して順次閉路する複数の切り
替えスイッチで構成されるスイッチアレイ３０ａ，３２
ａで構成されている。このスイッチアレイ３０ａ，３２
ａは、各振動素子１４(1)〜１４(8)の数に対応して形成
されている。すなわち、図１においては、８個のスイッ
チ〜が形成され、それぞれが高速でスイッチング可
能になっている。なお、装置本体２０のスイッチアレイ
３２ａとディレイ回路２６との間には、サンプルホール
ド回路３４が挿入され、受波信号の保持が行えるように
なっている。

【００２５】このように構成される超音波診断装置１０
の動作時におけるタイミングチャートが図２に示されて
いる。図１に示すアレイ振動子１４の各振動素子１４
(1)〜１４(8)に、それぞれ、図２に示すような受波信号
が受信されたとして説明する。

【００２６】図２において、波形の太線部分に相当する
時間だけ振動素子１４(1)〜１４(8)に対応するスイッチ
アレイ３０ａのスイッチ〜及びスイッチアレイ３２
ａのスイッチ〜のうち、対応する１つのスイッチが
閉じるようになっている。つまり、スイッチアレイ３０
ａ，３２ａの同じ番号のスイッチ同士が連動して閉路し
ている。スイッチ〜が順に所定時間閉路することに
より、その閉じている間に、スイッチ〜に対応する
振動素子１４(1)〜１４(8)で受信した受波信号が時分割
的に区切られてチップ化され、共用信号線１２ａを介し
て、装置本体２０側に伝送することになる。例えば、ス
イッチが閉じている間にスイッチに対応する振動素
子１４(1)で受信した受波信号のチップが、対応する装
置本体２０側のスイッチを介してサンプルホールド回
路３４に伝送される。同様にスイッチが閉じれば、振
動素子１４(2)で受信した受波信号のチップ、スイッチ
が閉じれば、振動素子１４(3)で受信した受波信号の
チップがそれぞれ、同一の共用信号線１２ａを介して装
置本体２０側に伝送される。

【００２７】ここで、スイッチが閉じ終わってから一
巡してもう一度スイッチが閉じるまでの時間を振動素
子に受信した信号の周波数スペクトラムの上限の２倍以
上になるように設定すると、公知のサンプリング定理か
らディレイ回路２６には、図１に示したスイッチアレイ
３０ａ，３２ａを用いない構成と全く同じ波形を入力す
ることができる。なお、スイッチ〜の動作は、スイ
ッチアレイ３０ａ，３２ａが連動して動作して同じ番号
のスイッチ〜が動作すれば、その動作順序は任意で
あり、同様な波形を得ることができる。

【００２８】図１では、リニア状に配列された８個の振
動素子１４(1)〜１４(8)からなるアレイ振動子１４を示
したが、図３には、複数の振動素子３６ａをマトリック
ス状に配列し、２次元アレイ振動子３６を形成した場合
に、上述した受波信号（または送波信号）を各振動素子
３６ａに対応して時分割的に区切ってチップ化し、共用
信号線１２ａを介して順次装置本体２０側に個別伝送す
るための２次元アレイ振動子３６側のスイッチアレイ３
８及び共用信号線１２ａの関係を示している。図３の場
合、９×９（合計８１個）の振動素子３６ａで構成した
２次元アレイ振動子３６を示し、図１に示すスイッチア
レイ３０ａと同様なスイッチアレイ（スイッチ〜）
が９本（一部省略）配置された例が示されている。従っ
て、共用信号線１２ａは、（a）〜（i）の９本使用する
ことになる。各スイッチ〜の動作は、図１に示すも
のと同じである。

【００２９】このように、従来少なくとも８１本の信号
線が必要であったものを図３の構成によれば、９本の信
号線で従来と同様な超音波パルスの送受波が可能とな
り、伝送ケーブル１２を従来のものに比べて約１／９の
太さにすることができる。すなわち、伝送ケーブル１２
の細径化と軽量化を行うことができる。

【００３０】図４には、図３の２次元アレイ振動子３６
に対する送受波の伝送を更に少ない共用信号線１２ａ、
具体的には１本の共用信号線１２ａで８１個の振動素子
３６ａの送受波の伝送を行う構成を示している。図４の
場合、図３の構成において、各スイッチアレイ３８を順
次選択する選択スイッチ４０を備えている。この選択ス
イッチ４０の構造はスイッチアレイ３８と同じでよい。
選択スイッチ４０でスイッチアレイ３８を順次選択する
ことにより、送受波信号を完全にシリアルに伝送するこ
とが可能となる。図４の構成の場合、図３の構成より早
い切り替え速度が必要になるが、伝送ケーブル１２の細
径化と軽量化を更に行うことが可能になり、超音波探触
子の使い勝手を向上することができる。つまり、伝送ケ
ーブル１２の細径化や軽量化を十分に行いたい場合に
は、図４のような選択スイッチ４０を使用した構成と
し、低コスト化（切り替え速度があまり早くない安価な
スイッチアレイの使用）を行いたい場合には、図３のよ
うな構成を選択することが可能になり、超音波診断装置
１０に対する性能やコストの要求に応じた選択を行うこ
とが好ましい。

【００３１】図５には、装置本体２０の更に詳細な回路
ブロック図が示され、図６には、超音波探触子１８の更
に詳細な回路ブロック図が示されている。なお、図５、
図６は、図１と同様に８個の振動素子１４(1)〜１４(8)
を有する場合を示している。また、図７〜９は、送受さ
れる信号のタイミングチャートを示したものである。以
下、回路ブロック図とタイミングチャートを用いて、詳
細な動作説明を行う。なお、図５，６の構成において、
伝送ケーブル１２は、前述した送受波伝送用の共用信号
線１２ａ以外に、クロック（CLOCK）信号線１２ｂ、リ
セット（RESET）信号線１２ｃ、電源供給線１２ｄ等の
制御線を含んでいる。

【００３２】まず、装置本体２０内の同期信号発生回路
４２からクロック信号ａとリセット信号ｂを発生し、装
置本体２０側のバイナリーカウンタ４４ａに入力する。
バイナリーカウンタ４４ａからの出力は、デコーダー４
６ａによって、信号ｃ〜ｊになる。この信号ｃ〜ｊが
“Ｌ”の時間だけスイッチアレイ３２ｂのそれぞれのス
イッチ〜をオンする。そして、図示しないパルス発
生器から送波信号として送出される図５に示す送信用ト
リガパルス（1）〜（8）がバッファアレイ４８を介して
スイッチアレイ３２ｂに入り、スイッチ〜のオンし
ている期間に相当する電圧がコンデンサ５０に蓄えられ
保持される。つまり、図７の中段以下に示す波形におい
て、振動素子１４(1)〜１４(8)に対応して太線で示す時
間に相当する電圧がコンデンサ５０に蓄えられる。スイ
ッチアレイ３２ｂの各スイッチ〜は、図７のタイミ
ングチャートの信号ｃ〜ｊに見られるように、リセット
信号ｂが到来するごとに、各チャンネルで１回だけスイ
ッチをオンする。

【００３３】時々刻々変化するコンデンサ５０の変化端
子電圧は、バッファ５２、ダイオード５４を経て、伝送
ケーブル１２の共用信号線１２ａに送られる。つまり、
超音波探触子１８に超音波パルスを発生させるための送
波信号を、伝送前に各振動素子１４(1)〜１４(8)に対応
して時分割的に区切られたチップとして伝送することに
なる。チップに分解された送波信号の波形を図７の波形
ｋで示す。

【００３４】波形ｋは、図６に示す超音波探触子１８側
のダイオード５６、ドライバ５８を経由し、スイッチア
レイ３０ｂに供給される。このスイッチアレイ３０ｂ
は、装置本体２０側の同期信号発生回路４２から供給さ
れるクロック信号ａとリセット信号ｂにより動作するバ
イナリーカウンター４４ｂ及びデコーダー４６ｂによっ
て供給される信号ｃ〜ｊ（図８参照）によって、その信
号が”Ｌ”の間だけスイッチアレイ３０ｂのスイッチ
〜を選択的にオンする。そして、オンの時間に相当す
る電圧がコンデンサ６０に蓄積保持される。

【００３５】ナイキストフィルター付きのパルスアンプ
アレイ６２は、リセット信号ｂの「１／周期」が図５の
送信用トリガパルスが持っている周波数成分の２倍以上
であれば、公知のサンプリング定理から図５の送信用ト
リガパルスと全く相似の波形（図８の下段）を振動素子
１４(1)〜１４(8)に対して生成することができる。そし
て、各振動素子１４(1)〜１４(8)は、図８の下段の波形
の太線で示す時間に対応する時間だけ励振され超音波パ
ルスを送信して、全体として、図１０の構成で送波でき
る超音波パルスと同じ超音波パルスを送波することにな
る。なお、ナイキストフィルターとは、１／２周期にカ
ットオフ周波数があるローパスフィルタである。

【００３６】このように、超音波パルスを発生させるた
めの送波信号を各振動素子１４(1)〜１４(8)に対応して
時分割的に区切ってチップ化し、伝送ケーブル１２内の
共用信号線１２ａを利用して順次超音波探触子１８側に
個別伝送し、伝送されたチップ化された送波信号を順次
所定の振動素子１４(1)〜１４(8)に供給し超音波パルス
を合成することにより、従来と同様な超音波パルスの送
信制御を最低１本の信号線で行うことが可能となる。な
お、図５のスイッチアレイ３２ｂが、超音波パルスを発
生させるための送波信号を各振動素子に対応して時分割
的に区切ってチップ化し、伝送ケーブル１２内の共用信
号線１２ａを利用して順次超音波探触子１８側に個別伝
送する本体側時分割送信回路に相当し、図６のスイッチ
アレイ３０ｂが伝送されたチップ化された送波信号を順
次所定の振動素子に供給し超音波パルスを合成する探触
子側合成回路に相当する。

【００３７】次に、複数の各振動素子１４(1)〜１４(8)
で構成されたアレイ振動子１４から送波され、生体で反
射してきた超音波パルスの受波について説明する。

【００３８】アレイ振動子１４の各振動素子１４(1)〜
１４(8)で受波した超音波パルス（超音波エコー信号）
は、ヘッドアンプアレイ６４のそれぞれのアンプに振動
素子１４(1)〜１４(8)ごとに入力され振幅を増強した
後、スイッチアレイ３０ａの各スイッチ〜に入力さ
れる。このスイッチアレイ３０ａも前述したバイナリー
カウンター４４ｂとデコーダ４６ｂから与えられる信号
ｃ〜ｊにより他のスイッチアレイと同じタイミングで動
作する。その結果、図９の超音波エコー信号の波形の太
線で示される時間だけオンして、波形のサンプリングが
行われる。そして、オンの時間に相当する電圧がコンデ
ンサ６６に蓄積保持される。コンデンサ６６の時々刻々
変化する端子電圧は、バッファ６８、ダイオード７０を
経由して、伝送ケーブル1２の共用信号線１２ａ（送信
用トリガパルスのチップを伝送したものと同じ信号線）
に送られる。つまり、振動素子１４(1)〜１４(8)で受波
された超音波パルス（超音波エコー）が各振動素子１４
(1)〜１４(8)に対応して時分割的に区切られたチップと
して伝送される。チップに分解された超音波エコー信号
（受波信号）の波形を図９の波形ｍで示す。

【００３９】波形ｍは、ダイオード７２、バッファ７４
を経由して、スイッチアレイ３２ａに供給される。スイ
ッチアレイ３２ａは、図５におけるバイナリーカウンタ
ー４４ａ、デコーダ４６ａと全く同じクロック信号ａと
リセット信号ｂにより発生する信号ｃ〜ｊによって、そ
の信号ｃ〜ｊの“Ｌ”時間だけ対応するスイッチ〜
をいずれか１つをオンする。そして、オンの時間に相当
する電圧がコンデンサアレイ７６の対応するコンデンサ
に蓄積保持される。この時、リセット信号ｂの「１／周
期」が図５の超音波パルス（超音波エコー信号）が持っ
ている周波数成分の２倍以上あれば、公知のサンプリン
グ定理から超音波エコー信号と全く相似の波形を生成す
ることができる。その後、図１に示すように、サンプル
ホールド回路、ディレイ回路、加算回路等を経て、超音
波画像作成のための公知の信号処理が行われる。

【００４０】なお、図６においては、ヘッドアンプアレ
イ６４を超音波探触子１８側に設け、受波した信号を増
幅してから共用信号線１２ａに供給し伝送しているの
で、共用信号線１２ａを通過する信号は所定強度に増幅
され安定的に伝送される。一方、図１に示すように、装
置本体２０側にヘッドアンプ２４を設け、伝送後に増幅
するようにすると、ヘッドアンプはアレイ化する必要が
なく、回路のシンプル化が可能であるが、その反面共用
信号線１２ａを通過する信号が微弱になる可能性が生じ
るので、超音波診断装置１０の構成やコストに応じて、
回路構成を適宜選択することが望ましい。

【００４１】このように、受波した受波信号、すなわち
超音波パルス（超音波エコー信号）を各振動素子１４
(1)〜１４(8)に対応して時分割的に区切ってチップ化
し、共用信号線１２ａを介して伝送し、そのチップ化さ
れた受波信号を順次合成して超音波画像を形成する超音
波エコー信号にすることにより、従来と同様な超音波パ
ルスの受波制御を最低１本の共用信号線１２ａで行うこ
とが可能となる。なお、図６のスイッチアレイ３０ｂが
探触子側時分割送信回路に相当し、図５のスイッチアレ
イ３２ａが伝送されたチップ化された受波信号を順次合
成して超音波画像を形成する超音波エコー信号にする本
体側合成回路に相当する。

【００４２】以上説明したように、各スイッチアレイを
連動して動作させることにより、必要最小限の共用信号
線１２ａによりチップ化した信号の伝送をスムーズに行
うことが可能となり、超音波探触子１８と装置本体２０
とを接続する伝送ケーブル１２の細径化と軽量化を容易
に行うことができる。なお、前記細径化は伝送ケーブル
１２の柔軟性の向上にも寄与し、超音波探触子１８の使
い勝手の向上に繋がる。

【００４３】図５、図６の説明では、図１と同様にリニ
ア状に配列して８個の振動素子１４(1)〜１４(8)につい
て説明したが、図３，４に示すように、マトリックス状
に配列した振動素子に関してもアレイスイッチの数を増
加することにより同様な制御を行うことが可能で、同様
な効果を得ることができる。

【００４４】また、図５，６の回路構成は一例であり、
超音波探触子と装置本体との間で受け渡しされる送波信
号及び受波信号が、伝送前に各振動素子に対応して時分
割的に区切られてチップ化され、各チップが、伝送ケー
ブル内の共用信号線を利用して順次伝送される構成であ
れば、回路構成を適宜変更可能でり、同様な効果を得る
ことができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、送波信号や受波信号
は、超音波探触子と装置本体との間を接続する伝送ケー
ブルを介して伝送される前に、チップ化され各振動素子
毎に順次伝送ケーブル内の共用信号線を介して伝送され
る。その結果、伝送ケーブルの信号線の本数の低減が可
能で、伝送ケーブルの細径化、軽量化を行うことができ
る。そして、超音波探触子の使い勝手の向上を容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置の伝
送ケーブルを中心とした受波回路を説明する部分概略構
造図である。

【図２】 図１に示す本実施形態の超音波診断装置の信
号伝送時のタイミングチャートである。

【図３】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置にお
いて、振動子アレイが２次元マトリックス状に配置され
る場合の各振動素子とスイッチアレイと共用信号線の関
係を説明する説明図である。

【図４】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置にお
いて、振動子アレイが２次元マトリックス状に配置され
る場合の各振動素子とスイッチアレイと選択スイッチと
共用信号線の関係を説明する説明図である。

【図５】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置の装
置本体の詳細な回路ブロック図である。

【図６】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置の超
音波探触子の詳細な回路ブロック図である。

【図７】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置の装
置本体において、チップ化された送信用トリガパルス
（送波信号）を説明するタイミングチャート図である。

【図８】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置の超
音波探触子において、送信したチップ（送波信号）に基
づいて再生された送信用トリガパルスを説明するタイミ
ングチャート図である。

【図９】 本発明の実施形態に係る超音波診断装置の超
音波探触子において、受波した超音波パルス（超音波エ
コー信号）のチップ化を説明するタイミングチャート図
である。

【図１０】 従来の超音波診断装置の伝送ケーブルを中
心とした受波回路を説明する部分概略構造図である。

【符号の説明】

１０ 超音波診断装置、１２ 伝送ケーブル、１２ａ
共用信号線、１４ アレイ振動子、１４(1)〜１４(8)
振動素子、１６ プローブハウジング、１８超音波探触
子、２０ 装置本体、２２ コネクタ、２４ ヘッドア
ンプ、２６ディレイ回路、２８ 加算回路、３０ 探触
子側時分割送信回路、３０ａ，３２ａ スイッチアレ
イ、３２ 本体側合成回路、３４ サンプルホールド回
路。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 AA02 BB22 EE12 EE16 GB03 GB09 HH01 HH11 HH60 JA13 JA17 4C601 BB05 BB06 EE10 EE13 GB01 GB03 GB04 GB06 GD11 GD12 HH04 HH14 HH40

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の振動素子を用いて生体に対して超
   音波パルスの送受波を行う超音波探触子と、当該超音波
   探触子に伝送ケーブルを介して接続され前記超音波探触
   子から超音波パルスを送波するための送波信号の生成及
   び生体で反射して前記超音波探触子で受波した超音波パ
   ルスに基づく受波信号から超音波画像を形成する装置本
   体と、を含む超音波診断装置であって、 前記伝送ケーブルを介して前記超音波探触子と装置本体
   との間で受け渡しされる送波信号及び受波信号は、伝送
   前に各振動素子に対応して時分割的に区切られてチップ
   化され、各チップは、前記伝送ケーブル内の共用信号線
   を利用して順次伝送されることを特徴とする超音波診断
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記送波信号及び受波信号のチップ化は、伝送前後で同
   期して順次閉路する複数の切り替えスイッチで構成され
   るスイッチアレイを用いて行うことを特徴とする超音波
   診断装置。
3. 【請求項３】 複数の振動素子からなり生体に対して超
   音波パルスの送受波を行う超音波探触子と、 前記超音波探触子が接続され、当該超音波探触子から超
   音波パルスを送波するための送波信号の生成及び、生体
   で反射して超音波探触子で受波した超音波パルスに基づ
   く受波信号から超音波画像を形成する装置本体と、 超音波探触子と装置本体とを接続し、送波信号及び受波
   信号の伝送を行う伝送ケーブルと、 前記装置本体側に設けられ、超音波パルスを発生させる
   ための送波信号を各振動素子に対応して時分割的に区切
   ってチップ化し、伝送ケーブル内の共用信号線を利用し
   て順次超音波振動子側に個別伝送する本体側時分割送信
   回路と、 前記超音波探触子側に設けられ、伝送されたチップ化さ
   れた送波信号を順次所定の振動素子に供給し超音波パル
   スを合成する探触子側合成回路と、 前記超音波探触子側に設けられ、前記受波信号を各振動
   素子に対応して時分割的に区切ってチップ化し、前記共
   用信号線を介して順次装置本体側に個別伝送する探触子
   側時分割送信回路と、 装置本体側に設けられ、伝送されたチップ化された受波
   信号を順次合成して超音波画像を形成する超音波エコー
   信号にする本体側合成回路と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、 前記本体側時分割送信回路と探触子側合成回路、及び探
   触子側時分割送信回路と本体側合成回路とは、伝送前後
   で同期して順次閉路する複数の切り替えスイッチで構成
   されるスイッチアレイをそれぞれ有することを特徴とす
   る超音波診断装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１に記
   載の装置において、 前記複数の振動素子は、２次元アレイを形成しているこ
   とを特徴とする超音波診断装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、 前記スイッチアレイは、２次元アレイを構成する複数の
   振動素子の行または列に対応した数形成されていること
   を特徴とする超音波診断装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の装置において、 複数形成されたスイッチアレイを順次選択する選択スイ
   ッチを含むことを特徴とする超音波診断装置。