JP2005312490A

JP2005312490A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2005312490A
Application number: JP2004130713A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Fukuda; 寿幸福田
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: JP4209805B2

Abstract

【課題】不要な信号が受信系に漏れ込むのを阻止する。
【解決手段】制御部１０は、バイアス制御線２０ａによりプリアンプ１６ａのバイアス電圧を制御し、バイアス制御線２０ｂによりプリアンプ１６ｂのバイアス電圧を制御する。また、制御部１０は、増幅率制御線２２ａによりプリアンプ１６ａの増幅率を制御し、増幅率制御線２２ｂによりプリアンプ１６ｂの増幅率を制御する。制御部１０は、ＣＷＤ動作において、送信側のプリアンプ１６ａが利用されていないため、バイアス制御線２０ａを介してそのバイアス電圧を停止させ、さらに、増幅率制御線２２ａを介して増幅率を最小値に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、複数の振動素子をいくつかの群に分けて利用する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受波して被検体内の組織からエコー情報を取得する装置である。この超音波診断装置において、血流などの速度情報を取得する装置が知られている。速度情報を取得する方式としては、連続波ドップラ（ＣＷＤ）方式やパルスドップラ（ＰＷＤ）方式が挙げられる。

二つの方式のうち、ＣＷＤ方式を利用する超音波診断装置では、プローブに配列された複数の振動素子が、送信用振動素子群と受信用振動素子群の二つの素子群に分割される。つまり、送信用振動素子群の振動素子から連続的に超音波を送波し続け、受信用振動素子群の振動素子で反射波を受波する。このように、ＣＷＤ方式では超音波の送波と受波が並行して行われるため、送信系と受信系との間の干渉が懸念される。

特許文献１には、送信用振動素子群と受信用振動素子群との間に設けられた停止振動素子に着目して、停止振動素子の信号ラインにクロストーク低減回路を挿入することで、送信系と受信系との間の容量性クロストークを低減させる技術が示されている。特許文献２には、受信に寄与しない振動素子の受信アンプのバイアス電圧を制御して、受信アンプの発熱を抑える技術が開示されている。

特開平９−２３８９３９号公報特開平６−２９６６１０号公報

一般に、ＣＷＤ方式を利用する超音波診断装置は、Ｂモード画像を形成する機能も有している。したがって、ＣＷＤ方式の際に送信用として利用される振動素子であっても、Ｂモード画像を形成する際に、送受信兼用の振動素子として利用される。このため、ＣＷＤ方式の際に送信用として利用される振動素子にも受信アンプが接続されている。

図２は、従来の超音波診断装置の送受信回路周辺の構成図である。この超音波診断装置には、送信信号３０がプリアンプ（受信アンプ）１６に漏れないように、振動素子１２とプリアンプ１６との間に送受分離ダイオード１４によるリミッタ回路が設けられている。つまり、ＣＷＤ動作を行う場合などに、送信用の振動素子１２とプリアンプ１６を切り離す機能を有している。ところが、送受分離ダイオード１４によるリミッタ回路では、完全には信号の漏れを防ぐことが難しく、漏れ信号３２がプリアンプ１６に入力される可能性がある。そして、漏れ信号３２が微弱な信号であってもプリアンプ１６で増幅され、飽和信号４０として出力されてしまい、この飽和信号４０が受信系に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、受信側の振動素子１２の受信結果である受信信号３４に、基板パターンを介して飽和信号４０が漏れ込む可能性がある。

そこで本発明は、不要な信号が受信系に漏れ込むのを阻止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、複数の振動素子と、各振動素子ごとに設けられた複数の受信アンプと、複数の受信アンプを制御する制御部と、を有し、前記複数の振動素子は、少なくとも二つの振動素子群に分別され、前記複数の受信アンプは、前記二つの振動素子群に対応して二つの受信アンプ群に分別され、前記制御部は、前記各受信アンプ群ごとに、その受信アンプ群に含まれる受信アンプのバイアス電圧を制御する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記複数の振動素子は、送信用振動素子群および受信用振動素子群に分別され、前記制御部は、前記送信用振動素子群に対応する受信アンプ群に含まれる受信アンプへのバイアス電圧の供給を停止する、ことを特徴とする。望ましくは、前記制御部は、前記送信用振動素子群に対応する受信アンプ群に含まれる受信アンプの増幅率を低減する、ことを特徴とする。

本発明により、不要な信号が受信系に漏れ込むのを阻止することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１は、その送受信回路周辺の構成図である。

生体内に超音波を送受波する複数の振動素子１２の各々には、送受分離ダイオード１４を介してプリアンプ１６（１６ａ，１６ｂ）が接続されている。各プリアンプ１６は、対応する振動素子１２が受波結果として出力する受信信号を増幅する機能を有している。各プリアンプ１６で増幅された受信信号は、図示しない後段の整相加算回路に出力され、さらにＢモード画像処理やドプラ信号処理などが施されて、超音波画像が形成される。

送受分離ダイオード１４は、各振動素子１２と各プリアンプ１６を接続または分離する機能を有している。つまり、各振動素子１２が送波を行う場合は、送受分離ダイオード１４によってその振動素子１２とプリアンプ１６が電気的に分離され、各振動素子１２が受波を行う場合は、送受分離ダイオード１４によってその振動素子１２とプリアンプ１６が電気的に接続される。

例えば、Ｂモード動作を実行する場合には、全ての振動素子１２が送受兼用となる。つまり、図示しない送信部から全ての振動素子１２に対して送信パルスが供給され、そして、各振動素子１２はその送信パルスに対応する超音波を送波し、送波した直後から超音波の受波を開始する。この際、送受分離ダイオード１４は、送受波のタイミングに応じて分離、接続動作を行う。

本実施形態の超音波診断装置は、連続波ドップラ（ＣＷＤ）方式により、血流などの速度情報を取得することが可能である。ＣＷＤ動作を行う際、複数の振動素子１２は、送信側の振動素子群と受信側の振動素子群とに分別される。

ＣＷＤ動作では送信側の振動素子１２に図示しない送信部から連続波送信信号３０が供給され、この信号に従って送信側の各振動素子１２は超音波を送波し続ける。一方、受信側の各振動素子１２は、送信側の各振動素子１２が送波を継続している間、その反射波を受波し続ける。つまり、ＣＷＤ動作においては、送信側の送受分離ダイオード１４は振動素子１２と送信側のプリアンプ１６ａを常に分離し、また、受信側の送受分離ダイオード１４は振動素子１２と受信側のプリアンプ１６ｂを常に接続している。

本実施形態では、さらに、制御部１０がプリアンプ１６ａ，１６ｂのバイアス電圧と増幅率を制御している。

制御部１０は、バイアス制御線２０ａによりプリアンプ１６ａのバイアス電圧を制御し、バイアス制御線２０ｂによりプリアンプ１６ｂのバイアス電圧を制御する。また、制御部１０は、増幅率制御線２２ａによりプリアンプ１６ａの増幅率を制御し、増幅率制御線２２ｂによりプリアンプ１６ｂの増幅率を制御する。制御部１０は、ＣＷＤ動作において、送信側のプリアンプ１６ａが利用されていないため、バイアス制御線２０ａを介してそのバイアス電圧を停止（オフ）させ、さらに、増幅率制御線２２ａを介して増幅率を最小値に制御する。

バイアス電圧が停止されると、プリアンプ１６ａにおいて増幅動作が実行されない。したがって、仮に送受分離ダイオード１４からの漏れ信号３２がプリアンプ１６ａに入力されても、その信号に伴う出力が現れない。なお、プリアンプ１６ａには電源電圧が供給され続けるため、必要に応じてバイアス電圧の供給を開始することで、プリアンプ１６ａの増幅動作を再開させることができる。電源電圧をオフさせた状態から電源電圧をオンさせて増幅動作を再開させる場合に比べて、バイアス電圧の制御の方がより早いタイミングで増幅動作の再開が可能になる。

また、プリアンプ１６ａには、ＳＴＣ（ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＴｉｍｅＣｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれるゲインコントロール機能が設けられている。ＳＴＣとは、生体内の深さに応じて反射波の強さが異なることに対応して、深さに応じた補正をプリアンプ１６ａのゲイン調整で行う機能である。本実施形態では、制御部１０がこのＳＴＣ機能を利用して、増幅率制御線２２ａを介して、ＣＷＤ動作の場合における送信側のプリアンプ１６ａのゲインを最低値（実質的な増幅率ゼロ）に制御する。

なお、制御部１０は、ＣＷＤ動作において、受信側のプリアンプ１６ｂに対してバイアス制御線２０ｂを介してそのバイアス電圧を供給（オン）させ、さらに、増幅率制御線２２ｂを介してＳＴＣ制御を実行させる。つまり、受信側のプリアンプ１６ｂは、通常の受信アンプとして機能させる。

このように、本実施形態では、バイアス電圧と増幅率の制御という二重の対策が施されているため、漏れ信号３２がプリアンプ１６ａに入力されたとしても、プリアンプ１６ａから不要な信号が出力されない。つまり、プリアンプ１６ａから飽和信号（図２の符号４０）が出力されず、受信信号３４に悪影響を与えることがない。

さらに、本実施形態では、バイアス制御と増幅率制御をそれぞれ二系統で制御しているため、送信側および受信側の切替に容易に対応できる。つまり、図１において、送信側と受信側の機能を入れ替えて、プリアンプ１６ａを受信側のアンプとして機能させ、プリアンプ１６ｂを送信側のアンプとして機能させる場合、制御部１０は、バイアス制御線２０ｂによりプリアンプ１６ｂのバイアス電圧を停止させ、増幅率制御線２２ｂによりプリアンプ１６ｂの増幅率を最小値に制御する。そして、プリアンプ１６ａに対してバイアス制御線２０ａを介してそのバイアス電圧を供給（オン）させ、さらに、増幅率制御線２２ａを介してＳＴＣ制御を実行させる。このように、送信側、受信側の入れ替えも容易に実現できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、各プリアンプごとにバイアス制御線および増幅率制御線を設けて、制御部が、各プリアンプごとにバイアス制御および増幅率制御を行う構成も可能である。

本発明に係る超音波診断装置の送受信回路周辺の構成図である。従来の超音波診断装置の送受信回路周辺の構成図である。

符号の説明

１０制御部、１６プリアンプ、２０バイアス制御線、２２増幅率制御線。

Claims

複数の振動素子と、
各振動素子ごとに設けられた複数の受信アンプと、
複数の受信アンプを制御する制御部と、
を有し、
前記複数の振動素子は、少なくとも二つの振動素子群に分別され、
前記複数の受信アンプは、前記二つの振動素子群に対応して二つの受信アンプ群に分別され、
前記制御部は、前記各受信アンプ群ごとに、その受信アンプ群に含まれる受信アンプのバイアス電圧を制御する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記複数の振動素子は、送信用振動素子群および受信用振動素子群に分別され、
前記制御部は、前記送信用振動素子群に対応する受信アンプ群に含まれる受信アンプへのバイアス電圧の供給を停止する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記送信用振動素子群に対応する受信アンプ群に含まれる受信アンプの増幅率を低減する、
ことを特徴とする超音波診断装置。