JP2007020701A - Ultrasonograph - Google Patents

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博 福喜多
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonograph which enables a few beamformers to beamform mass of oscillators set in two-dimensional array. <P>SOLUTION: Each of oscillators 111 of sub-arrays 112 aligned along the first direction is connected to corresponding port of the first multiplexers 13 via a signal line group 12. A scan section 16 controls the first multiplexers 13 and selects one of the sub-arrays to connect to the second multiplexer 14, and controls the second multiplexer 14 and select one of the ports connected to the first multiplexers 13 to connect to a sub-beam-former 15. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、二次元アレイを有し、被検体の三次元画像を形成する超音波診断装置に関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having a two-dimensional array and forming a three-dimensional image of a subject.

従来の超音波診断装置としては、図４に示すように、複数の送信サブアレイ５１１1〜５１１Mに割り付けられている多数のトランスデューサ素子を含む送信アレイ５１と、周期電気パルスを発生する複数の送信ビームフォーマチャンネル５３１1〜５３１Mを含む送信ビームフォーマ５３と、送信ビームフォーマチャンネル５３１1〜５３１Mにそれぞれ接続され送信ビームフォーマチャンネル５３１1〜５３１Mが発生した周期電気パルスに遅延を加えて、対応するトランスデューサ素子から被検体部位に放射される音響ビームを生成する複数のグループ内送信プロセッサ５２1〜５２Mと、複数の受信サブアレイ５４１1〜５４１Nに割り付けられている多数のトランスデューサ素子を含む受信アレイ５４と、対応する受信サブアレイ５４１1〜５４１Nに割り付けられている複数のトランスデューサ素子に接続され、このトランスデューサ素子それぞれが受信した被検体からのエコーに対応したトランスデューサ信号をそれぞれ遅延させて加算して出力する複数のグループ内受信プロセッサ５５1〜５５Nと、グループ内受信プロセッサ５５1〜５５Nにそれぞれ接続され、グループ内受信プロセッサ５５1〜５５Nが出力する信号から受信ビームを合成する複数の処理チャンネル５６１1〜５６１Nを含む受信ビームフォーマ５６と、複数の処理チャンネル５６１1〜５６１Nの出力する信号を加算するビームフォーマ加算機構５７と、ビームフォーマ加算機構５７で加算された信号から被検体部位の画像を生成する画像生成器５８と、送信ビームフォーマ５３、グループ内送信プロセッサ５２1〜５２M、受信ビームフォーマ５６、グループ内受信プロセッサ５５1〜５５Nなどを制御するシステムコントローラ５９とを備え、多数のトランスデューサ素子により三次元画像を高速に形成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３０８７号公報（第１１頁、図３） As shown in FIG. 4, a conventional ultrasonic diagnostic apparatus includes a transmission array 51 including a large number of transducer elements assigned to a plurality of transmission subarrays 511 1 to 511 M , and a plurality of transmissions that generate periodic electrical pulses. a transmit beamformer 53 includes a beam former channels 531 1-531 M, by adding delays to the respective transmit beamformer channels 531 1-531 M connected the transmit beamformer channels 531 1-531 cycle electrical pulses M is generated, It includes a plurality of intra-group transmission processors 52 1 to 52 M for generating an acoustic beam radiated from a corresponding transducer element to a subject site, and a plurality of transducer elements assigned to a plurality of receiving sub-arrays 541 1 to 541 N. Receive array 54 and corresponding receive sub-array 54 1-541 is connected to a plurality of transducer elements allocated to N, a plurality of intra-group receive processor and outputting the sum, respectively delaying the transducer signal corresponding to the echo from the subject respectively the transducer element is received and 55 1 to 55 N, respectively connected to the intra-group receive processor 55 1 to 55 N, a plurality of processing channels 561 1 ~561 N for combining the received beam from the signal intra-group receive processor 55 1 to 55 N outputs A reception beamformer 56 including the beamformer addition mechanism 57 for adding signals output from the plurality of processing channels 561 1 to 561 N , and an image for generating an image of the subject region from the signals added by the beamformer addition mechanism 57. Generator 58, transmission beamformer 53, intra-group transmission Processor 52 1 to 52 M, and a receive beamformer 56, the system controller 59 for controlling the intra-group receive processors 55 1 to 55 N, is to form a three-dimensional image at high speed by a number of transducer elements (e.g. , See Patent Document 1).
JP 2000-33087 A (page 11, FIG. 3)

しかしながら、従来の超音波診断装置においては、送信ビームフォーマチャンネルおよび処理チャンネルに対応するトランスデューサ素子の数が決まっているので、トランスデューサ素子の数を増やそうとすると、送信ビームフォーマチャンネルおよび処理チャンネルの数も増やさなければならなかった。   However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, since the number of transducer elements corresponding to the transmission beam former channel and the processing channel is determined, if the number of transducer elements is increased, the number of the transmission beam former channel and the processing channel is also increased. I had to increase it.

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、少ないビームフォーマで二次元配列された多数の振動子のビームフォーミングを行うことができる超音波診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of performing beam forming of a large number of transducers arranged two-dimensionally with a small number of beam formers. .

本発明の超音波診断装置は、第１の方向と第２の方向に二次元配列され複数のサブアレイにグループ化された振動子と、前記振動子からの受信信号の整相を行うサブビームフォーマと、前記サブビームフォーマと接続する前記サブアレイを選択する選択手段と、前記サブビームフォーマの出力を遅延加算する主ビームフォーマとを備える構成を有している。   An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes transducers that are two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction and grouped into a plurality of subarrays, a sub-beamformer that performs phasing of a received signal from the transducers, And a selection means for selecting the sub-array connected to the sub-beamformer, and a main beamformer for delay-adding the output of the sub-beamformer.

この構成により、選択手段によりサブビームフォーマの接続先サブアレイが選択され、少ないビームフォーマで二次元配列された多数の振動子のビームフォーミングを行うことができる。   According to this configuration, the connection destination sub-array of the sub-beamformer is selected by the selection unit, and beam forming of a large number of transducers arranged two-dimensionally with a small number of beamformers can be performed.

ここで、前記選択手段は、前記サブビームフォーマと接続する前記サブアレイを前記第１の方向に選択する第１のマルチプレクサと、前記サブビームフォーマと接続する前記サブアレイを前記第２の方向に選択する第２のマルチプレクサとを備える構成とした。   Here, the selection means selects a first multiplexer that selects the subarray connected to the subbeamformer in the first direction, and a second multiplexer that selects the subarray connected to the subbeamformer in the second direction. And a multiplexer.

この構成により、簡易に選択手段を実現させることができる。   With this configuration, the selection means can be realized easily.

また、前記選択手段は、前記サブアレイを前記第１の方向に選択する第１のマルチプレクサと、前記第１のマルチプレクサにより選択された前記サブアレイを前記第２の方向に選択して前記サブビームフォーマに接続する第２のマルチプレクサとを備える構成とした。   The selecting means selects the subarray in the first direction, selects the subarray selected by the first multiplexer in the second direction, and connects the subarray to the subbeamformer. And a second multiplexer.

この構成により、簡易に選択手段を実現させることができる。   With this configuration, the selection means can be realized easily.

本発明によれば、選択手段によりサブビームフォーマの接続先サブアレイを選択しているので、少ないビームフォーマで二次元配列された多数の振動子のビームフォーミングを行うことができる。   According to the present invention, since the connection destination sub-array of the sub-beamformer is selected by the selection unit, it is possible to perform beam forming of a large number of transducers arranged two-dimensionally with a small number of beamformers.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置を示す図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図１において、本実施の形態の超音波診断装置は、プローブハンドル１０と、メインフレーム２０とを備えている。   In FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment includes a probe handle 10 and a main frame 20.

プローブハンドル１０は、第１の方向および第２の方向に振動子１１１が配列された二次元配列振動子１１と、二次元配列振動子１１と信号線群１２を介して接続され二次元配列振動子１１内の振動子１１１を第１の方向に順次選択する第１のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１３と、第１のマルチプレクサ１３と接続され第１のマルチプレクサ１３を第２の方向に順次選択する第２のマルチプレクサ１４と、第２のマルチプレクサと接続され二次元配列振動子１１内の振動子１１１からの受信信号の整相を行うサブビームフォーマ１５と、第１のマルチプレクサ１３、第２のマルチプレクサ１４およびサブビームフォーマを制御する走査部１６とを備えている。   The probe handle 10 is connected to a two-dimensional array transducer 11 in which transducers 111 are arrayed in a first direction and a second direction, and a two-dimensional array transducer 11 and a signal line group 12 to connect to the two-dimensional array vibration. A first multiplexer (MUX) 13 that sequentially selects the transducers 111 in the child 11 in the first direction, and a second multiplexer that is connected to the first multiplexer 13 and sequentially selects the first multiplexer 13 in the second direction. Multiplexer 14, a sub-beamformer 15 connected to the second multiplexer and phasing the received signal from the transducer 111 in the two-dimensional array transducer 11, the first multiplexer 13, the second multiplexer 14, and the sub-beam And a scanning unit 16 for controlling the former.

メインフレーム２０は、サブビームフォーマ１５の出力を遅延加算する主ビームフォーマ２１と、主ビームフォーマ２１の出力を画像信号に変換する信号処理部２２と、信号処理部２２が出力する画像信号により画像を表示する画像表示部２３と、走査部１６および主ビームフォーマ２１を制御する制御部２４とを備えている。   The main frame 20 includes a main beamformer 21 that delay-adds the output of the sub beamformer 15, a signal processing unit 22 that converts the output of the main beamformer 21 into an image signal, and an image signal output from the signal processing unit 22. An image display unit 23 for displaying, and a control unit 24 for controlling the scanning unit 16 and the main beam former 21 are provided.

二次元配列振動子１１内の振動子１１１は、図中点線で囲まれたサブアレイ１１２に分割されており、本実施の形態においては、図１に示すように、サブアレイ１１２は２行２列の振動子１１１で構成され、二次元配列振動子１１は４行４列のサブアレイ１１２で構成されている。   The transducers 111 in the two-dimensional array transducer 11 are divided into subarrays 112 surrounded by dotted lines in the figure. In the present embodiment, as shown in FIG. The two-dimensional array transducer 11 includes a sub-array 112 having 4 rows and 4 columns.

また、サブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄは、第１のマルチプレクサ１３および第２のマルチプレクサ１４を介して２行２列の４個のサブアレイ１１２とそれぞれ接続され、振動子１１１からなる開口は２行２列のサブアレイ１１２のサイズとなる。   The sub beam formers 15a to 15d are respectively connected to four sub arrays 112 in two rows and two columns via the first multiplexer 13 and the second multiplexer 14, and the apertures made of the transducers 111 are in two rows and two columns. This is the size of the subarray 112.

図２は、第１のマルチプレクサ１３および第２のマルチプレクサ１４周辺のブロック図である。図２に示すように、各サブアレイ１１２ａ〜１１２ｄは、２行２列の４個の振動子１１１ａ〜１１１ｄから構成されている。   FIG. 2 is a block diagram around the first multiplexer 13 and the second multiplexer 14. As shown in FIG. 2, each of the sub-arrays 112a to 112d is composed of four transducers 111a to 111d of 2 rows and 2 columns.

サブアレイ１１２ａの各振動子１１１ａ〜１１１ｄは、信号線群１２ａを介して第１のマルチプレクサ１３ａのポートＺ０〜Ｚ３にそれぞれ接続されている。   The transducers 111a to 111d of the subarray 112a are connected to the ports Z0 to Z3 of the first multiplexer 13a via the signal line group 12a, respectively.

同様に、サブアレイ１１２ｂの振動子は信号線群１２ｂを介して第１のマルチプレクサ１３ａのポートＹ０〜Ｙ３に、サブアレイ１１２ｃの振動子は信号線群１２ｃを介して第１のマルチプレクサ１３ａのポートＸ０〜Ｘ３に、サブアレイ１１２ｄの振動子は信号線群１２ｄを介して第１のマルチプレクサ１３ａのポートＷ０〜Ｗ３に接続されている。   Similarly, the transducers of the subarray 112b are connected to the ports Y0 to Y3 of the first multiplexer 13a via the signal line group 12b, and the transducers of the subarray 112c are connected to the ports X0 to X0 of the first multiplexer 13a via the signal line group 12c. In X3, the transducers of the subarray 112d are connected to the ports W0 to W3 of the first multiplexer 13a via the signal line group 12d.

第１のマルチプレクサ１３ａのポートＶ０〜Ｖ３は、第２のマルチプレクサ１４ａのポートＴ０〜Ｔ３に接続され、ポートＵ０〜Ｕ３は、第２のマルチプレクサ１４ｂのポートＴ０〜Ｔ３に接続されている。   Ports V0 to V3 of the first multiplexer 13a are connected to ports T0 to T3 of the second multiplexer 14a, and ports U0 to U3 are connected to ports T0 to T3 of the second multiplexer 14b.

また、第１のマルチプレクサ１３ａは、ポートＶ０の接続先をポートＺ０とポートＸ０とで切り替えるスイッチＳ１０と、ポートＶ１の接続先をポートＺ１とポートＸ１とで切り替えるスイッチＳ１１と、ポートＶ２の接続先をポートＺ２とポートＸ２とで切り替えるスイッチＳ１２と、ポートＶ３の接続先をポートＺ３とポートＸ３とで切り替えるスイッチＳ１３とを備えている。   The first multiplexer 13a also includes a switch S10 that switches the connection destination of the port V0 between the port Z0 and the port X0, a switch S11 that switches the connection destination of the port V1 between the port Z1 and the port X1, and a connection destination of the port V2. Switch S12 for switching between port Z2 and port X2, and switch S13 for switching the connection destination of port V3 between port Z3 and port X3.

同様に、第１のマルチプレクサ１３ａは、ポートＵ０の接続先をポートＹ０とポートＷ０とで切り替えるスイッチＳ１４と、ポートＵ１の接続先をポートＹ１とポートＷ１とで切り替えるスイッチＳ１５と、ポートＵ２の接続先をポートＹ２とポートＷ２とで切り替えるスイッチＳ１６と、ポートＵ３の接続先をポートＹ３とポートＷ３とで切り替えるスイッチＳ１７とを備えている。   Similarly, the first multiplexer 13a includes a switch S14 for switching the connection destination of the port U0 between the port Y0 and the port W0, a switch S15 for switching the connection destination of the port U1 between the port Y1 and the port W1, and the connection of the port U2. A switch S16 that switches the destination between the port Y2 and the port W2 and a switch S17 that switches the connection destination of the port U3 between the port Y3 and the port W3 are provided.

第２のマルチプレクサ１４ａは、ポートＳ０〜Ｓ３が第１のマルチプレクサ１３ｂのポートＶ０〜Ｖ３に接続され、ポートＲ０〜Ｒ３が第１のマルチプレクサ１３ｃのポートＶ０〜Ｖ３に接続され、ポートＱ０〜Ｑ３が第１のマルチプレクサ１３ｄのポートＶ０〜Ｖ３に接続され、ポートＰ０〜Ｐ３がサブビームフォーマ１５ａに接続され、ポートＯ０〜Ｏ３がサブビームフォーマ１５ｂに接続されている。   In the second multiplexer 14a, ports S0 to S3 are connected to ports V0 to V3 of the first multiplexer 13b, ports R0 to R3 are connected to ports V0 to V3 of the first multiplexer 13c, and ports Q0 to Q3 are connected. The ports V0 to V3 of the first multiplexer 13d are connected, the ports P0 to P3 are connected to the sub beamformer 15a, and the ports O0 to O3 are connected to the subbeamformer 15b.

また、第２のマルチプレクサ１４ａは、ポートＰ０の接続先をポートＴ０とポートＲ０とで切り替えるスイッチＳ２０と、ポートＰ１の接続先をポートＴ１とポートＲ１とで切り替えるスイッチＳ２１と、ポートＰ２の接続先をポートＴ２とポートＲ２とで切り替えるスイッチＳ２２と、ポートＰ３の接続先をポートＴ３とポートＲ３とで切り替えるスイッチＳ２３とを備えている。   The second multiplexer 14a also includes a switch S20 that switches the connection destination of the port P0 between the port T0 and the port R0, a switch S21 that switches the connection destination of the port P1 between the port T1 and the port R1, and a connection destination of the port P2. Switch S22 for switching between port T2 and port R2, and switch S23 for switching the connection destination of port P3 between port T3 and port R3.

同様に、第２のマルチプレクサ１４ａは、ポートＯ０の接続先をポートＳ０とポートＱ０とで切り替えるスイッチＳ２４と、ポートＯ１の接続先をポートＳ１とポートＱ１とで切り替えるスイッチＳ２５と、ポートＯ２の接続先をポートＳ２とポートＱ２とで切り替えるスイッチＳ２６と、ポートＯ３の接続先をポートＳ３とポートＱ３とで切り替えるスイッチＳ２７とを備えている。   Similarly, the second multiplexer 14a includes a switch S24 that switches the connection destination of the port O0 between the port S0 and the port Q0, a switch S25 that switches the connection destination of the port O1 between the port S1 and the port Q1, and the connection of the port O2. A switch S26 that switches the destination between the port S2 and the port Q2 and a switch S27 that switches the connection destination of the port O3 between the port S3 and the port Q3 are provided.

このように、サブアレイ１１２の振動子１１１の数が第１の方向にＭ＝２個、第２の方向にＮ＝２個に対し、サブアレイ１１２を切り替えるためのスイッチの数Ｋ＝Ｍ×Ｎ＝４個のスイッチが用意される。   Thus, for the number of transducers 111 in the subarray 112 being M = 2 in the first direction and N = 2 in the second direction, the number of switches for switching the subarray 112 K = M × N = Four switches are prepared.

また、第１のマルチプレクサ１３は、二次元配列振動子１１の第２の方向のサブアレイ１１２の数（本実施の形態では４）だけ用意され、第２のマルチプレクサ１４は、第１の方向のサブビームフォーマ１５の数（本実施の形態では２）だけ用意される。   Further, the first multiplexer 13 is prepared by the number of subarrays 112 in the second direction of the two-dimensional array transducer 11 (four in the present embodiment), and the second multiplexer 14 is provided with the subbeams in the first direction. The number of formers 15 (2 in the present embodiment) is prepared.

また、第１のマルチプレクサ１３のスイッチは、二次元配列振動子１１の第１の方向のサブアレイ１１２の数（本実施の形態では４）÷第１の方向のサブビームフォーマ１５の数（本実施の形態では２）のポート（本実施の形態では２）を切り替えるスイッチが用意され、第２のマルチプレクサ１４のスイッチは、二次元配列振動子１１の第２の方向のサブアレイ１１２の数（本実施の形態では４）÷第２の方向のサブビームフォーマ１５の数（本実施の形態では２）のポート（本実施の形態では２）を切り替えるスイッチが用意される。   The switches of the first multiplexer 13 are the number of sub-arrays 112 in the first direction of the two-dimensional array transducer 11 (4 in the present embodiment) / the number of sub-beamformers 15 in the first direction (this embodiment In the embodiment, a switch for switching the port 2) (2 in this embodiment) is prepared, and the switch of the second multiplexer 14 is the number of subarrays 112 in the second direction of the two-dimensional array transducer 11 (this embodiment In the embodiment, a switch is provided for switching the port (2 in the present embodiment) of 4) ÷ the number of sub-beamformers 15 in the second direction (2 in the present embodiment).

このような超音波診断装置において、第１のマルチプレクサ１３ａ〜１３ｄのスイッチＳ１０〜Ｓ１７によりサブアレイ１１２の第１の方向に関する選択が行われ、第２のマルチプレクサ１４ａ，１４ｂのスイッチＳ２０〜Ｓ２７によりサブアレイ１１２の第２の方向に関する選択が行われる。   In such an ultrasonic diagnostic apparatus, selection regarding the first direction of the subarray 112 is performed by the switches S10 to S17 of the first multiplexers 13a to 13d, and the subarray 112 is performed by the switches S20 to S27 of the second multiplexers 14a and 14b. A selection is made regarding the second direction.

まず、走査部１６は、第１のマルチプレクサ１３ａを制御し、スイッチＳ１０〜Ｓ１７によりポートＺ０〜Ｚ３およびポートＹ０〜Ｙ３を選択させ、第１のマルチプレクサ１３ｂを制御し、スイッチＳ１０〜Ｓ１７によりポートＺ０〜Ｚ３およびＹ０〜Ｙ３を選択させる。   First, the scanning unit 16 controls the first multiplexer 13a, selects the ports Z0 to Z3 and the ports Y0 to Y3 by the switches S10 to S17, controls the first multiplexer 13b, and controls the port Z0 by the switches S10 to S17. -Z3 and Y0-Y3 are selected.

同時に、走査部１６は、第２のマルチプレクサ１４ａを制御し、スイッチＳ２０〜Ｓ２７によりポートＴ０〜Ｔ３およびポートＳ０〜Ｓ３を選択させ、第２のマルチプレクサ１４ｂを制御し、スイッチＳ２０〜Ｓ２７によりポートＴ０〜Ｔ３およびポートＳ０〜Ｓ３を選択させる。   At the same time, the scanning unit 16 controls the second multiplexer 14a, selects the ports T0 to T3 and the ports S0 to S3 by the switches S20 to S27, controls the second multiplexer 14b, and controls the port T0 by the switches S20 to S27. -T3 and ports S0-S3 are selected.

これにより、サブアレイ１１２ａの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ａに供給され、サブアレイ１１２ｂの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ｃに供給される。   As a result, the reception signals of the transducers 111a to 111d of the subarray 112a are supplied to the subbeamformer 15a, and the reception signals of the transducers 111a to 111d of the subarray 112b are supplied to the subbeamformer 15c.

また、第１のマルチプレクサ１３ｂのポートＺ０〜Ｚ３に接続されたサブアレイ１１２ｅの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ｂに供給され、第１のマルチプレクサ１３ｂのポートＹ０〜Ｙ３に接続されたサブアレイ１１２ｆの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ｄに供給される。   Also, the reception signals of the transducers 111a to 111d of the subarray 112e connected to the ports Z0 to Z3 of the first multiplexer 13b are supplied to the subbeamformer 15b, and the subarrays connected to the ports Y0 to Y3 of the first multiplexer 13b. The reception signals of the transducers 111a to 111d of 112f are supplied to the sub beam former 15d.

このようにして、図３（ａ）に示す斜線を施された振動子１１１が選択され、選択された振動子１１１が受信した信号がそれぞれ対応したサブビームフォーマに１５ａ〜１５ｄに供給される。   In this manner, the shaded transducer 111 shown in FIG. 3A is selected, and the signals received by the selected transducer 111 are supplied to the corresponding sub-beamformers 15a to 15d.

次いで、走査部１６は、第１のマルチプレクサ１３ａを制御し、スイッチＳ１０〜Ｓ１３によりポートＶ０〜Ｖ３の接続先をポートＸ０〜Ｘ３に切り替え、第１のマルチプレクサ１３ｂを制御し、スイッチＳ１０〜Ｓ１３によりポートＶ０〜Ｖ３の接続先をポートＸ０〜Ｘ３に切り替える。   Next, the scanning unit 16 controls the first multiplexer 13a, switches the connection destination of the ports V0 to V3 to the ports X0 to X3 by the switches S10 to S13, controls the first multiplexer 13b, and controls the first multiplexer 13b by the switches S10 to S13. The connection destination of the ports V0 to V3 is switched to the ports X0 to X3.

この際、スイッチＳ１０〜Ｓ１３の切り替えは同一に制御され、切り替え元のサブアレイ１１２と切り替え先のサブアレイ１１２からの信号が混合されてサブビームフォーマ１５に供給されることはない。これは、第１のマルチプレクサ１３ａ〜１３ｄおよび第２のマルチプレクサ１４ａ，１４ｂの他のスイッチについても同様である。   At this time, switching of the switches S <b> 10 to S <b> 13 is controlled to be the same, and signals from the switching source subarray 112 and the switching destination subarray 112 are not mixed and supplied to the subbeamformer 15. The same applies to the other switches of the first multiplexers 13a to 13d and the second multiplexers 14a and 14b.

このようにして、図３（ａ）において斜線を施された振動子１１１からなる開口は、図３（ｂ）に示すように、サブアレイ１１２のサイズに相当する距離だけ第１の方向に移動する。   In this way, the opening made of the vibrator 111 that is hatched in FIG. 3A moves in the first direction by a distance corresponding to the size of the sub-array 112, as shown in FIG. 3B. .

そして、走査部１６は、第１のマルチプレクサ１３ａを制御し、スイッチＳ１４〜Ｓ１７によりポートＵ０〜Ｕ３の接続先をポートＷ０〜Ｗ３に切り替え、第１のマルチプレクサ１３ｂを制御し、スイッチＳ１４〜Ｓ１７によりポートＵ０〜Ｕ３の接続先をポートＷ０〜Ｗ３に切り替える。   The scanning unit 16 controls the first multiplexer 13a, switches the connection destinations of the ports U0 to U3 to the ports W0 to W3 using the switches S14 to S17, controls the first multiplexer 13b, and uses the switches S14 to S17. The connection destination of the ports U0 to U3 is switched to the ports W0 to W3.

このようにして、サブアレイ１１２を第１の方向に順次選択して、開口をサブアレイ１１２のサイズに相当する距離ずつ移動させることができる。   In this manner, the subarray 112 can be sequentially selected in the first direction, and the opening can be moved by a distance corresponding to the size of the subarray 112.

次いで、走査部１６は、第１のマルチプレクサ１３ｂを制御し、スイッチＳ１０〜Ｓ１７によりポートＺ０〜Ｚ３およびポートＹ０〜Ｙ３を選択させ、第１のマルチプレクサ１３ｃを制御し、スイッチＳ１０〜Ｓ１７によりポートＺ０〜Ｚ３およびＹ０〜Ｙ３を選択させる。   Next, the scanning unit 16 controls the first multiplexer 13b, selects the ports Z0 to Z3 and the ports Y0 to Y3 by the switches S10 to S17, controls the first multiplexer 13c, and controls the first multiplexer 13c to the port Z0. -Z3 and Y0-Y3 are selected.

同時に、走査部１６は、第２のマルチプレクサ１４ａを制御し、スイッチＳ２０〜Ｓ２３によりポートＰ０〜Ｐ３の接続先をポートＲ０〜Ｒ３に切り替え、第２のマルチプレクサ１４ｂを制御し、スイッチＳ２０〜Ｓ２３によりポートＰ０〜Ｐ３の接続先をポートＲ０〜Ｒ３に切り替える。   At the same time, the scanning unit 16 controls the second multiplexer 14a, switches the connection destination of the ports P0 to P3 to the ports R0 to R3 by the switches S20 to S23, controls the second multiplexer 14b, and controls the second multiplexer 14b by the switches S20 to S23. The connection destination of the ports P0 to P3 is switched to the ports R0 to R3.

これにより、サブアレイ１１２ｅの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ｂに供給され、サブアレイ１１２ｆの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ｄに供給される。   As a result, the reception signals of the transducers 111a to 111d of the subarray 112e are supplied to the subbeamformer 15b, and the reception signals of the transducers 111a to 111d of the subarray 112f are supplied to the subbeamformer 15d.

また、第１のマルチプレクサ１３ｃのポートＺ０〜Ｚ３に接続されたサブアレイ１１２ｉの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ａに供給され、第１のマルチプレクサ１３ｃのポートＹ０〜Ｙ３に接続されたサブアレイ１１２ｊの振動子１１１ａ〜１１１ｄの受信信号がサブビームフォーマ１５ｃに供給される。   The reception signals of the transducers 111a to 111d of the subarray 112i connected to the ports Z0 to Z3 of the first multiplexer 13c are supplied to the subbeamformer 15a, and the subarray connected to the ports Y0 to Y3 of the first multiplexer 13c. The reception signals of the transducers 111a to 111d of 112j are supplied to the sub beam former 15c.

このようにして、サブアレイ１１２を第２の方向に順次選択して、開口をサブアレイ１１２のサイズに相当する距離ずつ移動させることができる。   In this manner, the subarray 112 can be sequentially selected in the second direction, and the opening can be moved by a distance corresponding to the size of the subarray 112.

以上のような第１の方向の移動と第２の方向の移動を繰り返して、全てのサブアレイ１１２の全ての振動子１１１の受信信号をサブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄに供給し、サブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄで整相して主ビームフォーマ２１に入力し、主ビームフォーマ２１で遅延加算し、信号処理部２２で画像信号に変換し、画像表示部２３に画像を表示する。   By repeating the movement in the first direction and the movement in the second direction as described above, the reception signals of all the transducers 111 in all the subarrays 112 are supplied to the subbeamformers 15a to 15d, and the subbeamformers 15a to 15d are used. Phased and input to the main beamformer 21, delayed and added by the main beamformer 21, converted to an image signal by the signal processing unit 22, and displayed on the image display unit 23.

このように本実施の形態においては、第１のマルチプレクサ１３ａ〜１３ｄでサブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄの接続先サブアレイ１１２を第１の方向に切り替え、第２のマルチプレクサ１４ａ，１４ｂでサブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄの接続先サブアレイ１１２を第２の方向に切り替えて、全てのサブアレイ１１２を選択して受信信号をサブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄを介して主ビームフォーマ２１に入力しているので、少ないサブビームフォーマ１５ａ〜１５ｄで多くの振動子１１１が受信した信号の整相を行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the connection destination subarray 112 of the sub beam formers 15a to 15d is switched in the first direction by the first multiplexers 13a to 13d, and the sub beam formers 15a to 15d are switched by the second multiplexers 14a and 14b. Since the connection destination sub-array 112 is switched to the second direction, all the sub-arrays 112 are selected, and the reception signals are input to the main beam former 21 via the sub-beam formers 15a to 15d, so the number of sub-beam formers 15a to 15d is reduced. Signals received by many transducers 111 can be phased.

以上のように、本発明にかかる超音波診断装置は、少ないビームフォーマで二次元配列された多数の振動子のビームフォーミングを行うことができるという効果を有し、二次元アレイを有し、被検体の三次元画像を形成する超音波診断装置等として有用である。   As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has the effect of being able to perform beam forming of a large number of transducers that are two-dimensionally arranged with a small number of beamformers, has a two-dimensional array, It is useful as an ultrasonic diagnostic apparatus that forms a three-dimensional image of a specimen.

本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置のブロック図The block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置の第１のマルチプレクサおよび第２のマルチプレクサ周辺のブロック図1 is a block diagram around the first multiplexer and the second multiplexer of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention. （ａ）本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置の二次元配列振動子の開口を示す図 （ｂ）本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置の二次元配列振動子の移動させた開口を示す図(A) The figure which shows opening of the two-dimensional array transducer | vibrator of the ultrasonic diagnosing device in the 1st Embodiment of this invention (b) Two-dimensional array vibration of the ultrasonic diagnosing device in the 1st Embodiment of this invention The figure which shows the opening which the child moved 従来の超音波診断装置のブロック図Block diagram of conventional ultrasonic diagnostic equipment

符号の説明Explanation of symbols

１０ プローブハンドル
１１ 二次元配列振動子
１１１、１１１ａ〜１１１ｄ 振動子
１１２、１１２ａ〜１１２ｊ サブアレイ
１２、１２ａ〜１２ｄ 信号線群
１３、１３ａ〜１３ｄ 第１のマルチプレクサ（ＭＵＸ）
１４、１４ａ、１４ｂ 第２のマルチプレクサ
１５、１５ａ〜１５ｄ サブビームフォーマ
１６ 走査部
２０ メインフレーム
２１ 主ビームフォーマ
２２ 信号処理部
２３ 画像表示部
２４ 制御部
５１ 送信アレイ
５１１1〜５１１M 送信サブアレイ
５２1〜５２M グループ内送信プロセッサ
５３ 送信ビームフォーマ
５３１1〜５３１M 送信ビームフォーマチャンネル
５４ 受信アレイ
５４１1〜５４１N 受信サブアレイ
５５1〜５５N グループ内受信プロセッサ
５６ 受信ビームフォーマ
５６１1〜５６１N 処理チャンネル
５７ ビームフォーマ加算機構
５８ 画像生成器
５９ システムコントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Probe handle 11 Two-dimensional array vibrator 111, 111a-111d Vibrator 112, 112a-112j Subarray 12, 12a-12d Signal line group 13, 13a-13d 1st multiplexer (MUX)
14, 14a, 14b Second multiplexer 15, 15a to 15d Sub-beamformer 16 Scanning unit 20 Main frame 21 Main beamformer 22 Signal processing unit 23 Image display unit 24 Control unit 51 Transmission array 511 1 to 511 M Transmission sub-array 52 1 to 52 M group transmit processor 53 transmit beamformer 531 1 to 531 M transmit beamformer channel 54 receive array 541 1 to 541 N receive subarray 55 1 to 55 N intragroup receive processor 56 receive beamformer 561 1 to 561 N process channel 57 Beamformer addition mechanism 58 Image generator 59 System controller

Claims (3)

第１の方向と第２の方向に二次元配列され複数のサブアレイにグループ化された振動子と、前記振動子からの受信信号の整相を行うサブビームフォーマと、前記サブビームフォーマと接続する前記サブアレイを選択する選択手段と、前記サブビームフォーマの出力を遅延加算する主ビームフォーマとを備えることを特徴とする超音波診断装置。 A transducer two-dimensionally arranged in a first direction and a second direction and grouped into a plurality of subarrays, a subbeamformer for phasing a received signal from the transducer, and the subarray connected to the subbeamformer And a main beamformer for delay-adding the output of the sub-beamformer. 前記選択手段は、前記サブビームフォーマと接続する前記サブアレイを前記第１の方向に選択する第１のマルチプレクサと、前記サブビームフォーマと接続する前記サブアレイを前記第２の方向に選択する第２のマルチプレクサとを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。 The selecting means includes: a first multiplexer that selects the subarray connected to the subbeamformer in the first direction; and a second multiplexer that selects the subarray connected to the subbeamformer in the second direction; The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: 前記選択手段は、前記サブアレイを前記第１の方向に選択する第１のマルチプレクサと、前記第１のマルチプレクサにより選択された前記サブアレイを前記第２の方向に選択して前記サブビームフォーマに接続する第２のマルチプレクサとを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。 The selecting means selects a first multiplexer that selects the subarray in the first direction, and selects the subarray selected by the first multiplexer in the second direction and connects the subarray to the subbeamformer. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising two multiplexers.
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