JP2008022887A - 超音波検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各々に複数の超音波トランスデューサが1次元に配列されている複数の素子列を互いに平行に並べることにより形成された多列アレイと、該多列アレイの各行において、それぞれ隣接する2つの素子間の電気的な接続を開閉することにより、複数の素子群を形成する複数のスイッチSW1〜SW10とを有する探触子100と、超音波ビームの送受信方向に応じて、上記複数のスイッチの開閉を制御するシステム制御部と、複数の素子群にそれぞれ供給される複数の駆動信号を生成する駆動信号生成部と、複数の素子群からそれぞれ出力される複数の受信信号を処理して画像信号を生成するプリアンプ〜ビームプロセッサとを含む。
【選択図】図1
Description
(1)1Dアレイ:エレベーション方向の開口が固定(1列のみ)されており、音響レンズ等によって固定された距離に焦点を形成する。
図1は、本発明の一実施形態に係る超音波検査装置の構成を示すブロック図である。この超音波検査装置は、探触子100と、超音波検査装置本体200と、それらを接続するケーブル150とを含んでいる。探触子(プローブ)100は、被検体の体腔内に挿入されて被検体の内部の様子を観察する超音波内視鏡検査において用いられるのに適しているが、被検体の体表に当接して用いられる通常の超音波検査用の探触子であっても良い。
送信ビーム制御部202は、システム制御部201の制御の下で、複数の素子グループにそれぞれ供給される複数の駆動信号の供給タイミング及び遅延時間を設定する。
送受信切換部204は、探触子100への128組の駆動信号DS1〜DS35の出力と探触子100からの128×5個の受信信号の入力とを切り換える。超音波検査装置本体200と探触子100との間の駆動信号/受信信号の受渡しのためには、128×5=640本の同軸ケーブルが用いられる。
受信信号演算部207は、システム制御部201の制御の下で、取得された受信信号のレベルを調整して整相加算処理を施すことにより、超音波ビームの送信方向に対応する受信データ(音線データ)を生成する。
ビデオプロセッサ209は、所定の信号処理を施された受信データについて走査フォーマットを変換し、さらに、ディジタル/アナログ変換処理を行うことにより、ビデオ信号(画像信号)を生成して、表示装置等に出力する。
図5は、複数の素子21が均等に配置された一般的なフェーズドアレイ(以下において、均等配置アレイという)における超音波送信方法を説明するための図である。これらの素子21には、駆動信号DS11〜DS21が供給される。このようなフェーズドアレイにおいて、図5の(a)に示すように、正面方向に向けて超音波ビームを送信する場合には、端部からセンターに向けて素子21を順次駆動するように、遅延パターン(遅延時間DL)が設定される。また、図5の(b)に示すように、超音波ビームを偏向する場合には、偏向方向から遠い方から先に素子21を駆動するように、遅延パターンがシフトされる。
図6に示すように、この場合には、超音波ビームの偏向角によらず、概ね良好なビーム品質が得られている。しかしながら、このようなフェーズドアレイにおいては、素子数に対応する数だけ駆動信号を供給するための同軸ケーブルが必要となるので、ケーブル全体の径が大きくなるという問題が生じる。
図10は、駆動信号生成部203(図3)における送信回路(パルサ)と探触子における素子とを含む送信系回路の等価回路を示している。図10に示すように、送信回路は、パルス信号源(駆動電圧VD)と出力インピーダンスROとを有している。送信回路と素子とは、同軸ケーブル150によって接続される。超音波の送信時においては、素子のグループ化によって、送信回路に対する負荷インピーダンスZLが変化する。そのため、送信回路の出力インピーダンスR0が負荷インピーダンスZLに比較して十分に小さくない場合には、素子のグループ化によって駆動電圧VDが変化してしまう。また、素子は容量性負荷であるので、送信系回路の周波数特性が変化して、駆動波形の立ち上り特性も変化してしまう。
また、各行の素子には(素子数−1)個のスイッチを設ければ良いので、超音波トランスデューサアレイにおけるトータルのスイッチ数は1280個で済む。従って、探触子のサイズもあまり大型にはならないで済む。
挿入部301は、被検体の体腔内に挿入することができるように、可撓性を有する材料によって形成された細長い管となっている。操作部302は、挿入部301の基端に設けられており、接続コード303を介して、図13に示す超音波検査装置本体200に接続されると共に、ユニバーサルコード304を介して、図13に示す光源装置320に接続される。
11、901、911 バッキング材
12、21、31〜35、902、912〜914 超音波トランスデューサ(素子)
13、903、915 配線
14 S/P
15 デコーダ
100 探触子
150 同軸ケーブル
200 超音波検査装置本体
201 システム制御部
202 送信ビーム制御部
203 駆動信号生成部
204 送受信切換部
205 プリアンプ
206 アナログ/ディジタル変換器(ADC)
207 受信信号演算部
208 ビームプロセッサ
209、330 ビデオプロセッサ
300 超音波内視鏡
301 挿入部
302 操作部
303 接続コード
304 ユニバーサルコード
305 処置具挿入口
306 穿刺針
311 観察窓
312 照明窓
313 処置具挿通口
314 ノズル孔
320 光源装置
340 ミキサ
350 表示装置
Claims (3)
- 各々に複数の超音波トランスデューサが1次元に配列されている複数の素子列を互いに平行に並べることにより形成された多列アレイと、前記多列アレイの各行において、それぞれ隣接する2つの素子間の電気的な接続を開閉することにより、複数の素子群を形成する複数のスイッチとを有する探触子と、
超音波ビームの送受信方向に応じて、前記複数のスイッチの開閉を制御する制御手段と、
前記複数の素子群にそれぞれ供給される複数の駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記複数の素子群からそれぞれ出力される複数の受信信号を処理して画像信号を生成する信号処理手段と、
を具備する超音波検査装置。 - 前記制御手段が、超音波ビームの送受信方向に応じて、前記駆動信号生成手段によって生成される駆動信号の特性、及び/又は、前記信号処理手段における受信信号の特性を変化させるように、前記駆動信号生成手段及び/又は前記信号処理手段を制御する、請求項1記載の超音波検査装置。
- 前記探触子が、内視鏡観察に用いられる照明手段及び撮像手段をさらに有する、請求項1又は2記載の超音波検査装置。
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