JP2017121274A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device using the ultrasonic probe - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe that achieves high picture quality, low power consumption, and area saving which generates less heat and imposes less burden on a patient by long time diagnosis, and an ultrasonic diagnostic device using the ultrasonic probe.SOLUTION: In an ultrasonic probe equipped with a probe control circuit part and a plurality of subarrays connected to the probe control circuit part, the subarrays include a plurality of ultrasonic vibrators and element circuit units connected to the ultrasonic vibrators. The element circuit units include wave transmission circuit subunits 33 for outputting a drive signal for driving the ultrasonic vibrators. The wave transmission circuit subunits include amplification circuit parts 100, delay circuit parts, and determination circuit parts. The input of the amplification circuit parts is connected to the input of the delay circuit parts and the input of the determination circuit parts. The output of the delay circuit parts is connected to the input of the determination circuit parts, and the output of the determination circuit parts is connected to the amplification circuit parts.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、超音波プローブ及びそれを用いた超音波診断装置に関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus using the same.

超音波診断装置は、X線CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等とともに、生体内を容易かつリアルタイムに観察することができる装置として広く利用されている。さらに、近年においては、従来の画像診断から、穿刺観察、造影剤観察などの治療支援への活用によりその用途を拡大しており、かかる背景からも、超音波診断装置では、従来にも増した高画質化が求められている。また、超音波診断装置では、断層像を撮像するためにパルス波を送信するモードや、血流を測定するCW(Continuous Wave:連続波)波を送信するモードがある。   Ultrasonic diagnostic apparatuses are widely used as apparatuses capable of easily and in real time observing the inside of a living body together with an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, and the like. Furthermore, in recent years, the application has been expanded from the conventional image diagnosis to the use of treatment support such as puncture observation and contrast medium observation. Against this background, the number of ultrasonic diagnostic apparatuses has increased compared to the conventional cases. There is a need for higher image quality. In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus has a mode for transmitting a pulse wave to capture a tomographic image and a mode for transmitting a CW (Continuous Wave) wave for measuring blood flow.

本技術分野の背景技術として、特許文献1がある。この公報には、超音波診断装置用の送信回路として、リニア増幅回路を用いて、入力波形に従って所定の増幅度で増幅された任意の波形を送信する技術が記載されている。また、パルス波とCW波とで増幅回路の利得を切替える技術が記載されている。   As a background art of this technical field, there is Patent Document 1. This publication describes a technique for transmitting an arbitrary waveform amplified with a predetermined amplification degree according to an input waveform using a linear amplifier circuit as a transmission circuit for an ultrasonic diagnostic apparatus. In addition, a technique for switching the gain of an amplifier circuit between a pulse wave and a CW wave is described.

特許文献2には、パルス波とCW波用に別々の回路を設ける技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for providing separate circuits for pulse waves and CW waves.

特開2000−152930号公報JP 2000-152930 A 米国特許第6028484号明細書US Pat. No. 6,028,484

ところで、超音波診断装置では、高画質化が求められている。そのため、超音波を発する超音波プローブ内に多量の振動子と振動子を駆動するICを設けて、振動子数を増やすことで高画質化が可能だが消費電力も増大している。加えて、CW波を送信する際には、増幅回路に流れるバイアス電流を増やして雑音を低減し、高画質化を図ると、消費電力がさらに増大する結果となる。消費電力が増加すると超音波プローブが発熱し、放熱するために診断の中断が必要となる可能性がある。この結果として、患者やユーザの負担が増加する問題がある。   Incidentally, there is a demand for higher image quality in ultrasonic diagnostic apparatuses. For this reason, by providing a large number of transducers and an IC for driving the transducers in the ultrasonic probe that emits ultrasonic waves and increasing the number of transducers, it is possible to improve image quality, but power consumption is also increasing. In addition, when transmitting CW waves, increasing the bias current flowing through the amplifier circuit to reduce noise and improve image quality results in a further increase in power consumption. When the power consumption increases, the ultrasonic probe generates heat, and it may be necessary to interrupt the diagnosis to dissipate heat. As a result, there is a problem that the burden on patients and users increases.

特許文献1では、増幅回路をパルス波とCW波を送信するモードで共用している。送信する区間である送信期間以外の電流を抑えることができるが、送信期間はバイアス電流が流れ回路が動作するために、さらなる消費電力の削減が困難であるという問題がある。   In Patent Document 1, the amplifier circuit is shared in a mode for transmitting a pulse wave and a CW wave. Although current other than the transmission period, which is a transmission period, can be suppressed, there is a problem in that it is difficult to further reduce power consumption because a bias current flows and the circuit operates during the transmission period.

特許文献2では、パルス波とCW波で別々の回路を設け、それぞれの消費電力を低減することはできるが、特許文献1に比べて回路面積が増える問題がある。   In Patent Document 2, although separate circuits can be provided for the pulse wave and the CW wave to reduce the power consumption, there is a problem that the circuit area increases compared to Patent Document 1.

そこで本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、高画質化と低消費電力化と省面積化を両立させた超音波プローブ及びそれを用いた超音波診断装置を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides an ultrasonic probe that solves the above-described problems of the prior art and achieves both high image quality, low power consumption, and area saving, and an ultrasonic diagnostic apparatus using the same. .

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。   The present application includes a plurality of means for solving at least a part of the above-described problems. Examples of the means are as follows.

上記課題を解決すべく、増幅回路と遅延回路と判定回路とを備え、増幅回路の入力は、遅延回路の入力と、判定回路の入力に接続され、判定回路は増幅回路の入力信号と遅延回路で遅延された信号の値を検出し、増幅回路の入力信号の立上りと立下がりをトリガとし、遅延回路で遅延させた期間だけ、増幅回路のパワーをオンする。   In order to solve the above problem, an amplifier circuit, a delay circuit, and a determination circuit are provided, and an input of the amplifier circuit is connected to an input of the delay circuit and an input of the determination circuit, and the determination circuit is connected to the input signal of the amplifier circuit and the delay circuit. The value of the delayed signal is detected, the rising and falling edges of the input signal of the amplifier circuit are used as triggers, and the power of the amplifier circuit is turned on only for the period delayed by the delay circuit.

また、他の解決手段では、本発明に係る超音波診断装置は、増幅回路と遅延回路と判定回路とスイッチとを備え、
前記増幅回路の入力と出力の間に前記スイッチが直列に接続され、前記増幅回路の入力は、前記遅延回路の入力と、判定回路の入力に接続され、前記遅延回路の出力は、前記判定回路の入力に接続される。
In another solution, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an amplification circuit, a delay circuit, a determination circuit, and a switch,
The switch is connected in series between the input and the output of the amplifier circuit, the input of the amplifier circuit is connected to the input of the delay circuit and the input of the determination circuit, and the output of the delay circuit is connected to the determination circuit Connected to the input.

すなわち、上記した課題を解決するために、本発明では、プローブ制御回路部と、このプローブ制御回路部と接続する複数のサブアレイとを備えた超音波プローブにおいて、サブアレイは、超音波振動子とこの超音波振動子に接続する素子回路ユニットとを複数備え、この素子回路ユニットは、超音波振動子を駆動する駆動信号を出力する送波回路サブユニットを有し、この送波回路サブユニットは増幅回路部と遅延回路部と判定回路部とを備え、増幅回路部の入力は遅延回路部の入力及び判定回路部の入力と接続され、遅延回路部の出力は判定回路部の入力に接続され、判定回路部の出力は増幅回路部に接続するように構成した。   That is, in order to solve the above-described problem, in the present invention, in an ultrasonic probe including a probe control circuit unit and a plurality of subarrays connected to the probe control circuit unit, the subarray includes an ultrasonic transducer and the ultrasonic transducer. A plurality of element circuit units connected to the ultrasonic transducer, and the element circuit unit has a transmission circuit subunit that outputs a drive signal for driving the ultrasonic transducer, and the transmission circuit subunit is amplified. A circuit unit, a delay circuit unit, and a determination circuit unit, the input of the amplifier circuit unit is connected to the input of the delay circuit unit and the input of the determination circuit unit, the output of the delay circuit unit is connected to the input of the determination circuit unit; The output of the determination circuit unit was configured to be connected to the amplifier circuit unit.

また、上記した課題を解決するために、本発明では、プローブ制御回路部と、このプローブ制御回路部と接続する複数のサブアレイとを備えた超音波プローブにおいて、サブアレイは超音波振動子とこの超音波振動子に接続する素子回路ユニットとを複数備え、この素子回路ユニットは、増幅回路部と制御回路部と増幅回路部にバイアス電流を印加するバイアス電流印加部とを有し、プローブ制御回路部で超音波振動子を駆動する駆動信号をパルス信号と連続波信号との間で切替えたときに、バイアス電流印加部は増幅回路部に印加するバイアス電流を切替えるように構成した。   In order to solve the above-described problems, according to the present invention, in an ultrasonic probe including a probe control circuit unit and a plurality of subarrays connected to the probe control circuit unit, the subarray includes an ultrasonic transducer and an ultrasonic transducer. A plurality of element circuit units connected to the sonic transducer, the element circuit unit having an amplification circuit unit, a control circuit unit, and a bias current application unit for applying a bias current to the amplification circuit unit, and a probe control circuit unit; When the drive signal for driving the ultrasonic transducer is switched between the pulse signal and the continuous wave signal, the bias current application unit is configured to switch the bias current applied to the amplifier circuit unit.

更に、上記した課題を解決するために、本発明では、本体インターフェース部と制御回路部と入力部とモニタとを備えた装置本体と、プローブ制御回路部と、このプローブ制御回路部と接続する複数のサブアレイとを備えて装置本体と接続する超音波プローブとを備えた超音波診断装置において、超音波プローブのサブアレイは、超音波振動子と超音波振動子に接続する素子回路ユニットとを複数備え、この素子回路ユニットは、超音波振動子を駆動する駆動信号を出力する送波回路サブユニットを有し、送波回路サブユニットは、増幅回路部と遅延回路部と判定回路部とを備え、増幅回路部の入力は、遅延回路部の入力及び判定回路部の入力と接続され、遅延回路部の出力は、判定回路部の入力に接続され、判定回路部の出力は、増幅回路部に接続するように構成した。   Furthermore, in order to solve the above-described problems, in the present invention, an apparatus main body including a main body interface unit, a control circuit unit, an input unit, and a monitor, a probe control circuit unit, and a plurality of units connected to the probe control circuit unit are provided. An ultrasonic probe including an ultrasonic probe connected to the apparatus main body, the subarray of the ultrasonic probe includes an ultrasonic transducer and a plurality of element circuit units connected to the ultrasonic transducer The element circuit unit includes a transmission circuit subunit that outputs a drive signal for driving the ultrasonic transducer, and the transmission circuit subunit includes an amplification circuit unit, a delay circuit unit, and a determination circuit unit. The input of the amplifier circuit unit is connected to the input of the delay circuit unit and the input of the determination circuit unit, the output of the delay circuit unit is connected to the input of the determination circuit unit, and the output of the determination circuit unit is the amplifier circuit And configured to connect to.

本発明によれば、超音波プローブ及びそれを用いた超音波診断装置において高画質化と低消費電力化と省面積化を鼎立させることができ、患者やユーザの負担を軽減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnosing device using the same, high image quality, low power consumption, and area saving can be established, and the burden of a patient or a user can be reduced.

上記した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の実施例1に係る超音波診断装置の概略の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る超音波診断装置の素子回路の概略の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an element circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る超音波診断装置の送波回路の概略の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a transmission circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 送信信号に含まれる雑音(位相雑音)とバイアス電流との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the noise (phase noise) contained in a transmission signal, and bias current. 本発明の実施例1に係る超音波診断装置のパワー制御回路の概略の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power control circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る超音波診断装置の送波回路の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。It is a timing chart which showed an example of the operation timing of the transmission circuit of the ultrasonic diagnostic equipment concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係る超音波診断装置の送波回路の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the transmission circuit of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る超音波診断装置のパワー制御回路の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the outline of the power control circuit of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る超音波診断装置の送波回路の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed an example of the operation timing of the transmission circuit of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る超音波診断装置の送波回路の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the outline of the transmission circuit of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係る超音波診断装置の送波回路の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed an example of the operation timing of the transmission circuit of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る超音波診断装置の設定モードとバイアス電流値の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the setting mode and bias current value of the ultrasound diagnosing device which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係る超音波診断装置の診断時間とバイアス電流値と参照画像の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the diagnostic time of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 5 of this invention, a bias current value, and a reference image. 本発明の実施例5に係る超音波診断装置の診断時間を設定するモニタ画面の一例である。It is an example of the monitor screen which sets the diagnostic time of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係る超音波診断装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the ultrasonic diagnosing device which concerns on Example 6 of this invention.

本発明は、超音波診断装置の超音波プローブの送波回路において比較的大きな面積を占める増幅回路を、断層像を撮像するためにパルス波を送信するモードと、血流を測定するCW波を送信するモードとで共有することを可能にして、パルス波を送信するモードとCW波を送信するモードとで別の増幅回路を用いる場合と比べて占有する面積を小さくする省面積化を図ったものである。   The present invention relates to an amplification circuit occupying a relatively large area in a transmission circuit of an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus, a mode for transmitting a pulse wave to capture a tomographic image, and a CW wave for measuring blood flow. It is possible to share with the transmission mode, and the area to be occupied is reduced compared with the case of using different amplification circuits in the mode for transmitting the pulse wave and the mode for transmitting the CW wave. Is.

また、本発明は、断層像を撮像するためにパルス波を送信するモードと、血流を測定するCW波を送信するモードとで増幅回路に印加するバイアス電流を切替えることで振動子を急速充放電できるようにして低雑音信号を出力できるようにしたものである。   In addition, the present invention rapidly charges the vibrator by switching the bias current applied to the amplifier circuit between a mode in which a pulse wave is transmitted to capture a tomographic image and a mode in which a CW wave for measuring blood flow is transmitted. A low noise signal can be output by enabling discharge.

さらに、本発明は、振動子の充放電時間を制御することにより、バイアス電流を印加する時間を規制して、低消費電力の実現を図ったものである。   Furthermore, the present invention controls the charging / discharging time of the vibrator to regulate the time for applying the bias current, thereby realizing low power consumption.

以下では、本発明の増幅回路を、超音波診断装置の超音波プローブの送波回路に適用した例について説明する。   Below, the example which applied the amplifier circuit of this invention to the transmission circuit of the ultrasonic probe of an ultrasonic diagnosing device is demonstrated.

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiments below. Those skilled in the art will readily understand that the specific configuration can be changed without departing from the spirit or the spirit of the present invention.

以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略する。同様な機能を有する複数の部分がある場合、識別のために同一符号にハイフンおよび数字を付する場合がある。   In the structures of the invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated. When there are a plurality of parts having similar functions, a hyphen and a number may be attached to the same symbol for identification.

図1は、本発明の実施例1に係る超音波診断装置1000の構成を示した図である。図1に示すように、本実施例に係る超音波診断装置1000は、本体装置10と、超音波プローブ21とを有している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1000 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1000 according to the present embodiment includes a main body apparatus 10 and an ultrasonic probe 21.

本体装置10は、本体IF(IF:InterFace)11、本体制御回路12、モニタ13、入力手段14とを有する。本体IF11は、超音波プローブ21との間で超音波プローブにより超音波を送受信するための信号を通信する。   The main body device 10 includes a main body IF (IF: InterFace) 11, a main body control circuit 12, a monitor 13, and input means 14. The main body IF 11 communicates signals for transmitting and receiving ultrasonic waves with the ultrasonic probe 21 with the ultrasonic probe 21.

本体制御回路12は、例えば、当該超音波診断装置1000の全体の制御を行うCPU(Central Processor Unit)121と、CPU121が実行するプログラム等を記憶したHDD(Hard Disk Drive)や処理するデータを一時記憶するRAMなどの記憶装置122と、図示していない外部装置と通信するための通信IF(IF:InterFace)装置123と、超音波プローブ21からの信号を画像処理する画像処理回路124と、超音波プローブ21を制御するために超音波プローブ21との間で制御信号を通信する通信部125を有している。   For example, the main body control circuit 12 temporarily stores a CPU (Central Processor Unit) 121 that performs overall control of the ultrasonic diagnostic apparatus 1000, an HDD (Hard Disk Drive) that stores programs executed by the CPU 121, and data to be processed. A storage device 122 such as a RAM for storage, a communication IF (IF: InterFace) device 123 for communicating with an external device (not shown), an image processing circuit 124 that performs image processing on a signal from the ultrasonic probe 21, and a super In order to control the acoustic probe 21, a communication unit 125 that communicates a control signal with the ultrasound probe 21 is provided.

モニタ13は、液晶ディスプレイ装置等の出力装置である。入力手段14は、ボタンやキーボードやマウス、タッチパネル等の入力装置である。   The monitor 13 is an output device such as a liquid crystal display device. The input unit 14 is an input device such as a button, a keyboard, a mouse, or a touch panel.

また、本体装置10は図示していないが、電源回路を有し、本体装置10と超音波プローブ21の各部に電源を供給する。   Although not shown, the main body device 10 has a power supply circuit and supplies power to each part of the main body device 10 and the ultrasonic probe 21.

本体装置10は、例えば、底面に取り付けられたキャスタ(図示せず)等により、床面上を自在に移動可能な構造となっている。他にも、タブレット端末の形態や、据え置き型として超音波プローブ21とは高速の通信ケーブルや無線で繋がっていても良い。   The main body device 10 has a structure that can freely move on the floor surface by, for example, a caster (not shown) attached to the bottom surface. In addition, it may be connected to the ultrasonic probe 21 in a form of a tablet terminal or a stationary type by a high-speed communication cable or wirelessly.

超音波プローブ21は、サブアレイ22(22a,22b,22c…)、プローブIF25(25a,25b,25c…)、プローブ制御回路26とを有する。プローブIF25は、超音波プローブ21に複数あり、複数のサブアレイ22と接続され、本体装置10の本体IF11と超音波プローブ21により超音波を送受信するための信号を通信する。プローブIF25は、例えば、本体IF11間との通信ケーブルを通しても電圧波形が歪まないようなバッファ回路などを含む。プローブ制御回路26は、本体装置10の本体制御回路12からの制御信号に基づき、超音波プローブ21の各部を制御する。   The ultrasonic probe 21 includes a subarray 22 (22a, 22b, 22c...), A probe IF 25 (25a, 25b, 25c...), And a probe control circuit 26. There are a plurality of probe IFs 25 in the ultrasonic probe 21, which are connected to the plurality of subarrays 22, and communicate signals for transmitting and receiving ultrasonic waves between the main body IF 11 of the main body device 10 and the ultrasonic probe 21. The probe IF 25 includes, for example, a buffer circuit that does not distort the voltage waveform even through a communication cable between the main body IF 11. The probe control circuit 26 controls each part of the ultrasonic probe 21 based on a control signal from the main body control circuit 12 of the main body device 10.

サブアレイ22aは、複数の1素子回路23a,23b,23c…と加算回路24を有する。1素子回路23a,23b,23c…は超音波を送受信する。加算回路24は、サブアレイ22aが含む各1素子回路23a,23b,23c…により受信した超音波信号を加算し、プローブIF25aへ出力する。サブアレイ22b,22c…についても同様である。   The subarray 22a includes a plurality of one-element circuits 23a, 23b, 23c,. The one-element circuits 23a, 23b, 23c... Transmit and receive ultrasonic waves. The adding circuit 24 adds the ultrasonic signals received by the one-element circuits 23a, 23b, 23c,... Included in the subarray 22a, and outputs the result to the probe IF 25a. The same applies to the sub-arrays 22b, 22c.

図2に1素子回路23のブロック図の一例を示す。図1に示した1素子回路23a,23b,23c…は何れも同じ回路構成を有しているので、図2においてはそれらを代表して1素子回路23として表示している。1素子回路23は、素子回路部30と振動子41とが対になっており、素子回路部30は、受信回路(Rx)31、遅延制御回路(Delay Cont.)32、送波回路(Tx)33を備えて構成されている。   An example of a block diagram of the one-element circuit 23 is shown in FIG. 1 all have the same circuit configuration, and therefore, they are represented as a one-element circuit 23 as a representative in FIG. In the one-element circuit 23, an element circuit unit 30 and a vibrator 41 are paired. The element circuit unit 30 includes a reception circuit (Rx) 31, a delay control circuit (Delay Cont.) 32, and a transmission circuit (Tx ) 33.

遅延制御回路32は、プローブ制御回路26を介し、本体装置10の本体制御回路12からの制御信号に応じて送波回路33から出力される振動子41を駆動する駆動信号の出力タイミングを制御する。例えば、遅延制御回路32は、複数のサブアレイ22に含まれる複数の振動子41から出力される、複数の超音波のフォーカルポイント(超音波信号が強くなるポイント)を走査するように、送波回路33が出力する駆動信号の出力タイミングを制御する。また、遅延制御回路32は、例えば、複数のサブアレイ22に含まれる複数の振動子41が受信する複数の反射波から、ターゲットの適切な画像が得られるよう、受信回路34の受信信号を遅延し、加算回路24で加算するタイミングを制御する。   The delay control circuit 32 controls the output timing of the drive signal for driving the transducer 41 output from the wave transmission circuit 33 according to the control signal from the main body control circuit 12 of the main body device 10 via the probe control circuit 26. . For example, the delay control circuit 32 scans a plurality of ultrasonic focal points (points at which the ultrasonic signals become strong) output from the plurality of transducers 41 included in the plurality of subarrays 22. The output timing of the drive signal output by 33 is controlled. The delay control circuit 32 delays the reception signal of the reception circuit 34 so that an appropriate image of the target can be obtained from the plurality of reflected waves received by the plurality of transducers 41 included in the plurality of subarrays 22, for example. The timing of adding by the adding circuit 24 is controlled.

従って、本体装置10の画像処理回路125は、1素子回路23にて送受信した信号を画像として表示できるように信号処理を行なうことで、ターゲットの超音波画像をモニタ13に表示することができる。   Therefore, the image processing circuit 125 of the main body apparatus 10 can display the target ultrasonic image on the monitor 13 by performing signal processing so that the signal transmitted and received by the one-element circuit 23 can be displayed as an image.

送波回路33は、遅延制御回路32から出力される信号を増幅して、振動子41を駆動する駆動信号を出力する。   The transmission circuit 33 amplifies the signal output from the delay control circuit 32 and outputs a drive signal for driving the vibrator 41.

受信回路31は、振動子41によって受信された信号を増幅して、遅延制御回路32に出力する。   The receiving circuit 31 amplifies the signal received by the vibrator 41 and outputs the amplified signal to the delay control circuit 32.

1素子回路23に含まれる振動子41は、1D(Dimension)あるいは2Dアレイ状に配置され、送波回路33や受信回路31とはインターポーザなどを介して接続される構成でも良いし、半導体プロセス上で作成して、送波回路33や受信回路31と同一チップ上に実装される構成でも良い。   The transducers 41 included in the one-element circuit 23 may be arranged in a 1D (Dimension) or 2D array, and may be connected to the transmission circuit 33 or the reception circuit 31 via an interposer or the like. It is possible to use a configuration in which the circuit is created and mounted on the same chip as the transmission circuit 33 and the reception circuit 31.

振動子41は、高画質化の要求に応じて小型化され、その数が増加している。それに伴い、1素子回路23の数は、例えば、約1万個に達する。そのため、1素子回路23のサイズおよび消費電力の低減を図ることが重要となる。   The vibrator 41 is downsized in response to a demand for higher image quality, and the number thereof is increasing. Accordingly, the number of one-element circuits 23 reaches, for example, about 10,000. Therefore, it is important to reduce the size and power consumption of the one-element circuit 23.

図3は、図2の送波回路33のブロック図の一例である。図3に示すように、送波回路33は、増幅回路100と、抵抗R1:111,抵抗R2:112と、パワー制御回路200を有する。   FIG. 3 is an example of a block diagram of the transmission circuit 33 of FIG. As shown in FIG. 3, the transmission circuit 33 includes an amplifier circuit 100, a resistor R1: 111, a resistor R2: 112, and a power control circuit 200.

増幅回路100の非反転入力端子101は、信号線inp:121と接続されている。信号線inp:121は入力端子140を介して遅延制御回路32と接続され、また、分岐して信号線inp:123を介してパワー制御回路200に接続されている。従って、増幅回路100の非反転入力端子101には、遅延制御回路32から出力される信号が入力端子140を介して入力される。遅延制御回路32から出力される信号は、例えば、正弦波や方形波である。   A non-inverting input terminal 101 of the amplifier circuit 100 is connected to a signal line inp: 121. The signal line inp: 121 is connected to the delay control circuit 32 via the input terminal 140, and is branched and connected to the power control circuit 200 via the signal line inp: 123. Therefore, the signal output from the delay control circuit 32 is input to the non-inverting input terminal 101 of the amplifier circuit 100 via the input terminal 140. The signal output from the delay control circuit 32 is, for example, a sine wave or a square wave.

増幅回路100の反転入力端子102は、信号線122と接続されている。信号線122は、抵抗R1:111を介して定電圧源:120と接続されている。従って、増幅回路100の反転入力端子102には、定電圧源:120から出力される一定の定電圧(コモンモード電圧Vcom)が抵抗R1:111を介して入力される。   The inverting input terminal 102 of the amplifier circuit 100 is connected to the signal line 122. The signal line 122 is connected to a constant voltage source: 120 via a resistor R1: 111. Therefore, a constant voltage (common mode voltage Vcom) output from the constant voltage source 120 is input to the inverting input terminal 102 of the amplifier circuit 100 via the resistor R1: 111.

定電圧源120は、例えば、電源から、抵抗分圧によりコモンモード電圧Vcomを生成することができ、プローブIF25やプローブ制御回路26から供給しても良い。あるいは、コモンモード電圧Vcomは、グランド電圧(0V)であってもよいし、本体装置10から供給してもよい。増幅回路100は、遅延制御回路32から出力され信号線121を介して入力される信号を増幅して、出力端子130から出力する。   The constant voltage source 120 can generate a common mode voltage Vcom from a power source by resistance voltage division, for example, and may supply the common voltage from the probe IF 25 or the probe control circuit 26. Alternatively, the common mode voltage Vcom may be a ground voltage (0 V) or may be supplied from the main body device 10. The amplifier circuit 100 amplifies the signal output from the delay control circuit 32 and input via the signal line 121 and outputs the amplified signal from the output terminal 130.

増幅回路100の出力端子130からの出力は、振動子41と接続されている。増幅回路100は、遅延制御回路32から出力される信号を入力端子140から信号線121を介して入力して増幅し、駆動信号として、出力端子130から振動子41に出力する。   An output from the output terminal 130 of the amplifier circuit 100 is connected to the vibrator 41. The amplifier circuit 100 receives and amplifies the signal output from the delay control circuit 32 from the input terminal 140 via the signal line 121, and outputs the amplified signal from the output terminal 130 to the vibrator 41 as a drive signal.

コモンモード電圧Vcomを出力する定電圧源120と、増幅回路100の反転入力端子102との間には、抵抗R1:111が接続されている。増幅回路100の反転入力端子102と、増幅回路100の出力との間には、抵抗R2:112が接続されている。これにより、送波回路33のDC(Direct Current)利得は、送波回路33全体が非反転増幅回路を構成しているので、増幅回路100の利得が「R2/R1」の比より十分大きいとすれば、「1+R2/R1」となる。   A resistor R1: 111 is connected between the constant voltage source 120 that outputs the common mode voltage Vcom and the inverting input terminal 102 of the amplifier circuit 100. A resistor R2: 112 is connected between the inverting input terminal 102 of the amplifier circuit 100 and the output of the amplifier circuit 100. As a result, the DC (Direct Current) gain of the transmission circuit 33 is sufficiently larger than the ratio of “R2 / R1” because the entire transmission circuit 33 constitutes a non-inverting amplification circuit. Then, “1 + R2 / R1” is obtained.

増幅回路100は、信号線113を介して送信オン信号txon:601と接続され、更に、信号線114を介してCWオン信号cwon:602と接続されている。更に、信号線113を介して送信オン信号txon:601と信号線114を介してCWオン信号cwon:602とは、バイアス電流回路150に入力される。バイアス電流回路150からの出力は、信号線115を介して増幅回路100に入力される。   The amplifier circuit 100 is connected to the transmission on signal txon: 601 through the signal line 113 and further connected to the CW on signal cwon: 602 through the signal line 114. Further, the transmission on signal txon: 601 through the signal line 113 and the CW on signal cwon: 602 through the signal line 114 are input to the bias current circuit 150. An output from the bias current circuit 150 is input to the amplifier circuit 100 via the signal line 115.

入力端子142から入力されて信号線113で送信される送信オン信号txon:601は、プローブ制御回路26を介し、本体装置10のCPU121からの制御に応じて、振動子41から超音波を出力する送信時にHigh状態を出力する。即ち、入力端子142から入力される送信オン信号txonは素子回路部30が送信状態(振動子41から超音波を出力可能な状態)であることを示す信号である。   A transmission on signal txon: 601 that is input from the input terminal 142 and transmitted through the signal line 113 outputs an ultrasonic wave from the transducer 41 via the probe control circuit 26 in accordance with control from the CPU 121 of the main body device 10. A High state is output at the time of transmission. That is, the transmission on signal txon input from the input terminal 142 is a signal indicating that the element circuit unit 30 is in a transmission state (a state in which ultrasonic waves can be output from the transducer 41).

一方、入力端子141から入力されて信号線114で送信されるCWオン信号cwon:602は、プローブ制御回路26を介し、本体装置10のCPU121からの制御に応じて、振動子41からCW信号を送受信する時にHigh状態を出力する。即ち、入力端子141から入力されるCWオン信号cwon:602は1素子回路23がCW状態を示す信号である。   On the other hand, a CW ON signal cwon: 602 that is input from the input terminal 141 and transmitted through the signal line 114 is transmitted through the probe control circuit 26 as a CW signal from the vibrator 41 in accordance with control from the CPU 121 of the main body device 10. When transmitting / receiving, High state is output. That is, the CW ON signal cwon: 602 input from the input terminal 141 is a signal indicating that the one-element circuit 23 is in the CW state.

増幅回路100は、入力端子142から入力されて信号線113で送信される送信オン信号txon:601がLow状態なら、パワーオフし、出力端子130から振動子41に出力される信号out:606のレベルはコモンモード電圧Vcomのレベルになる。   If the transmission on signal txon: 601 that is input from the input terminal 142 and transmitted through the signal line 113 is in the Low state, the amplifier circuit 100 is powered off and the signal out: 606 that is output from the output terminal 130 to the vibrator 41 is output. The level becomes the level of the common mode voltage Vcom.

また、入力端子141から入力されて信号線114で送信されるCWオン信号cwon:602の状態に応じて、バイアス電流回路150により増幅回路100のパワーがオンの状態における増幅回路100に印加するバイアス電流値を変える。例えば、入力端子141から入力されたCWオン信号cwon:602がHigh状態ならバイアス電流回路150から出力され信号線115を介して増幅回路100に印加されるバイアス電流はibcw:6072の値に設定し(図6参照)、CWオン信号cwon:602がLow状態ならバイアス電流:607をibbw:6071の値に設定する(図6参照)。   In addition, the bias current circuit 150 applies a bias to the amplifier circuit 100 when the power of the amplifier circuit 100 is on in accordance with the state of the CW on signal cwon: 602 that is input from the input terminal 141 and transmitted through the signal line 114. Change the current value. For example, if the CW ON signal cwon: 602 input from the input terminal 141 is in a high state, the bias current output from the bias current circuit 150 and applied to the amplifier circuit 100 via the signal line 115 is set to a value of ibcw: 6072. (See FIG. 6) If the CW on signal cwon: 602 is in the low state, the bias current: 607 is set to a value of ibbw: 6071 (see FIG. 6).

1素子回路23がCW状態における血流計測では、血球からの反射波である受信信号と同時に、骨などから反射された大振幅の送信信号による反射波も同時に受信される問題がある。血球からの反射波に対し、骨からの反射波は非常に大きく、その反射波に含まれる送信信号に起因する雑音もまた大きい。雑音は周波数特性を持ち位相雑音として、血球からの反射波の周波数帯と重なる。このため、振動子41に対してCW波を送信する血流計測では、送信信号に含まれる雑音を低減することが、高画質化するために重要である。   In blood flow measurement when the one-element circuit 23 is in the CW state, there is a problem that a reflected wave due to a large-amplitude transmission signal reflected from a bone or the like is received simultaneously with a received signal that is a reflected wave from a blood cell. The reflected wave from the bone is much larger than the reflected wave from the blood cell, and the noise caused by the transmission signal included in the reflected wave is also large. Noise has frequency characteristics and is phase noise and overlaps with the frequency band of the reflected wave from the blood cell. For this reason, in blood flow measurement in which a CW wave is transmitted to the transducer 41, it is important to reduce noise included in the transmission signal in order to improve image quality.

一方、送信信号に含まれる雑音(位相雑音)とバイアス電流との間には、図4に示すような関係があり、バイアス電流が増加すると位相雑音が減少する。従って、位相雑音はバイアス電流回路150から出力されて増幅回路100に印加されるバイアス電流を増やすことによって改善することが可能である。従って、バイアス電流回路150によるバイアス電流の設定値はibcw>ibbwとして(図6参照)、端子141から入力されるCWオン信号cwon:602がHigh状態のCW状態におけるバイアス電流をパルス波を送信するモードより大きくすることで、血流計測において連続波を送信する際の高画質化を行なう。   On the other hand, there is a relationship as shown in FIG. 4 between the noise (phase noise) included in the transmission signal and the bias current, and the phase noise decreases as the bias current increases. Therefore, the phase noise can be improved by increasing the bias current output from the bias current circuit 150 and applied to the amplifier circuit 100. Therefore, the setting value of the bias current by the bias current circuit 150 is set as ibcw> ibbb (see FIG. 6), and the CW ON signal cwon: 602 input from the terminal 141 transmits a pulse wave of the bias current in the CW state in the High state. By making it larger than the mode, image quality is improved when transmitting continuous waves in blood flow measurement.

パワー制御回路200の出力decout:605は、信号線:116で増幅回路100と接続される。入力端子142から入力された送信オン信号txon:601と入力端子141から入力されたCWオン信号cwon:602が両者ともHigh状態の場合、増幅回路100のパワーのオン・オフ制御は信号線116を伝わるパワー制御回路200の出力decout:605の値に従う。   An output “decout” 605 of the power control circuit 200 is connected to the amplifier circuit 100 through a signal line 116. When the transmission ON signal txon: 601 input from the input terminal 142 and the CW ON signal cwon: 602 input from the input terminal 141 are both in a high state, the power on / off control of the amplifier circuit 100 is performed on the signal line 116. According to the value of the output Decout: 605 of the transmitted power control circuit 200.

増幅回路100は、端子142から入力される送信オン信号txon:601と端子141から入力されるCWオン信号cwon:602が両者ともHigh状態以外では、パワー制御回路200から信号線116を介して出力される信号decout:605の値を無視してパワーのオン・オフが制御される。   The amplifier circuit 100 outputs from the power control circuit 200 via the signal line 116 when the transmission on signal txon: 601 input from the terminal 142 and the CW on signal cwon: 602 input from the terminal 141 are both in a high state. ON / OFF of the power is controlled ignoring the value of the signal Decout: 605.

パワー制御回路200は、信号線121を流れる信号inp:603の値の立上りから一定の時間、信号線116を介して出力される信号decout:605により増幅回路100にHigh状態を出力し、信号線121を流れる信号inp:603の値の立下りから一定の時間、信号線116を介して出力される信号decout:605により増幅回路100にHigh状態を出力する。前記、一定の時間以外は信号線decout:116により増幅回路100にLow状態を出力する。   The power control circuit 200 outputs a high state to the amplifier circuit 100 by a signal decay: 605 output via the signal line 116 for a certain time from the rise of the value of the signal inp: 603 flowing through the signal line 121, A High state is output to the amplifier circuit 100 by a signal Decout: 605 output via the signal line 116 for a certain period of time from the fall of the value of the signal inp: 603 flowing through 121. The Low state is output to the amplifier circuit 100 through the signal line Decout: 116 except for the predetermined time.

従って、増幅回路100は、端子142から入力される送信オン信号txon:601と端子141から入力されるCWオン信号cwon:602が両者ともHigh状態では、信号線inp:121を流れる信号の立上りおよび立下りの一定時間の間、パワーがオンとなり、前記一定時間以外はパワーがオフとなるため、パワーをオフしている期間の間、増幅回路100の電力消費を落とすことができる。   Therefore, the amplifier circuit 100 is configured so that when both the transmission on signal txon: 601 input from the terminal 142 and the CW on signal cwon: 602 input from the terminal 141 are both in the high state, the rising of the signal flowing through the signal line inp: 121 Since the power is turned on for a certain period of falling and the power is turned off for a period other than the certain time, the power consumption of the amplifier circuit 100 can be reduced during the period when the power is turned off.

図5は、パワー制御回路200のブロック図の一例である。パワー制御回路200は、バッファ回路G1:201、G2:203、遅延回路210、判定回路220を含む。   FIG. 5 is an example of a block diagram of the power control circuit 200. The power control circuit 200 includes buffer circuits G1: 201, G2: 203, a delay circuit 210, and a determination circuit 220.

パワー制御回路200の入力は、信号線121から分岐した信号線123がバッファ回路G1:201と接続される。バッファ回路G1:201の出力は、遅延回路210を経由するルートと、信号線202を経由するルートの2つのルートで判定回路220に接続される。   As for the input of the power control circuit 200, a signal line 123 branched from the signal line 121 is connected to the buffer circuit G1: 201. The output of the buffer circuit G1: 201 is connected to the determination circuit 220 through two routes: a route via the delay circuit 210 and a route via the signal line 202.

遅延回路210は、抵抗R10:211と容量C10:212で構成される。抵抗R10:211と容量C10:212は直列に接続され、抵抗R10:211の一端はバッファ回路G1:201の出力と接続され、もう一端はバッファ回路G2:203と容量C10:212の一端に接続される。容量C10:212のもう一端は、グランドに接続される。容量C10:212のもう一端の接続先は、グランド以外でも、電源でもコモンモードVcmでも良いし、低インピーダンスで定電圧が供給されるノードなら良い。   The delay circuit 210 includes a resistor R10: 211 and a capacitor C10: 212. The resistor R10: 211 and the capacitor C10: 212 are connected in series, one end of the resistor R10: 211 is connected to the output of the buffer circuit G1: 201, and the other end is connected to the buffer circuit G2: 203 and one end of the capacitor C10: 212. Is done. The other end of the capacitor C10: 212 is connected to the ground. The other end of the capacitor C10: 212 may be connected to a power source or a common mode Vcm other than the ground, or a node to which a constant voltage is supplied with a low impedance.

バッファ回路G2:203の出力は信号線204と接続される。信号線202と信号線204はそれぞれ判定回路220内のEXOR回路G3:221に接続される。EXOR回路G3:221の出力は、パワー制御回路200の出力として、信号線116に接続され、増幅回路100に繋がっている。   The output of the buffer circuit G2: 203 is connected to the signal line 204. The signal line 202 and the signal line 204 are connected to an EXOR circuit G3: 221 in the determination circuit 220, respectively. The output of the EXOR circuit G3: 221 is connected to the signal line 116 as the output of the power control circuit 200, and is connected to the amplifier circuit 100.

バッファ回路G1:201は信号線121から分岐された信号線123を介して端子140から入力された遅延制御回路32からの出力信号を高インピーダンスで受け、電源・グランドレベルまで増幅することでデジタル値に変換する。高インピーダンス入力のため、遅延制御回路32のドライブ能力は少なくて済み、低消費電力化に繋がる。バッファ回路G1:201でデジタル値に変換された遅延制御回路32の出力信号は信号線202と同じ信号として遅延回路210に入力される。遅延回路210は抵抗R10:211と容量C10:212の時定数によって、容量の充放電電圧が決まる。すなわち、充放電にかかる時定数に基づいて、出力信号が遅延する。その遅延した出力信号をバッファ回路G2:203によってデジタル値に変換する。   The buffer circuit G1: 201 receives the output signal from the delay control circuit 32 input from the terminal 140 via the signal line 123 branched from the signal line 121 with high impedance, and amplifies the signal to the power supply / ground level to obtain a digital value. Convert to Because of the high impedance input, the drive capability of the delay control circuit 32 is small, leading to low power consumption. The output signal of the delay control circuit 32 converted into a digital value by the buffer circuit G1: 201 is input to the delay circuit 210 as the same signal as the signal line 202. In the delay circuit 210, the charge / discharge voltage of the capacitor is determined by the time constant of the resistor R10: 211 and the capacitor C10: 212. That is, the output signal is delayed based on the time constant required for charging and discharging. The delayed output signal is converted into a digital value by the buffer circuit G2: 203.

デジタル値に変換されて信号線202で送信される信号inpd:604と、その遅延信号である信号線204で送信される信号decinは、判定回路220内のEXOR回路G3:221によって、信号線202で送信される信号inpd:604の立上りから、信号線204で送信される信号decinの立上りまでの間、High状態を出力し、信号線202で送信される信号inpd:604の立下がりから、信号線204で送信される信号decinの立下りまでの間、High状態を出力する。   A signal inpd: 604 that is converted into a digital value and transmitted through the signal line 202 and a signal decin that is transmitted through the signal line 204 that is a delayed signal thereof are output by the EXOR circuit G3: 221 in the determination circuit 220 by the signal line 202. From the rising edge of the signal inpd: 604 transmitted until the rising edge of the signal decin transmitted on the signal line 204, the signal inpd: 604 transmitted on the signal line 202 is output from the falling edge of the signal inpd: 604. The High state is output until the fall of the signal decin transmitted on the line 204.

図6に本実施例の超音波診断装置の送信時における送波回路33とパワー制御回路200の動作のタイミングチャートを示す。以下、図6を用いて、パルス波を送信して断層像を撮像するBモードと、CW波を送信して血流計測を行なうCWモードの動作について説明する。   FIG. 6 shows a timing chart of operations of the transmission circuit 33 and the power control circuit 200 at the time of transmission of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment. Hereinafter, the operations in the B mode for transmitting a pulse wave to capture a tomographic image and the CW mode for transmitting a CW wave and measuring blood flow will be described with reference to FIG.

T1は断層像を撮像するBモード送信期間、T2はBモード受信期間および、次の送信までのブランク期間、T3はCWモード期間である。   T1 is a B-mode transmission period for capturing a tomogram, T2 is a B-mode reception period and a blank period until the next transmission, and T3 is a CW mode period.

Bモード送信期間T1では、送信オン信号txon:601がHigh状態となり、CWオン信号cwon:602はLow状態となる。送信オン信号txon:601がHighのため、Bモード時のバイアス電流回路150で発生させたバイアス電流607が電流値ibbw6071として増幅回路100に流れ、増幅回路100がオンする。遅延制御回路32から入力されて信号線121を流れる信号inp:603は、増幅回路100により線形増幅され、出力端子130から出力され、振動子41を駆動する。   In the B mode transmission period T1, the transmission on signal txon: 601 is in a high state, and the CW on signal cwon: 602 is in a low state. Since the transmission on signal txon: 601 is High, the bias current 607 generated by the bias current circuit 150 in the B mode flows to the amplifier circuit 100 as the current value ibbw6071, and the amplifier circuit 100 is turned on. A signal inp: 603 that is input from the delay control circuit 32 and flows through the signal line 121 is linearly amplified by the amplifier circuit 100 and output from the output terminal 130 to drive the vibrator 41.

信号線121を流れる信号inp:603のレベルが変化する期間T10において、パワー制御回路200の信号線202を流れる信号inpdが、遅延制御回路32から入力されて信号線121を流れる信号inp:603に対して遅延して、デジタル変換される。   In a period T10 in which the level of the signal inp: 603 flowing through the signal line 121 changes, the signal inp flowing through the signal line 202 of the power control circuit 200 is input from the delay control circuit 32 to the signal inp: 603 flowing through the signal line 121. The digital conversion is performed with a delay.

信号線121を流れる信号inp:603の立上りと立下りから、信号線202を流れる信号inpd:604の立上りと立ち下がりの間の一定期間だけ、信号線116を流れる信号decout:605の値がHigh状態となる。しかし、信号線114を流れるCWオン信号cwon:602がLow状態のため、信号線116を流れる信号decout:605の値によって、増幅回路100のパワーオン・オフが制御されることはなく、線形増幅が可能となる。   The value of the signal decout: 605 flowing through the signal line 116 is high for a certain period from the rising and falling of the signal inp: 603 flowing through the signal line 121 to the rising and falling of the signal inpd: 604 flowing through the signal line 202. It becomes a state. However, since the CW on signal cwon: 602 flowing through the signal line 114 is in a low state, the power on / off of the amplifier circuit 100 is not controlled by the value of the signal decay: 605 flowing through the signal line 116, and linear amplification Is possible.

Bモード受信期間および、次の送信までのブランク期間T2では、送信しないため送信オン信号txon:601はLow状態となり、増幅回路100はバイアス電流607が流れずオフとなる。   In the B mode reception period and the blank period T2 until the next transmission, since transmission is not performed, the transmission on signal txon: 601 is in a low state, and the amplifier circuit 100 is turned off without the bias current 607 flowing.

CWモード期間T3では、CWモードのためCWオン信号cwon:602がHigh状態になるとともに、送信オン信号txon:601がHigh状態となる。増幅回路100に流れるバイアス電流はCWモードの設定であるibcw:6072に設定される。   In the CW mode period T3, because of the CW mode, the CW on signal cwon: 602 is in a high state and the transmission on signal txon: 601 is in a high state. The bias current flowing through the amplifier circuit 100 is set to ibcw: 6072 which is the setting of the CW mode.

パワー制御回路200により、遅延制御回路32から端子140を介して入力される信号線123を流れる信号inp:603の立上りで制御回路200から出力されて信号線116を介して増幅器100に入力される出力decout:605がHigh状態となり、増幅回路100がオンし、増幅回路100の出力端子130からの出力out:606の波形が立上る。その後、パワー制御回路200の信号線202を流れる信号inpd:604が、遅延制御回路32から入力された信号線121を流れる信号inp:603に対して、遅延して、デジタル変換される。   The power control circuit 200 outputs the signal inp: 603 flowing through the signal line 123 input from the delay control circuit 32 via the terminal 140 and is output from the control circuit 200 and input to the amplifier 100 via the signal line 116. The output Decout: 605 is in the High state, the amplifier circuit 100 is turned on, and the waveform of the output out: 606 from the output terminal 130 of the amplifier circuit 100 rises. Thereafter, the signal inp: 604 flowing through the signal line 202 of the power control circuit 200 is delayed and digitally converted with respect to the signal inp: 603 flowing through the signal line 121 input from the delay control circuit 32.

信号線121を流れる信号inp:603が遅延したデジタル信号である信号線202を流れる信号inpd:604が立上るまでの一定期間T4が経過した後、制御回路200の出力decout:605がLow状態となり、増幅回路100がオフとなる。   After a certain period T4 has elapsed until the signal inpd: 604 flowing through the signal line 202, which is a digital signal obtained by delaying the signal inp: 603 flowing through the signal line 121, rises, the output Decout: 605 of the control circuit 200 becomes a low state. The amplifier circuit 100 is turned off.

次に、パワー制御回路200により、遅延制御回路32から入力される信号線121を流れる信号inp:603の立下りで制御回路200の出力decout:605がHigh状態となり、増幅回路100がオンし、増幅回路100の出力out:130の波形が立下がる。信号線123を流れる信号inp:603が遅延したデジタル信号である信号線202を流れる信号inpd:604が立下がるまでの一定期間T5が経過した後、制御回路200の出力116から出力される信号decout:605がLow状態となり、増幅回路100がオフとなる。   Next, the power control circuit 200 causes the output Decout: 605 of the control circuit 200 to be in a high state at the fall of the signal inp: 603 flowing through the signal line 121 input from the delay control circuit 32, and the amplifier circuit 100 is turned on. The waveform of output out: 130 of the amplifier circuit 100 falls. The signal decout output from the output 116 of the control circuit 200 after a predetermined period T5 has elapsed until the signal inpd: 604 flowing through the signal line 202 that is a digital signal obtained by delaying the signal inp: 603 flowing through the signal line 123 falls. : 605 is in a low state, and the amplifier circuit 100 is turned off.

従って、増幅回路100は遅延制御回路32から入力される信号線121を流れる信号inp:603の立上りから一定期間T4の間オンとなり、立下りから一定期間T5の間オンとなり、それ以外の期間はオフとなるため、増幅回路100の消費電力を削減することが可能となる。   Therefore, the amplifier circuit 100 is turned on for a certain period T4 from the rising edge of the signal inp: 603 flowing through the signal line 121 input from the delay control circuit 32, is turned on for a certain period T5 from the falling edge, Since the power is turned off, the power consumption of the amplifier circuit 100 can be reduced.

血流計測での高画質化のためバイアス電流回路150から増幅回路100に印加するバイアス電流607の電流値ibcw6072をパルス波計測のモードの場合の電流値ibbw:6071より大きくすると、消費電力が増大するが、CW波の立下りと立上りからの一定期間のみしか、増幅回路100がオンしないため、消費電力削減につながり、高画質化と低消費電力化の両立を行なうことができる。   When the current value ibcw 6072 of the bias current 607 applied from the bias current circuit 150 to the amplifier circuit 100 is made larger than the current value ibbw: 6071 in the pulse wave measurement mode for improving the image quality in blood flow measurement, power consumption increases. However, since the amplifier circuit 100 is turned on only during a certain period from the falling and rising of the CW wave, power consumption can be reduced, and both high image quality and low power consumption can be achieved.

また、パワー制御回路200は、低耐圧の素子で構成することができるため、面積は増幅回路100に比べて非常に小さく、パルス波とCW波を送信する両モードで増幅回路100を共用することができるため、各モードに対応して別々に増幅回路を備える場合と比べて省面積化することができる。   In addition, since the power control circuit 200 can be composed of low-breakdown-voltage elements, the area is much smaller than that of the amplifier circuit 100, and the amplifier circuit 100 is shared in both modes for transmitting pulse waves and CW waves. Therefore, the area can be reduced as compared with the case of separately providing an amplifier circuit corresponding to each mode.

本発明の実施例1では、図6におけるパルス波を送信するBモードの送信期間T1中の期間T10において、パワー制御回路200の出力側の信号線116を流れる信号decout:605が、遅延制御回路32の出力である信号線121を流れる信号inp:603の値に応じて変化していた。即ち、この間、パワー制御回路200は動作しており、電力を消費する。本実施例2では、パルス波を送信するBモードでの消費電力を低減することを目的とする。   In the first embodiment of the present invention, the signal decout: 605 flowing through the signal line 116 on the output side of the power control circuit 200 during the period T10 in the B-mode transmission period T1 for transmitting the pulse wave in FIG. It changed in accordance with the value of the signal inp: 603 flowing through the signal line 121 which is 32 outputs. That is, during this time, the power control circuit 200 is operating and consumes power. The purpose of the second embodiment is to reduce power consumption in the B mode for transmitting a pulse wave.

図7に実施例2における、送波回路33−1のブロック図の一例を示す。図3で説明した実施例1における走波回路33と異なるのは、パワー制御回路300に端子142から送信オン信号txon:601とCWオン信号cwon:602が入力され、パワー制御回路300の構成が実施例1で説明したパワー制御回路200と異なる点である。   FIG. 7 shows an example of a block diagram of the transmission circuit 33-1 in the second embodiment. A difference from the traveling wave circuit 33 in the first embodiment described with reference to FIG. 3 is that a transmission on signal txon: 601 and a CW on signal cwon: 602 are input from the terminal 142 to the power control circuit 300, and the configuration of the power control circuit 300 is different. This is a difference from the power control circuit 200 described in the first embodiment.

図8に、実施例2におけるパワー制御回路300のブロック図の一例を示す。図5で説明したパワー制御回路200と異なる点は、信号線301と信号線302が入力として接続されたアンド回路G10:310が追加され、実施例1のバッファ回路G1:201が実施例2ではアンド回路G11:311になり、アンド回路G11:311の一方の入力が、アンド回路G10:310の出力に接続されている点である。   FIG. 8 shows an example of a block diagram of the power control circuit 300 in the second embodiment. 5 differs from the power control circuit 200 described in FIG. 5 in that an AND circuit G10: 310 having a signal line 301 and a signal line 302 connected as inputs is added, and the buffer circuit G1: 201 of the first embodiment is different from the second embodiment. The AND circuit G11: 311 is provided, and one input of the AND circuit G11: 311 is connected to the output of the AND circuit G10: 310.

即ち、遅延制御回路32からの出力である信号線121を流れる信号inp:603は、アンド回路G10:310とG11:311により、端子142から入力して信号線301を流れる送信オン信号txon:601と端子141から入力して信号線302を流れるCWオン信号cwon:602が共に(同時に)High状態のときのみデジタル値のHigh状態に変換され、遅延回路210と判定回路220に入力される。その他の状態では、デジタル値のLow状態に変換され、アンド回路G11:311の出力である信号線202の信号inpd:614はLow状態に保たれる。従って、送信オン信号txon:601とCWオン信号cwon:602が共に(同時に)High状態以外では、パワー制御回路300は動作せず、Bモードで低消費電力化できる。   That is, the signal inp: 603 that flows through the signal line 121 that is an output from the delay control circuit 32 is input from the terminal 142 and flows through the signal line 301 by the AND circuits G10: 310 and G11: 311. The CW ON signal cwon: 602 that is input from the terminal 141 and flows through the signal line 302 is converted into a digital high state only when both (simultaneously) are in the high state and is input to the delay circuit 210 and the determination circuit 220. In the other states, the digital value is converted to the Low state, and the signal inpd: 614 of the signal line 202 that is the output of the AND circuit G11: 311 is kept in the Low state. Therefore, when both the transmission on signal txon: 601 and the CW on signal cwon: 602 are both (simultaneously) other than the high state, the power control circuit 300 does not operate and the power consumption can be reduced in the B mode.

図9に、実施例2の超音波診断装置の送信時における送波回路33−1とパワー制御回路300の動作のタイミングチャートを示す。以下、図9を用いて、パルス波を送信し、断層像を撮像するBモードとCW波を送信し血流計測を行なうCWモードの動作について説明する。   FIG. 9 shows a timing chart of operations of the transmission circuit 33-1 and the power control circuit 300 at the time of transmission of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. Hereinafter, the operation in the B mode for transmitting a pulse wave and capturing a tomographic image and the CW mode for transmitting a CW wave and measuring blood flow will be described with reference to FIG.

期間T3以外では、信号線301を流れる送信オン信号txon:601と信号線302を流れるCWオン信号cwon:602の両者ともHigh状態ではないため、パワー制御回路300の入力のAND回路G11:311は、信号線123を流れる信号inp:603の値によらず、Low状態の信号inpd:614を信号線202に出力する。従って、判定回路220内のEXOR回路G3:221から出力されて信号線116−1を流れる信号decout:615の値もLow状態に保たれ、パワー制御回路300の遅延回路210と判定回路220は動作せず、低消費電力化が可能となる。   Outside the period T3, both the transmission on signal txon: 601 flowing through the signal line 301 and the CW on signal cwon: 602 flowing through the signal line 302 are not in the high state, and therefore the AND circuit G11: 311 at the input of the power control circuit 300 is The low state signal inpd: 614 is output to the signal line 202 regardless of the value of the signal inp: 603 flowing through the signal line 123. Therefore, the value of the signal “decout: 615” output from the EXOR circuit G3: 221 in the determination circuit 220 and flowing through the signal line 116-1 is also kept in the low state, and the delay circuit 210 and the determination circuit 220 of the power control circuit 300 operate. Without power consumption.

増幅回路100の出力端子130からの出力out:616、及びバイアス電流回路150から増幅回路100に印加するバイアス電流617は、実施例1で説明した出力out:606及びバイアス電流607と同じであるので、説明を省略する。   The output out: 616 from the output terminal 130 of the amplifier circuit 100 and the bias current 617 applied from the bias current circuit 150 to the amplifier circuit 100 are the same as the output out: 606 and the bias current 607 described in the first embodiment. The description is omitted.

本実施例においても、実施例1の場合と同様に、増幅回路100の消費電力を削減することが可能となり、高画質化と低消費電力化の両立を行なうことができる。また、パルス波とCW波を送信する両モードで増幅回路100を共用することができるため、各モードに対応して別々に増幅回路を備える場合と比べて省面積化することができる。   Also in the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the power consumption of the amplifier circuit 100 can be reduced, and both high image quality and low power consumption can be achieved. In addition, since the amplifier circuit 100 can be shared by both modes for transmitting the pulse wave and the CW wave, the area can be reduced as compared with the case where the amplifier circuit is provided separately for each mode.

本発明の第1および第2の実施例では、CWモードにおいてパワーをオフしている期間中に送信振幅が低下することで、超音波信号が歪むため、画像が劣化する懸念がある。例えば、実施例1の図6において、期間T4と期間T5の間の送信振幅を考える。   In the first and second embodiments of the present invention, there is a concern that the image is deteriorated because the ultrasonic signal is distorted due to a decrease in the transmission amplitude during the period when the power is turned off in the CW mode. For example, in FIG. 6 of the first embodiment, consider the transmission amplitude between the period T4 and the period T5.

信号線121を流れる信号inp:601は定電圧源120から出力されるコモンモード電圧Vcomに対して大きく、High状態の振幅を振動子41に出力する必要がある。しかしながら、増幅回路100はオフなので、増幅回路100の出力はオープン状態となり電流が流れない状態となる。従って、振動子41に充電された電荷は抵抗R2:112とR1:111を介し、定電圧源120へと放電される。従って、CWモードにおいて出力振幅は、パワーをオフしている間、低下してしまうのである。   The signal inp: 601 flowing through the signal line 121 is larger than the common mode voltage Vcom output from the constant voltage source 120, and it is necessary to output the high state amplitude to the vibrator 41. However, since the amplifier circuit 100 is off, the output of the amplifier circuit 100 is open and no current flows. Accordingly, the electric charge charged in the vibrator 41 is discharged to the constant voltage source 120 via the resistors R2: 112 and R1: 111. Accordingly, in the CW mode, the output amplitude decreases while the power is turned off.

本実施例では、連続波を送信するCWモードにおいて、増幅回路100のパワーオフ時に振幅が低下しないようにすることを目的とする。   The object of the present embodiment is to prevent the amplitude from decreasing when the amplifier circuit 100 is powered off in the CW mode in which a continuous wave is transmitted.

図10に実施例3における、送波回路33−2のブロック図の一例を示す。図7で説明した実施例2における送波回路33−1の構成と異なるのは、抵抗R1:111と抵抗R2:112の間にスイッチSW1:117が直列に接続されている点である。   FIG. 10 shows an example of a block diagram of the transmission circuit 33-2 in the third embodiment. The difference from the configuration of the transmission circuit 33-1 in the second embodiment described with reference to FIG. 7 is that a switch SW1: 117 is connected in series between the resistor R1: 111 and the resistor R2: 112.

スイッチSW1:117は、信号線115を流れるCWオン信号cwon:602によって制御され、CWオン信号cwon:602がHigh状態のときにオープン状態となり、CWオン信号cwon:602がLow状態のときにクローズ状態となる。即ち、CW波を送信するCWモードでは、スイッチSW1:117がオープンになるため、振動子41に充電された電荷が抵抗R2:112を介して放電される電荷を殆ど無くすことができ、増幅回路100のパワーオフ時に振幅が低下しないようにすることができる。   The switches SW1: 117 are controlled by a CW on signal cwon: 602 flowing through the signal line 115, and are opened when the CW on signal cwon: 602 is in a high state, and are closed when the CW on signal cwon: 602 is in a low state. It becomes a state. That is, in the CW mode in which the CW wave is transmitted, since the switch SW1: 117 is opened, the charge charged in the vibrator 41 can be almost eliminated from the charge discharged through the resistor R2: 112. It is possible to prevent the amplitude from decreasing when the power is turned off.

図11に、スイッチSW1:117の制御タイミングを含む、本実施例の超音波診断装置の送信時における送波回路33−2とパワー制御回路300の動作のタイミングチャートを示す。以下、図10を用いて、パルス波を送信し、断層像を撮像するBモードとCW波を送信し血流計測を行なうCWモードの動作について説明する。   FIG. 11 shows a timing chart of operations of the transmission circuit 33-2 and the power control circuit 300 at the time of transmission of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, including the control timing of the switches SW1: 117. Hereinafter, the operation in the B mode in which a pulse wave is transmitted and a tomographic image is captured and the CW mode in which a CW wave is transmitted and blood flow measurement is performed will be described with reference to FIG.

スイッチSW1:117の状態を示すsw1:1101は、CWオン信号cwon:602がHigh状態である期間T3において、オープン状態となる。また、それ以外の期間では、CWオン信号cwon:602がLow状態となるため、クローズ状態となる。従って、CW波を送信するCWモードでは、スイッチSW1:117がオープンになるため、振動子41に充電された電荷が抵抗R2:112を介して放電される電荷は殆ど無くすことができ、増幅回路100のパワーオフで低消費電力化できると共に、振幅が低下しないようにすることができる。   The switch SW1: 1101 indicating the state of the switch SW1: 117 is in the open state during the period T3 in which the CW on signal cwon: 602 is in the high state. In other periods, the CW on signal cwon: 602 is in a low state, and thus is in a closed state. Accordingly, in the CW mode for transmitting the CW wave, the switch SW1: 117 is opened, so that the charge charged in the vibrator 41 can be almost eliminated and the amplifier circuit can be eliminated. The power consumption can be reduced by 100 power off, and the amplitude can be prevented from decreasing.

また、図示はしていないが、抵抗R2:112と並列にコンデンサを接続してもよい。これにより、増幅回路200あるいは増幅回路300の出力は、不要な高調波が抑えられる。   Although not shown, a capacitor may be connected in parallel with the resistor R2: 112. Thereby, the output of the amplifier circuit 200 or the amplifier circuit 300 can suppress unnecessary harmonics.

信号線202を流れる信号inpd:624及び信号線116−1を流れる信号decout:615は実施例2で説明したものと同じであり、増幅回路100の出力端子130からの出力out:626、及びバイアス電流回路150から増幅回路100に印加するバイアス電流627は、実施例1で説明した出力out:606及びバイアス電流607と同じであるので、説明を省略する。   The signal inpd: 624 that flows through the signal line 202 and the signal decout: 615 that flows through the signal line 116-1 are the same as those described in the second embodiment, and the output out: 626 from the output terminal 130 of the amplifier circuit 100 and the bias Since the bias current 627 applied from the current circuit 150 to the amplifier circuit 100 is the same as the output out: 606 and the bias current 607 described in the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施例においても、実施例1及び2の場合と同様に、増幅回路100の消費電力を削減することが可能となり、高画質化と低消費電力化の両立を行なうことができる。また、パルス波とCW波を送信する両モードで増幅回路100を共用することができるため、各モードに対応して別々に増幅回路を備える場合と比べて省面積化することができる。   Also in the present embodiment, similarly to the first and second embodiments, the power consumption of the amplifier circuit 100 can be reduced, and both high image quality and low power consumption can be achieved. In addition, since the amplifier circuit 100 can be shared by both modes for transmitting the pulse wave and the CW wave, the area can be reduced as compared with the case where the amplifier circuit is provided separately for each mode.

本発明の第1から第3の実施例では、バイアス電流の設定値はCWモードではibcw:6072の値として扱ったが、ユーザの要望によって変えてもよい。   In the first to third embodiments of the present invention, the setting value of the bias current is handled as a value of ibcw: 6072 in the CW mode, but may be changed according to the user's request.

図12に本発明の実施例4における、バイアス電流設定値411とユーザが所望する設定モード412との関係をテーブル化した図を示す。このテーブル410は、本体制御回路12の内部の記憶領域に保存され、超音波診断装置メーカなどが改変可能とする。   FIG. 12 is a table showing the relationship between the bias current setting value 411 and the setting mode 412 desired by the user in the fourth embodiment of the present invention. The table 410 is stored in a storage area inside the main body control circuit 12 and can be modified by an ultrasonic diagnostic apparatus manufacturer or the like.

実施例1で述べたとおり、バイアス電流を増やすと雑音が下がり、高画質化が可能となる。一方、バイアス電流を増やすと消費電力が上がり発熱が増加する。このため、高画質の画像を得ながら診断する場合、プローブ21を放熱させるために連続診断時間を短くしなければならなくなる可能性がある。   As described in the first embodiment, when the bias current is increased, noise is reduced and high image quality can be achieved. On the other hand, when the bias current is increased, power consumption increases and heat generation increases. For this reason, when making a diagnosis while obtaining a high-quality image, there is a possibility that the continuous diagnosis time must be shortened in order to dissipate the probe 21.

そこで、本実施例においては、バイアス電流の値411は設定AとBを、プローブ制御回路26を介して本体制御回路12で設定可能な構成とした。設定Aと設定Bの関係性は、設定B>設定Aとし、設定モード412が長時間設定モード413では、よりバイアス電流を低くした設定Aが選択され、高画質設定モード414では、よりバイアス電流を高くした設定Bが選択されるように構成する。ユーザは入力手段14を介し、長時間設定モード413か高画質設定モード414かを選択する。   Therefore, in this embodiment, the bias current value 411 is set so that the settings A and B can be set by the main body control circuit 12 via the probe control circuit 26. The relationship between the setting A and the setting B is set B> setting A. When the setting mode 412 is the long-time setting mode 413, the setting A with a lower bias current is selected, and in the high image quality setting mode 414, the bias current is higher. Is set such that setting B with a higher value is selected. The user selects the long time setting mode 413 or the high image quality setting mode 414 via the input unit 14.

選択の結果を、本体制御回路12に入力することで、本体制御回路12の内部の記憶領域に保存された図12のテーブルを参照し、対応付けられたバイアス電流の設定値を読み出し、プローブ制御回路26を介して、各1素子回路23の内部の増幅回路100のバイアス電流の設定値を変更する。   By inputting the selection result to the main body control circuit 12, the table of FIG. 12 stored in the storage area inside the main body control circuit 12 is referred to, and the set value of the associated bias current is read, and the probe control is performed. Via the circuit 26, the setting value of the bias current of the amplifier circuit 100 inside each one-element circuit 23 is changed.

従って、患者を長時間診断したい場合などは、長時間設定モード413にすれば、バイアス電流が低く設定され、結果として消費電力が抑えられ発熱が低くなり、長時間の撮像が可能となる。一方、不鮮明な画像で診断が困難な場合などは、高画質設定モード414を選択することにより、バイアス電流が高く設定され、結果として雑音が下がることで、高画質の撮像が可能となる。すなわち、ユーザの要望によって画質優先か診断時間優先かを選択することが可能となる。   Therefore, when it is desired to diagnose a patient for a long time, if the long-time setting mode 413 is set, the bias current is set low, resulting in low power consumption and low heat generation, and long-time imaging is possible. On the other hand, when it is difficult to diagnose with an unclear image, by selecting the high image quality setting mode 414, the bias current is set high, and as a result, the noise is reduced, thereby enabling high image quality imaging. That is, it is possible to select image quality priority or diagnosis time priority according to the user's request.

本発明の実施例4では、バイアス電流を予め決められた設定モードと関連付け、ユーザにて選択可能にした。しかしながら、診断時間に対して、どの程度の画質が得られるか直感的にはわからず、場合によっては各設定モードにて、ユーザが画質を確認する必要がある。本実施例5では、連続診断時間と画質との関係性を、モニタ13に出力することで、ユーザが直感的に連続診断時間を設定できる手段を提供することを目的とする。   In the fourth embodiment of the present invention, the bias current is associated with a predetermined setting mode and can be selected by the user. However, it is not intuitively known how much image quality can be obtained with respect to the diagnosis time, and in some cases, the user needs to check the image quality in each setting mode. The fifth embodiment has an object to provide means for allowing the user to intuitively set the continuous diagnosis time by outputting the relationship between the continuous diagnosis time and the image quality to the monitor 13.

図13は、連続診断時間551とバイアス電流の設定値552と得られる参考画像553の関係を示したテーブル550である。このテーブル550は、本体制御回路12の内部の記憶領域に保存され、超音波診断装置メーカなどが改変可能とする。   FIG. 13 is a table 550 showing the relationship between the continuous diagnosis time 551, the set value 552 of the bias current, and the obtained reference image 553. The table 550 is stored in a storage area inside the main body control circuit 12, and can be modified by an ultrasonic diagnostic apparatus manufacturer or the like.

実施例1で述べたとおり、バイアス電流を増やすと雑音が下がり、高画質化が可能となる。一方、バイアス電流を増やすと消費電力が上がり発熱が増加する。このため、連続診断時間551が短くなる可能性がある。そこで、バイアス電流の設定値552は設定A1、A2、A3と、プローブ制御回路26を介して本体制御回路12で設定可能とする。   As described in the first embodiment, when the bias current is increased, noise is reduced and high image quality can be achieved. On the other hand, when the bias current is increased, power consumption increases and heat generation increases. For this reason, the continuous diagnosis time 551 may be shortened. Therefore, the set value 552 of the bias current can be set by the main body control circuit 12 via the settings A1, A2, A3 and the probe control circuit 26.

バイアス電流の設定値552の設定A1と設定A2と設定A3はそれぞれ、連続診断時間551が10分、20分、30分の時間に対応しており、その関係性は、設定A1>設定A2>設定A3とする。即ち、連続診断時間551が長時間ほどバイアス電流の設定値552は小さくなる。また、設定A1と設定A2と設定A3はそれぞれ、参照画像553のpic1とpic2とpic3とに対応付けられているものとする。   The setting values 552, A2, and A3 of the bias current setting value 552 correspond to the continuous diagnosis time 551 of 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes, respectively. Set to A3. That is, the set value 552 of the bias current becomes smaller as the continuous diagnosis time 551 is longer. Further, it is assumed that the setting A1, the setting A2, and the setting A3 are associated with pic1, pic2, and pic3 of the reference image 553, respectively.

バイアス電流値の設定552は、予め連続診断時間551が10分、20分、30分前後になる値として、図13のテーブル550に超音波診断装置メーカが実験や計算から求めて、保存する。また、連続診断時間551が10分、20分、30分前後の画像を、図13のテーブル550に超音波診断装置メーカが実験や計算から求めて、保存する。   The setting 552 of the bias current value is obtained and stored in advance in the table 550 of FIG. 13 from experiments and calculations as a value that makes the continuous diagnosis time 551 around 10, 20, and 30 minutes. In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus manufacturer obtains and stores the images having the continuous diagnosis time 551 of about 10 minutes, 20 minutes, and 30 minutes in the table 550 of FIG. 13 from experiments and calculations.

図14にモニタ13に出力される、診断時間の設定画面510の一例を表示する。設定画面510は、診断時間インジケータ500と診断時間設定値501とイメージ画像502とOKボタン503とキャンセルボタン504から構成される。   An example of the diagnosis time setting screen 510 output to the monitor 13 is displayed in FIG. The setting screen 510 includes a diagnosis time indicator 500, a diagnosis time set value 501, an image 502, an OK button 503, and a cancel button 504.

ユーザは、入力手段14を介し、モニタ13の設定画面510上に表示された診断時間インジケータ500で示される診断時間の範囲と所望の診断時間である診断時間設定値501を確認しながら、設定する。診断時間設定値501が変わると、設定された診断時間に対応した参照画像が図13のテーブルから呼び出され、イメージ画像502としてモニタ13に出力される。   The user sets, while confirming the diagnostic time range indicated by the diagnostic time indicator 500 displayed on the setting screen 510 of the monitor 13 and the diagnostic time set value 501 which is a desired diagnostic time via the input unit 14. . When the diagnosis time set value 501 changes, a reference image corresponding to the set diagnosis time is called from the table of FIG. 13 and output to the monitor 13 as an image image 502.

また、診断時間設定値501が図13のテーブル550にない場合は、前後のテーブルの値から、対応する値を補完計算により求める。例えば、診断時間設定値501が20分の場合は、図13のテーブル550では、10分と20分のデータを用いて、対応する値を補完することになる。例えば、対応する参照画像は、pic1とpic2の間の各画素を線形補完して、20分に相当するイメージ画像502を計算し、モニタ13に出力する。   When the diagnosis time set value 501 is not in the table 550 of FIG. 13, the corresponding value is obtained by complementary calculation from the values in the preceding and following tables. For example, when the diagnosis time set value 501 is 20 minutes, the table 550 in FIG. 13 uses the data for 10 minutes and 20 minutes to complement the corresponding values. For example, the corresponding reference image linearly complements each pixel between pic1 and pic2, calculates an image image 502 corresponding to 20 minutes, and outputs it to the monitor 13.

ユーザが診断時間設定値501と、対応するイメージ画像502をモニタ13にて同時に確認しながら設定できるため、直感的に連続診断時間を設定することが可能となる。ユーザは、診断時間設定値501と、対応するイメージ画像502の設定で診断したい場合は、OKボタン503を入力手段14を介して選択し、診断時間設定値501を確定する。   Since the user can set the diagnosis time setting value 501 and the corresponding image 502 while confirming them simultaneously on the monitor 13, the continuous diagnosis time can be set intuitively. When the user wants to make a diagnosis by setting the diagnosis time setting value 501 and the corresponding image 502, the user selects the OK button 503 via the input unit 14 and determines the diagnosis time setting value 501.

本体制御回路12は、確定された診断時間設定値501の値を図13のテーブル550から読み出す。診断時間設定値501が図13のテーブル550にない場合は、前後のテーブルの値から、対応する値を補完計算により求める。例えば、診断時間設定値501が20分の場合は、図13のテーブル550では、10分と20分のデータを用いて、対応する値を補完することになる。例えば、対応するバイアス電流設定値は、A1とA2の間の値を線形補完して、20分に相当するバイアス電流値を計算し、プローブ制御回路26を介して、1素子回路23内の増幅回路100のバイアス電流設定値を変更する。   The main body control circuit 12 reads the value of the determined diagnosis time setting value 501 from the table 550 in FIG. If the diagnosis time set value 501 is not in the table 550 of FIG. 13, the corresponding value is obtained by complementary calculation from the values in the preceding and following tables. For example, when the diagnosis time set value 501 is 20 minutes, the table 550 in FIG. 13 uses the data for 10 minutes and 20 minutes to complement the corresponding values. For example, the corresponding bias current set value linearly complements the value between A1 and A2, calculates a bias current value corresponding to 20 minutes, and amplifies in the one-element circuit 23 via the probe control circuit 26. The bias current setting value of the circuit 100 is changed.

一方、診断時間設定値501を破棄したい場合は、キャンセルボタン504を入力手段14を介して選択し、診断時間設定値501の変更は行わない。   On the other hand, when it is desired to discard the diagnostic time set value 501, the cancel button 504 is selected via the input unit 14, and the diagnostic time set value 501 is not changed.

以上に示したように、本実施の形態によれば、ユーザが連続診断時間と画質とを同時にモニタで見ながら設定できるため、設定してから画質を確認する等の作業が要らず効率的に診断できるため、ユーザの負担を軽減することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the user can set the continuous diagnosis time and the image quality while watching the monitor at the same time. Since the diagnosis can be performed, the burden on the user can be reduced.

本発明の実施例5では、ユーザが直感的に連続診断時間を設定できる手段を提供したが、外部気温などにより設定時間以上に長時間の連続診断が可能になる場合がある。本実施例6では、長時間診断において、最適な画質を提供することを目的とする。   In the fifth embodiment of the present invention, a means for allowing the user to intuitively set the continuous diagnosis time is provided. However, continuous diagnosis longer than the set time may be possible depending on the external temperature or the like. The purpose of the sixth embodiment is to provide optimal image quality in long-term diagnosis.

図15に、実施例6における、超音波診断装置1100のブロック図の一例を示す。実施例1で説明した図1に示した構成に対して異なる箇所は、温度センサ27が追加され、温度センサ27はプローブ制御回路26−1に接続される点である。   FIG. 15 illustrates an example of a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus 1100 according to the sixth embodiment. The difference from the configuration shown in FIG. 1 described in the first embodiment is that a temperature sensor 27 is added and the temperature sensor 27 is connected to the probe control circuit 26-1.

温度センサ27は超音波プローブ21−1内部の温度を計測し、プローブ制御回路26−1に出力する。プローブ制御回路26−1では、温度センサ27の現在の出力値と予め設定した値とを比較し、温度が高いと、バイアス電流を下げるように、1素子回路23内の増幅回路100を設定する。温度が低いと、バイアス電流を上げるように、1素子回路23内の増幅回路100を設定する。バイアス電流を上げれば消費電力が増加するため、発熱が上昇し、雑音が減少する。一方、バイアス電流を下げれば消費電力が減少し、発熱が下降し雑音が増加する。   The temperature sensor 27 measures the temperature inside the ultrasonic probe 21-1 and outputs it to the probe control circuit 26-1. The probe control circuit 26-1 compares the current output value of the temperature sensor 27 with a preset value, and sets the amplifier circuit 100 in the one-element circuit 23 so as to lower the bias current when the temperature is high. . The amplifier circuit 100 in the one-element circuit 23 is set so as to increase the bias current when the temperature is low. If the bias current is increased, power consumption increases, so heat generation increases and noise decreases. On the other hand, if the bias current is lowered, power consumption is reduced, heat generation is lowered, and noise is increased.

以上に示したように、本実施の形態によれば、温度センサ27により、超音波プローブ21−1の温度を計測し、温度が上昇すると、バイアス電流を下げ、温度が下降するとバイアス電流を上げるように制御されるため、長時間診察していても予め設定した値の温度になるように、バイアス電流が制御され、最適な画質が得られる。   As described above, according to the present embodiment, the temperature of the ultrasonic probe 21-1 is measured by the temperature sensor 27. When the temperature rises, the bias current is lowered, and when the temperature falls, the bias current is raised. Therefore, the bias current is controlled so that the temperature reaches a preset value even if the examination is performed for a long time, and an optimum image quality can be obtained.

本発明では、増幅回路は超音波プローブ内として説明したが、この限りではない。例えば、振動子のみを超音波プローブ内に入れた場合でも、本発明の技術は同様に適用可能である。また、Bモードにおいても、リニア増幅を行なわずにパルス増幅を行なう場合は、本発明のCWモードと同様に、遅延制御回路の出力の立上りと立下りから一定期間のみ増幅回路をオンすることで低消費電力化可能となる。この場合、CWオン信号に関わらず、パワー制御回路の出力信号により、増幅回路のパワーをオン・オフするように変更すればよい。   In the present invention, the amplifier circuit is described as being in the ultrasonic probe, but this is not restrictive. For example, the technique of the present invention can be similarly applied even when only the vibrator is placed in the ultrasonic probe. Also, in the B mode, when pulse amplification is performed without performing linear amplification, the amplifier circuit is turned on only for a certain period from the rise and fall of the output of the delay control circuit, as in the CW mode of the present invention. Low power consumption is possible. In this case, the power of the amplifier circuit may be changed to be turned on / off by the output signal of the power control circuit regardless of the CW on signal.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。すなわち、上記実施例で説明した構成の一部をそれと等価な機能を有する手段で置き換えたものも、または、実質的でない機能の一部を省略したものも本発明に含まれる。   As mentioned above, although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes. That is, the present invention includes a configuration in which a part of the configuration described in the above embodiment is replaced with a unit having a function equivalent to that, or a configuration in which a part of a function that is not substantial is omitted.

10…本体装置 11…本体IF 12…本体制御回路 13…モニタ 14…入力手段 21,21−1…超音波プローブ 22…サブアレイ 23…1素子回路 24…加算回路 25…プローブIF 26,26−1…プローブ制御回路 30…素子回路部 31…受信回路 32…遅延制御回路 33,33−1,33−2…送波回路 41…振動子 100…増幅回路 111…抵抗R1 112…抵抗R2 117…スイッチSW1 200、300…パワー制御回路 210…遅延回路 220…判定回路 1000,1100…超音波診断装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main body apparatus 11 ... Main body IF 12 ... Main body control circuit 13 ... Monitor 14 ... Input means 21, 211-1 ... Ultrasonic probe 22 ... Subarray 23 ... One element circuit 24 ... Adder circuit 25 ... Probe IF 26, 26-1 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Probe control circuit 30 ... Element circuit part 31 ... Reception circuit 32 ... Delay control circuit 33, 33-1, 33-2 ... Transmission circuit 41 ... Vibrator 100 ... Amplification circuit 111 ... Resistance R1 112 ... Resistance R2 117 ... Switch SW1 200, 300 ... power control circuit 210 ... delay circuit 220 ... determination circuit 1000, 1100 ... ultrasonic diagnostic apparatus.

Claims (13)

プローブ制御回路部と、
前記プローブ制御回路部と接続する複数のサブアレイと
を備えた超音波プローブであって、
前記サブアレイは、超音波振動子と前記超音波振動子に接続する素子回路ユニットとを複数備え、
前記素子回路ユニットは、前記超音波振動子を駆動する駆動信号を出力する送波回路サブユニットを有し、
前記送波回路サブユニットは、増幅回路部と遅延回路部と判定回路部とを備え、
前記増幅回路部の入力は、前記遅延回路部の入力及び前記判定回路部の入力と接続され、
前記遅延回路部の出力は、前記判定回路部の入力に接続され、
前記判定回路部の出力は、前記増幅回路部に接続している
ことを特徴とする超音波プローブ。
A probe control circuit unit;
An ultrasonic probe comprising a plurality of subarrays connected to the probe control circuit unit,
The subarray includes a plurality of ultrasonic transducers and element circuit units connected to the ultrasonic transducers,
The element circuit unit has a transmission circuit subunit that outputs a drive signal for driving the ultrasonic transducer,
The transmission circuit subunit includes an amplification circuit unit, a delay circuit unit, and a determination circuit unit,
The input of the amplifier circuit unit is connected to the input of the delay circuit unit and the input of the determination circuit unit,
The output of the delay circuit unit is connected to the input of the determination circuit unit,
The ultrasonic probe characterized in that the output of the determination circuit section is connected to the amplification circuit section.
請求項1記載の超音波プローブであって、前記送波回路サブユニットは、前記増幅回路部にバイアス電流を印加するバイアス電流印加部を更に備え、前記素子回路サブユニットから前記超音波振動子に前記駆動信号として連続波を出力するときとパルス波を出力するときとで前記バイアス電流印加部により前記増幅回路部に印加するバイアス電流を切替えることを特徴とする超音波プローブ。   2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the transmission circuit subunit further includes a bias current application unit that applies a bias current to the amplification circuit unit, and the element circuit subunit to the ultrasonic transducer. 3. An ultrasonic probe characterized in that the bias current applied to the amplifier circuit section is switched by the bias current application section between when a continuous wave is output as the drive signal and when a pulse wave is output. 請求項2記載の超音波プローブであって、前記判定回路部の出力は、前記増幅回路部の入力信号と前記遅延回路部の出力の値に応じて制御され、前記判定回路部の出力により、前記増幅回路部がオフすることを特徴とする超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 2, wherein an output of the determination circuit unit is controlled according to an input signal of the amplification circuit unit and an output value of the delay circuit unit, and the output of the determination circuit unit The ultrasonic probe, wherein the amplification circuit section is turned off. 請求項3記載の超音波プローブであって、前記増幅回路の入力と出力の間に直列に接続されたスイッチを更に備え、前記素子回路部から前記超音波振動子に連続波を送信する信号を受けて前記スイッチをオープンにすることを特徴とする超音波プローブ。   4. The ultrasonic probe according to claim 3, further comprising a switch connected in series between an input and an output of the amplifier circuit, and a signal for transmitting a continuous wave from the element circuit unit to the ultrasonic transducer. An ultrasonic probe characterized by receiving and opening the switch. プローブ制御回路部と、
前記プローブ制御回路部と接続する複数のサブアレイと
を備えた超音波プローブであって、
前記サブアレイは超音波振動子と前記超音波振動子に接続する素子回路ユニットとを複数備え、
前記素子回路ユニットは、増幅回路部と制御回路部と前記増幅回路部にバイアス電流を印加するバイアス電流印加部とを有し、
前記プローブ制御回路部で前記超音波振動子を駆動する駆動信号をパルス信号と連続波信号との間で切替えたときに、前記バイアス電流印加部は前記増幅回路部に印加するバイアス電流を切替える
ことを特徴とする超音波プローブ。
A probe control circuit unit;
An ultrasonic probe comprising a plurality of subarrays connected to the probe control circuit unit,
The sub-array includes a plurality of ultrasonic transducers and element circuit units connected to the ultrasonic transducers,
The element circuit unit includes an amplification circuit unit, a control circuit unit, and a bias current application unit that applies a bias current to the amplification circuit unit,
When the drive signal for driving the ultrasonic transducer is switched between a pulse signal and a continuous wave signal in the probe control circuit unit, the bias current application unit switches a bias current applied to the amplification circuit unit. Ultrasonic probe characterized by.
請求項5記載の超音波プローブであって、前記バイアス電流印加部は、前記超音波振動子を駆動する信号としてパルス信号を印加するときに前記増幅回路部に印加するバイアス電流値を、前記超音波振動子を駆動する信号として連続波信号を印加するときに前記増幅回路部に印加するバイアス電流値よりも小さく設定することを特徴とする超音波プローブ。   6. The ultrasonic probe according to claim 5, wherein the bias current application unit applies a bias current value to be applied to the amplification circuit unit when a pulse signal is applied as a signal for driving the ultrasonic transducer. An ultrasonic probe characterized in that it is set to be smaller than a bias current value applied to the amplifying circuit section when a continuous wave signal is applied as a signal for driving the ultrasonic transducer. 請求項5記載の超音波プローブであって、前記素子回路ユニットの制御回路部は、前記プローブ制御回路部からの前記超音波振動子を駆動する駆動信号が連続波信号の時に前記増幅回路部から前記超音波振動子へ出力する信号のオンとオフとを制御することを特徴とする超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 5, wherein the control circuit unit of the element circuit unit is configured to output from the amplification circuit unit when a drive signal for driving the ultrasonic transducer from the probe control circuit unit is a continuous wave signal. An ultrasonic probe that controls on and off of a signal output to the ultrasonic transducer. 請求項5記載の超音波プローブであって、前記抵抗素子回路は、入力側と出力側の間にスイッチが接続されていることを特徴とする超音波プローブ。   6. The ultrasonic probe according to claim 5, wherein a switch is connected between the input side and the output side of the resistance element circuit. 請求項5記載の超音波プローブであって、前記プローブ制御回路に接続する温度センサを更に備え、前記プローブ制御回路は前記温度センサで検出した前記超音波プローブの内部の温度情報に基づいて前記バイアス電流印加部から前記増幅回路部に印加するバイアス電流を制御することを特徴とする超音波プローブ。   6. The ultrasonic probe according to claim 5, further comprising a temperature sensor connected to the probe control circuit, wherein the probe control circuit is configured to detect the bias based on temperature information inside the ultrasonic probe detected by the temperature sensor. An ultrasonic probe that controls a bias current applied from a current application unit to the amplification circuit unit. 本体インターフェース部と制御回路部と入力部とモニタとを備えた装置本体と、
プローブ制御回路部と、前記プローブ制御回路部と接続する複数のサブアレイとを備えて前記装置本体と接続する超音波プローブと
を備えた超音波診断装置であって、
前記超音波プローブのサブアレイは、超音波振動子と前記超音波振動子に接続する素子回路ユニットとを複数備え、
前記素子回路ユニットは、前記超音波振動子を駆動する駆動信号を出力する送波回路サブユニットを有し、
前記送波回路サブユニットは、増幅回路部と遅延回路部と判定回路部とを備え、
前記増幅回路部の入力は、前記遅延回路部の入力及び前記判定回路部の入力と接続され、
前記遅延回路部の出力は、前記判定回路部の入力に接続され、
前記判定回路部の出力は、前記増幅回路部に接続している
ことを特徴とする超音波診断装置。
An apparatus main body including a main body interface unit, a control circuit unit, an input unit, and a monitor;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a probe control circuit unit; and a plurality of subarrays connected to the probe control circuit unit, and an ultrasonic probe connected to the apparatus body,
The sub-array of the ultrasonic probe includes a plurality of ultrasonic transducers and element circuit units connected to the ultrasonic transducer,
The element circuit unit has a transmission circuit subunit that outputs a drive signal for driving the ultrasonic transducer,
The transmission circuit subunit includes an amplification circuit unit, a delay circuit unit, and a determination circuit unit,
The input of the amplifier circuit unit is connected to the input of the delay circuit unit and the input of the determination circuit unit,
The output of the delay circuit unit is connected to the input of the determination circuit unit,
An output of the determination circuit unit is connected to the amplification circuit unit.
請求項10記載の超音波診断装置であって、前記送波回路サブユニットは、前記増幅回路部にバイアス電流を印加するバイアス電流印加部を更に備え、前記素子回路サブユニットから前記超音波振動子に前記駆動信号として連続波を出力するときとパルス波を出力するときとで前記バイアス電流印加部により前記増幅回路部に印加するバイアス電流を切替えることを特徴とする超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10, wherein the transmission circuit subunit further includes a bias current application unit that applies a bias current to the amplification circuit unit, and the ultrasonic transducer from the element circuit subunit An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the bias current applied to the amplifier circuit section is switched by the bias current application section between when a continuous wave is output as the drive signal and when a pulse wave is output. 請求項10記載の超音波診断装置であって、入出力手段を更に備え、前記増幅回路部に印加するバイアス電流を切替えることを、前記入出力手段に表示された条件の中から選択して設定することにより行うことを特徴とする超音波診断装置。   11. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10, further comprising an input / output unit, wherein switching between bias currents applied to the amplification circuit unit is selected and set from conditions displayed on the input / output unit. An ultrasonic diagnostic apparatus which is performed by 請求項10記載の超音波診断装置であって、超音波診断を行う時間を設定する入力手段と、前記入力手段で設定した超音波診断を行う時間に対応する参照画像を表示する参照画像表示手段とを更に備えたことを特徴とする超音波診断装置。   11. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10, wherein input means for setting a time for performing ultrasonic diagnosis and reference image display means for displaying a reference image corresponding to the time for performing ultrasonic diagnosis set by the input means. And an ultrasonic diagnostic apparatus.
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