JP4643214B2 - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、超音波プローブ又は超音波診断装置の送信回路の回路構成等に関する。   The present invention relates to a circuit configuration of a transmission circuit of an ultrasonic probe or an ultrasonic diagnostic apparatus.

超音波診断装置は超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、X線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有し、心臓、腹部、泌尿器、および産婦人科などで広く利用されている。   An ultrasonic diagnostic apparatus is a medical imaging device that non-invasively obtains a tomographic image of soft tissue in a living body from a body surface by an ultrasonic pulse reflection method. Compared to other medical imaging equipment, this ultrasonic diagnostic device has features such as small size, low cost, no exposure to X-rays, high safety, blood flow imaging, etc., and the heart, abdomen, urology, Widely used in obstetrics and gynecology.

この超音波画像診断装置においては、被検体に当接可能な超音波プローブを用いて超音波走査を行う。超音波振動子が一次元アレイ状に配列された超音波プローブが一般的に利用されるが、近年では、1次元アレイのみならず、エレベーション方向に分割された振動子を持つことにより同方向の超音波ビーム開口を制御可能な1.5次元アレイや、3次元スキャンするための2次元アレイプローブについても研究が行われている。   In this ultrasonic diagnostic imaging apparatus, ultrasonic scanning is performed using an ultrasonic probe that can contact the subject. Ultrasonic probes in which ultrasonic transducers are arranged in a one-dimensional array are generally used. However, in recent years, not only one-dimensional arrays but also transducers divided in the elevation direction have the same direction. Research has also been conducted on 1.5-dimensional arrays capable of controlling the ultrasonic beam aperture of the above and 2-dimensional array probes for three-dimensional scanning.

図14は、従来の超音波プローブのユニポーラ型パルサ51を含む送信系50を示した図である。同図に示すように、パルサ51は、送信電圧を超音波振動子に印加するスイッチ回路52と、このスイッチ回路52をON/OFFさせるドライブ回路53とを有している。スイッチ回路52は一般的にMOSFETやバイポーラトランジスタで構成されており、同図のMOSFETの例で説明すると、MOSFETのゲート−ソース電圧を切り替えることでスイッチがオン/オフすることができる。ドライバ回路53は、MOSFETの前段に設けられ、駆動電圧VPX(VDX)によって制御される。このドライバ回路53は、例えばTTL(Transister Transister Logic)レベルのロジック信号を増幅し、あるいはレベル変換を行いMOSFETに接続されゲート−ソース電圧を切り替える。スイッチ回路52がこの切り替えによってえられる送信電圧源Vppをオン/オフすることで、送信電圧源から出力に電流がパルス的に流れ送信パルスとして出力される。   FIG. 14 is a diagram showing a transmission system 50 including a unipolar pulsar 51 of a conventional ultrasonic probe. As shown in the figure, the pulsar 51 includes a switch circuit 52 that applies a transmission voltage to the ultrasonic transducer, and a drive circuit 53 that turns the switch circuit 52 on and off. The switch circuit 52 is generally composed of a MOSFET or a bipolar transistor, and the switch can be turned on / off by switching the gate-source voltage of the MOSFET. The driver circuit 53 is provided in front of the MOSFET and is controlled by a drive voltage VPX (VDX). The driver circuit 53 amplifies a TTL (Transistor Transistor Logic) level logic signal, or performs level conversion and is connected to the MOSFET to switch the gate-source voltage. When the switch circuit 52 turns on / off the transmission voltage source Vpp obtained by this switching, a current flows from the transmission voltage source to the output in a pulsed manner and is output as a transmission pulse.

なお、このパルサ51は超音波振動子毎、あるいは複数振動子を分担するように複数回路構成され、各回路に微小な遅延時間を与えてパルス送信することで、超音波を所定の場所に集束させることができる。   The pulser 51 is constituted by a plurality of circuits so as to share each transducer or a plurality of transducers, and by applying a minute delay time to each circuit and transmitting a pulse, the ultrasound is focused at a predetermined place. Can be made.

この様な超音波プローブを用いた超音波送信における消費電力は、送信電圧と送信時間により決定される。この消費電力は、超音波として出力される電力以外は各送信系50の消費電力であり、これらはプローブ内のパルサ51の発熱に変わる。より具体的には、スイッチ回路52でのスイッチングにより、浮遊容量に流れる電流によるロスやON抵抗によるロスが発生し、これらが発熱に変わる。また、ドライブ回路53は、スイッチ回路52を十分にON/OFFさせるための電源電圧を使うと共に、ドライブ回路53においてもスイッチ回路52と同様、回路内の配線や素子の浮遊容量、ON抵抗によるロスが発生し、これらが発熱に変わる。   The power consumption in ultrasonic transmission using such an ultrasonic probe is determined by the transmission voltage and the transmission time. This power consumption is the power consumption of each transmission system 50 other than the power output as an ultrasonic wave, and these are changed to the heat generation of the pulser 51 in the probe. More specifically, the switching in the switch circuit 52 causes a loss due to the current flowing in the stray capacitance and a loss due to the ON resistance, which change into heat generation. Further, the drive circuit 53 uses a power supply voltage for sufficiently turning on / off the switch circuit 52, and the drive circuit 53 also has a loss due to the wiring in the circuit, the stray capacitance of the element, and the ON resistance as in the switch circuit 52. Occur and these turn into heat.

ところで、超音波診断装置では、十分な感度を得るために、発熱や音圧の制約範囲内で大きなパワーで送信したいという要求がある。しかしながら、超音波プローブ内に送信系60を実装した場合、従来の構成では、プローブを積極的に冷やさない限り、パルサの消費電力によりプローブが発熱し送信エネルギを十分に上げることができない。   By the way, in an ultrasonic diagnostic apparatus, in order to obtain sufficient sensitivity, there exists a request | requirement of transmitting with big power within the restriction | limiting range of heat_generation | fever or a sound pressure. However, when the transmission system 60 is mounted in the ultrasonic probe, in the conventional configuration, unless the probe is actively cooled, the probe generates heat due to the power consumption of the pulser and the transmission energy cannot be sufficiently increased.

また、例えば送信電圧が低い場合には、スイッチ回路52におけるロスは低くなる一方、別の駆動電圧によって制御されるドライブ回路53においては、ロスは変化しない。従って、送信電圧を低下させた場合であってもドライブ回路の電力は下がらず、パルス数の多いドップラ等の送信の場合や、連続送信のSCWモードの場合に特に問題になる。   For example, when the transmission voltage is low, the loss in the switch circuit 52 is low, while the loss does not change in the drive circuit 53 controlled by another drive voltage. Therefore, even when the transmission voltage is lowered, the power of the drive circuit does not decrease, which becomes a problem particularly in the case of transmission such as Doppler with a large number of pulses or in the SCW mode of continuous transmission.

さらに、装置によっては、重い負荷用のパルサ回路50を必要とする場合がある。係る場合には、スイッチ回路52のトランジスタが大きくなるため入力容量も大きくなる。従って、これを駆動するドライブ回路53も大きくする必要があり、これに伴ってロスがさらに大きくなるため、プローブの発熱は、さらに大きな問題となる。   Furthermore, some devices may require a pulsar circuit 50 for heavy loads. In such a case, since the transistor of the switch circuit 52 is large, the input capacitance is also large. Therefore, the drive circuit 53 for driving the same needs to be enlarged, and the loss further increases accordingly, and the heat generation of the probe becomes a larger problem.

なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
USP6,126,602
In addition, as a well-known document relevant to this application, there exist the following, for example.
USP 6,126,602

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、従来に比して超音波送信における消費電力が低く発熱量が少ない超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus that consume less power and generate less heat than conventional transmission.

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

請求項1に記載の発明は、供給されるパルス電流に基づいて超音波を発生する少なくとも一つの超音波振動子と、送信電圧を発生し可変制御される送信電圧源と、前記送信電圧をスイッチして前記パルス電流を発生し、前記少なくとも一つの超音波振動子に供給するスイッチ回路と、前記スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、前記送信電圧に応じて、前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段であって、グランド電位その他の固定電位となるように前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段と、を具備することを特徴とする超音波プローブ又は超音波診断装置である。
請求項2に記載の発明は、供給されるパルス電流に基づいて超音波を発生する少なくとも一つの超音波振動子と、送信電圧を発生し可変制御される送信電圧源と、前記送信電圧をスイッチして前記パルス電流を発生し、前記少なくとも一つの超音波振動子に供給するスイッチ回路と、前記スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、前記送信電圧に応じて、前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段であって、前記送信電圧その他の可変電圧となるように前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段と、を具備することを特徴とする超音波プローブ又は超音波診断装置である。
請求項3に記載の発明は、供給されるパルス電流に基づいて超音波を発生する少なくとも一つの超音波振動子と、送信電圧を発生し可変制御される送信電圧源と、前記送信電圧をスイッチして前記パルス電流を発生し、前記少なくとも一つの超音波振動子に供給するスイッチ回路と、前記スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、前記送信電圧に応じて、前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段であって、前記ドライブ回路の電源電圧を、前記送信電圧源と連動して制御されるトラッキング電源を用いて制御する電圧制御手段と、を具備することを特徴とする超音波プローブ又は超音波診断装置である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided at least one ultrasonic transducer that generates an ultrasonic wave based on a supplied pulse current, a transmission voltage source that is variably controlled by generating a transmission voltage, and switches the transmission voltage. The switch circuit that generates the pulse current and supplies the pulse current to the at least one ultrasonic transducer, the drive circuit that drives the switch circuit, and the output voltage of the drive circuit according to the transmission voltage An ultrasonic probe or an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: voltage control means, and voltage control means for controlling an output voltage of the drive circuit so as to be a ground potential or other fixed potential .
According to a second aspect of the present invention, there is provided at least one ultrasonic transducer that generates an ultrasonic wave based on a supplied pulse current, a transmission voltage source that is variably controlled by generating a transmission voltage, and switches the transmission voltage. The switch circuit that generates the pulse current and supplies the pulse current to the at least one ultrasonic transducer, the drive circuit that drives the switch circuit, and the output voltage of the drive circuit according to the transmission voltage An ultrasonic probe or an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: voltage control means, and voltage control means for controlling an output voltage of the drive circuit so as to be the transmission voltage or other variable voltage. .
According to a third aspect of the present invention, there is provided at least one ultrasonic transducer that generates an ultrasonic wave based on a supplied pulse current, a transmission voltage source that is variably controlled by generating a transmission voltage, and switches the transmission voltage. The switch circuit that generates the pulse current and supplies the pulse current to the at least one ultrasonic transducer, the drive circuit that drives the switch circuit, and the output voltage of the drive circuit according to the transmission voltage Voltage control means, comprising: voltage control means for controlling the power supply voltage of the drive circuit using a tracking power supply controlled in conjunction with the transmission voltage source, or an ultrasonic probe or This is an ultrasonic diagnostic apparatus.

以上本発明によれば、従来に比して超音波送信における消費電力が低く発熱量が少ない超音波プローブ及び超音波診断装置を実現できる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus that consume less power and generate less heat than conventional transmission.

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

図1は、本実施形態に係る超音波診断装置10のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置1は、超音波プローブ12、装置本体11、装置本体11に接続されオペレータからの各種指示・命令・情報を装置本体11にとりこむための外部入力装置13、モニタ14とから構成される。入力装置13には、関心領域(ROI)の設定などを行うためのトラックボール13a、スイッチ・ボタン13b、マウス13c、キーボード13dが設けられる。超音波プローブ12には、送信ユニット40、電圧制御ユニット41が設けられている。また、装置本体11は、超音波受信ユニット21、Bモード処理ユニット22、ドプラ処理ユニット23、画像生成回路24、画像メモリ回路25、記録制御部26、制御プロセッサ(CPU)27、画像記憶部28、内部記憶装置29、インタフェース部30を有している。   FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is connected to an ultrasonic probe 12, an apparatus main body 11, and an apparatus main body 11, and an external input device for incorporating various instructions / commands / information from an operator into the apparatus main body 11. 13 and a monitor 14. The input device 13 is provided with a trackball 13a, a switch / button 13b, a mouse 13c, and a keyboard 13d for setting a region of interest (ROI). The ultrasonic probe 12 is provided with a transmission unit 40 and a voltage control unit 41. The apparatus main body 11 includes an ultrasonic receiving unit 21, a B-mode processing unit 22, a Doppler processing unit 23, an image generation circuit 24, an image memory circuit 25, a recording control unit 26, a control processor (CPU) 27, and an image storage unit 28. And an internal storage device 29 and an interface unit 30.

超音波プローブ12は、圧電セラミック等の音響/電気可逆的変換素子としての圧電振動子(例えば、PZT(登録商標)等)を有する。複数の圧電振動子は並列され、プローブ12の先端に装備される。   The ultrasonic probe 12 includes a piezoelectric vibrator (for example, PZT (registered trademark)) as an acoustic / electric reversible conversion element such as a piezoelectric ceramic. The plurality of piezoelectric vibrators are arranged in parallel and are provided at the tip of the probe 12.

超音波プローブ12に設けられる送信ユニット20は、制御プロセッサ27によって制御される送信電圧に基づいてレートパルスを発生する。各レートパルスには、本超音波プローブ12において、超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が与えられ、プローブ12にチャンネル毎に電圧パルスを印加される。これにより、プローブ12から超音波ビームが被検体に送信される。   The transmission unit 20 provided in the ultrasonic probe 12 generates a rate pulse based on the transmission voltage controlled by the control processor 27. Each rate pulse is given a delay time necessary for focusing the ultrasonic wave into a beam and determining the transmission directivity in the ultrasonic probe 12, and a voltage pulse is applied to the probe 12 for each channel. . Thereby, an ultrasonic beam is transmitted from the probe 12 to the subject.

また、超音波プローブ12に設けられる送信ユニット20は、送信電圧が所定の値以下になった場合に、パルサのスイッチング回路を駆動するドライブ回路の制御電圧を低下させる電圧制御ユニットを有している。なお、パルサ、電圧制御ユニットを含む送信ユニット20の構成については、後で詳しく説明する。   The transmission unit 20 provided in the ultrasonic probe 12 has a voltage control unit that lowers the control voltage of the drive circuit that drives the switching circuit of the pulser when the transmission voltage becomes a predetermined value or less. . The configuration of the transmission unit 20 including the pulser and the voltage control unit will be described in detail later.

画像生成用に被検体内に照射された超音波ビームは、被検体内の音響インピーダンスの不連続面で反射し、その反射波がプローブ12で受信される。プローブ12からチャンネル毎に出力されるエコー信号は、受信ユニット21に取り込まれ、当該受信ユニット21内でチャンネル毎に増幅され、受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、加算される。この加算により受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。この送信指向性と受信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向性が決定される(この指向性は、一般に「走査線」と呼ばれる)。   The ultrasonic beam irradiated into the subject for image generation is reflected by a discontinuous surface of the acoustic impedance in the subject, and the reflected wave is received by the probe 12. The echo signal output from the probe 12 for each channel is captured by the receiving unit 21, amplified for each channel in the receiving unit 21, given a delay time necessary to determine the reception directivity, and added. The By this addition, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity is emphasized. The transmission directivity and the reception directivity determine the overall directivity of ultrasonic transmission / reception (this directivity is generally called a “scan line”).

受信ユニット21から出力されるエコー信号は、Bモード処理ユニット22と、ドプラ処理ユニット23に送られる。Bモード処理ユニット22は、図示しないが、対数変換器、包絡線検波回路、アナログディジタルコンバータ(A/D)から構成される。対数変換器は、エコー信号を対数変換する。包絡線検波回路は対数変換器からの出力信号の包絡線を検波する。この検波信号はアナログディジタルコンバータを介してディジタル化され、検波データとして出力される。また、ドプラ処理ユニット23は、周波数解析によりその解析結果や、フィルタを用いて血流成分を抽出し平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。   The echo signal output from the receiving unit 21 is sent to the B mode processing unit 22 and the Doppler processing unit 23. Although not shown, the B mode processing unit 22 includes a logarithmic converter, an envelope detection circuit, and an analog / digital converter (A / D). The logarithmic converter logarithmically converts the echo signal. The envelope detection circuit detects the envelope of the output signal from the logarithmic converter. This detection signal is digitized via an analog-digital converter and output as detection data. Further, the Doppler processing unit 23 extracts the blood flow component by using frequency analysis and the blood flow information such as average velocity, dispersion, power, etc. from multiple points.

画像生成回路24は、Bモード処理ユニット22から入力した検波データを用いてフレーム相関処理等を実行し、Bモード画像を生成する。また、画像生成回路24は、ドプラ処理ユニット23から入力した血流情報を用いて、平均速度画像、分散画像、パワー画像、これらの組み合わせ画像を作成する。   The image generation circuit 24 performs frame correlation processing using the detection data input from the B-mode processing unit 22 and generates a B-mode image. In addition, the image generation circuit 24 uses the blood flow information input from the Doppler processing unit 23 to create an average velocity image, a dispersion image, a power image, and a combination image thereof.

画像メモリ回路25は、画像生成回路24から受け取った画像データ(「生データ」とも呼ばれる)に基づいて、モニタ14に表示するための超音波画像を生成するものであり、スキャンコンバータ、シネメモリ、フレームメモリ、ビデオ変換器等を有する。スキャンコンバータは、画像生成回路24からから入力した超音波スキャンの走査線信号列を、空間情報に基づいた直交座標系のデータに変換する。シネメモリは、例えばフリーズする直前の複数フレームに対応する超音波画像を保存するメモリである。このシネメモリに記憶されている画像を連続表示(シネ表示)することで、超音波動画像を表示することも可能である。フレームメモリは、一フレーム分の超音波画像を記憶するメモリであり、当該フレームメモリ27に現在記憶されている画像がモニタ14に表示される。また、例えば、操作入力装置13のフリーズオンボタンを押すことにより、当該フレームメモリへの上書きが中止される。ビデオ変換部は、フレームメモリから受け取った画像データに対し、さらにビデオフォーマット変換を行う。   The image memory circuit 25 generates an ultrasonic image to be displayed on the monitor 14 based on the image data (also referred to as “raw data”) received from the image generation circuit 24, and includes a scan converter, a cine memory, a frame Has memory, video converter, etc. The scan converter converts the scanning line signal sequence of the ultrasonic scan input from the image generation circuit 24 into orthogonal coordinate system data based on the spatial information. The cine memory is a memory for storing an ultrasonic image corresponding to a plurality of frames immediately before freezing, for example. It is also possible to display an ultrasonic moving image by continuously displaying images (cine display) stored in the cine memory. The frame memory is a memory for storing an ultrasonic image for one frame, and the image currently stored in the frame memory 27 is displayed on the monitor 14. Further, for example, when the freeze on button of the operation input device 13 is pressed, overwriting to the frame memory is stopped. The video conversion unit further performs video format conversion on the image data received from the frame memory.

制御プロセッサ27は、ユーザの入力装置13またはその他インタフェースから入力されたモード選択、ROI設定、送信開始・終了に基づき、内部記憶装置29に記憶された送受信条件と装置制御プログラムとを読み出し、これらに従って、当該超音波診断装置を静的又は動的に制御する。   The control processor 27 reads the transmission / reception conditions and the device control program stored in the internal storage device 29 based on the mode selection, ROI setting, and transmission start / end input from the user input device 13 or other interfaces, and according to these. The ultrasonic diagnostic apparatus is controlled statically or dynamically.

画像記憶部28は、制御プロセッサ27の制御のもと、画像メモリ回路25から受け取った画像データ(静止画像、動画像)を記録する。   The image storage unit 28 records the image data (still image, moving image) received from the image memory circuit 25 under the control of the control processor 27.

内部記憶装置29は、当該装置の制御プログラム、診断プロトコルや送受信条件等の各種データ群、収集された画像データ等を記憶する。また、内部記憶装置29は、一連の検査手順を構成する各処理を実現する各種小プログラム(アクティビティ)、及び各種アクティビティによって構成された検査手順(ワークフロー)に従って装置を制御するための制御プログラムを格納する。   The internal storage device 29 stores a control program for the device, various data groups such as diagnostic protocols and transmission / reception conditions, collected image data, and the like. Further, the internal storage device 29 stores various small programs (activities) for realizing each process constituting a series of inspection procedures, and a control program for controlling the apparatus according to the inspection procedures (workflows) constituted by the various activities. To do.

モニタ14は、画像メモリ回路25からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報を画像として表示する。このモニタ14上に表示された画像等は、画像メモリ回路25内のフレームメモリに記憶された対応する画像データを用いて、例えば画像記憶部28に記録される。   The monitor 14 displays in-vivo morphological information and blood flow information as an image based on the video signal from the image memory circuit 25. The image displayed on the monitor 14 is recorded in, for example, the image storage unit 28 using corresponding image data stored in the frame memory in the image memory circuit 25.

(送信ユニット及び電圧制御ユニット)
次に、超音波プローブ12に実装される送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成について説明する。図2は、送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成を示した図である。なお、この送信ユニット40及び電圧制御ユニット41は、超音波振動子毎、あるいは複数振動子を分担するように複数個の回路を配列して構成される。
(Transmission unit and voltage control unit)
Next, the configuration of the transmission unit 40 and the voltage control unit 41 mounted on the ultrasonic probe 12 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the transmission unit 40 and the voltage control unit 41. The transmission unit 40 and the voltage control unit 41 are configured by arranging a plurality of circuits so as to share each ultrasonic transducer or a plurality of transducers.

送信ユニット40は、ユニポーラ型パルサ400、スイッチ401、402を有している。ユニポーラ型パルサ400には、スイッチ回路と、このスイッチ回路をON/OFFさせるドライブ回路(共に図示せず)が内蔵されている。なお、ユニポーラ型パルサ400の内部構成は、例えば図14に示すパルサ51と略同様である。本実施形態では説明を簡略化するため、図2において矩形により象徴的に図示してある。   The transmission unit 40 includes a unipolar pulsar 400 and switches 401 and 402. The unipolar pulsar 400 includes a switch circuit and a drive circuit (both not shown) for turning the switch circuit ON / OFF. The internal configuration of the unipolar pulsar 400 is substantially the same as that of the pulsar 51 shown in FIG. 14, for example. In the present embodiment, in order to simplify the description, it is symbolically illustrated by a rectangle in FIG.

ユニポーラ型パルサ400に内蔵されるスイッチ回路は、例えばMOSFETを有し、ドライブ回路によるON/OFF制御に従って送信電流を超音波振動子に印加する。なお、本スイッチ回路が有するMOSFETのVDS−ID特性のグラフを図3に、VG−ID特性のグラフを図4に示した。   The switch circuit built in the unipolar pulsar 400 has, for example, a MOSFET, and applies a transmission current to the ultrasonic transducer according to ON / OFF control by the drive circuit. A graph of the VDS-ID characteristic of the MOSFET included in the switch circuit is shown in FIG. 3, and a graph of the VG-ID characteristic is shown in FIG.

ユニポーラ型パルサ400に内蔵されたドライブ回路には、送信電圧Vpp、ドライブ回路用電圧Vpx及びVdxが供給される。送信電圧Vppは可変送信電圧源VPPから、ドライブ回路用電圧Vpxはドライブ回路用電圧源VPX0又はGND(グランド)から、ドライブ回路用電圧Vpxはドライブ回路用電圧源VDX0又は可変ドライブ回路用電圧源VDX1から、それぞれ供給される。   The drive circuit built in the unipolar pulsar 400 is supplied with a transmission voltage Vpp and drive circuit voltages Vpx and Vdx. The transmission voltage Vpp is from the variable transmission voltage source VPP, the drive circuit voltage Vpx is from the drive circuit voltage source VPX0 or GND (ground), and the drive circuit voltage Vpx is from the drive circuit voltage source VDX0 or the variable drive circuit voltage source VDX1. Respectively.

スイッチ401は、ユニポーラ型パルサ400に送信電圧Vppを供給する電圧源を選択するため、ドライブ回路用電圧源VPX0とGNDとの間で接続を切り替える。また、スイッチ402は、ユニポーラ型パルサ400に送信電圧Vppを供給する電圧源を選択するため、ドライブ回路用電圧源VDX0と可変ドライブ回路用電圧源VDX1との間で接続を切り替える。   Switch 401 switches the connection between drive circuit voltage source VPX0 and GND in order to select a voltage source that supplies transmission voltage Vpp to unipolar pulsar 400. The switch 402 switches the connection between the drive circuit voltage source VDX0 and the variable drive circuit voltage source VDX1 in order to select a voltage source that supplies the transmission voltage Vpp to the unipolar pulsar 400.

電圧制御ユニット41は、制御プロセッサ27からの指示に従って、パルサ400に供給されるドライブ回路用電圧Vpx及びVdxを制御する。すなわち、電圧制御ユニット41は、パルサ400におけるスイッチ回路のみならずドライブ回路での消費電力を低減させるように、送信電圧Vppの値に応じてドライブ回路用電圧Vpp及びVdxを制御する。   The voltage control unit 41 controls the drive circuit voltages Vpx and Vdx supplied to the pulser 400 in accordance with instructions from the control processor 27. That is, the voltage control unit 41 controls the drive circuit voltages Vpp and Vdx according to the value of the transmission voltage Vpp so as to reduce power consumption not only in the switch circuit but also in the drive circuit in the pulser 400.

図5は、電圧制御ユニット41のドライブ回路用電圧制御の一例を示した図である。同図に示すように、例えば、電圧制御ユニット41は、送信電圧Vppが所定の閾値以上のとき(同図では、12V以上のとき)には、スイッチ401をドライブ回路用電圧源VPX0に接続させ、また、スイッチ402をドライブ回路用電圧源VDX0に接続させる。なお、ドライブ回路用電圧源VPX0はトラッキング電源となっており、VPX0=Vpp−Vdxの関係式に従って電圧制御ユニット41により制御される。例えば、図3の例において、送信電圧Vppが100Vである場合には、VPX0=Vpp−Vdx=100V−12V=88Vとなるように制御される。   FIG. 5 is a diagram showing an example of drive circuit voltage control of the voltage control unit 41. As shown in the figure, for example, the voltage control unit 41 connects the switch 401 to the drive circuit voltage source VPX0 when the transmission voltage Vpp is not less than a predetermined threshold (in the figure, not less than 12V). Further, the switch 402 is connected to the drive circuit voltage source VDX0. The drive circuit voltage source VPX0 is a tracking power supply and is controlled by the voltage control unit 41 in accordance with the relational expression of VPX0 = Vpp−Vdx. For example, in the example of FIG. 3, when the transmission voltage Vpp is 100V, control is performed so that VPX0 = Vpp−Vdx = 100V−12V = 88V.

一方、送信電圧Vppが所定の閾値以下となった場合(同図では、12V以下となった場合)には、電圧制御ユニット41は、スイッチ401をGNDに接続させることでドライブ回路用電圧Vpxを0Vとし、また、スイッチ402をトラッキング電源であるドライブ回路用電圧源VDX1に接続させることで、ドライブ回路用電圧Vdxが送信電圧Vppと等しくなるように制御する。   On the other hand, when the transmission voltage Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold (in the figure, when it is equal to or lower than 12 V), the voltage control unit 41 connects the switch 401 to GND so as to reduce the drive circuit voltage Vpx. In addition, the drive circuit voltage Vdx is controlled to be equal to the transmission voltage Vpp by connecting the switch 402 to the drive circuit voltage source VDX1 serving as a tracking power supply.

すなわち、送信電圧Vppが所定の閾値以下になると、電圧制御ユニット41は、スイッチ回路を駆動可能なドライブ回路の出力電圧を保証しながら、当該ドライブ回路に供給するドライブ回路用電圧を低下させる。これにより、送信電圧の低下に伴ってパルサドライブ電圧も低下させることができ、パルサのスイッチ回路のみならず、ドライブ回路での消費電力をも低減させることができる。   That is, when the transmission voltage Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold, the voltage control unit 41 reduces the drive circuit voltage supplied to the drive circuit while guaranteeing the output voltage of the drive circuit that can drive the switch circuit. As a result, the pulsar drive voltage can be lowered as the transmission voltage is lowered, and the power consumption not only in the pulsar switch circuit but also in the drive circuit can be reduced.

図6は、超音波送信時におけるユニポーラ型送信ユニット40のタイミングチャートの一例を示している。同図において、スイッチ回路のMOSFETのゲート電圧Vgp、Vgn(例えば、図14のMOSFET−M2及びMOSFE−M1のそれぞれのゲート電圧)は、従来の値よりも小さくなっている。従って、特に連続送信を繰り返す場合には、従来よりも小さなゲート電圧Vgp、Vgnを用いて各送信を実行することができ、消費電力を飛躍的に低減させることができる。   FIG. 6 shows an example of a timing chart of the unipolar transmission unit 40 at the time of ultrasonic transmission. In the figure, the gate voltages Vgp and Vgn (for example, the respective gate voltages of MOSFET-M2 and MOSFE-M1 in FIG. 14) of the MOSFET of the switch circuit are smaller than the conventional values. Therefore, especially when continuous transmission is repeated, each transmission can be executed using gate voltages Vgp and Vgn smaller than those of the conventional one, and the power consumption can be drastically reduced.

なお、送信電圧Vppが所定の閾値以下となった場合に、スイッチ402の接続を切り替える電圧制御ユニット41の構成の一例を図7に示した。同図に示すように、所定の閾値Vrefと送信電圧源電圧VPPとを比較するコンパレータ410により、VPPがVrefより下がった時に切り替え信号を出力する。スイッチ401における電源の切り替えにおいても、同様の構成を用いることができる。   An example of the configuration of the voltage control unit 41 that switches the connection of the switch 402 when the transmission voltage Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold is shown in FIG. As shown in the figure, a comparator 410 that compares a predetermined threshold Vref and the transmission voltage source voltage VPP outputs a switching signal when VPP falls below Vref. A similar configuration can be used for switching the power source in the switch 401.

また、図8に、VPPを監視し、これに追従して電圧源電圧VDX1を制御するトラッキング電源としてのドライブ回路用電圧源VDX1の構成を示した。同図において、VPPとVDX1との間にはダイオードが接続されている。係る構成においては、VPPがVDX1より下がったときにはダイオードがオンし、VDX1の電圧がほぼVPPまで下がり、さらにVPPが下がった場合には、これに追従してVDX1も下がる動作をする。   FIG. 8 shows the configuration of the drive circuit voltage source VDX1 as a tracking power source that monitors the VPP and controls the voltage source voltage VDX1 following the VPP. In the figure, a diode is connected between VPP and VDX1. In such a configuration, the diode is turned on when VPP falls below VDX1, the voltage of VDX1 drops to almost VPP, and when VPP further falls, VDX1 also follows this and lowers VDX1.

上述した例において、ドライブ回路用電圧を低下させるトリガとなる送信電圧Vppの閾値は、上記内容に限定されることなく、自由に設定することが可能である。また、送信電圧Vppが所定の閾値以下となった場合において、ドライブ回路用電圧Vpxを0V(GND接続)する構成としたが、上記例に限定されることなく、ドライブ回路用電圧の低下を実現する固定電圧であれば、どの様な値であってもよい。   In the above-described example, the threshold value of the transmission voltage Vpp serving as a trigger for lowering the drive circuit voltage is not limited to the above contents, and can be freely set. In addition, when the transmission voltage Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold, the drive circuit voltage Vpx is configured to be 0 V (GND connection), but the drive circuit voltage is reduced without being limited to the above example. Any value can be used as long as it is a fixed voltage.

(他の実施例1)
次に、本超音波プローブ及び超音波診断装置の他の実施例1について説明する。図9は、本実施例に係る送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成を示した図である。同図において、パルサ400は、例えば図10に示すように正負のバイポーラパルスが送信できる回路構成となっている。
(Other Example 1)
Next, another embodiment 1 of the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the transmission unit 40 and the voltage control unit 41 according to the present embodiment. In the figure, a pulser 400 has a circuit configuration capable of transmitting positive and negative bipolar pulses, for example, as shown in FIG.

また、正負のバイポーラパルス発生のために、負側の送信電圧Vddには電圧源VDDが接続され、且つ、ドライブ回路用電圧源VDX0はトラッキング電源とし、VDX0=Vdd+Vaの関係式に従って、電圧制御ユニット41により制御される。ここで、Vaは、図2及び図14と同じMOSFETを使うとすると、例えば12Vである。従って、例えば、図9の例において、送信電圧Vddが−100Vである場合には、VDX0=Vdd+Va=−100V+12V=−88Vとなるように制御される。   In order to generate positive and negative bipolar pulses, the voltage source VDD is connected to the negative transmission voltage Vdd, the drive circuit voltage source VDX0 is a tracking power supply, and the voltage control unit is in accordance with the relational expression VDX0 = Vdd + Va. 41. Here, if the same MOSFET as in FIGS. 2 and 14 is used, Va is, for example, 12V. Therefore, for example, in the example of FIG. 9, when the transmission voltage Vdd is −100 V, the control is performed so that VDX0 = Vdd + Va = −100 V + 12 V = −88 V.

本実施例では、Vppが所定の閾値以下のなった場合には、電圧制御ユニット41は、スイッチ401及びスイッチ402を、共にGND(=0V)に切り替える。これにより、パルサのスイッチ回路のみならず、ドライブ回路での消費電力をも低減させることができる。   In this embodiment, when Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold, the voltage control unit 41 switches both the switch 401 and the switch 402 to GND (= 0V). As a result, power consumption not only in the pulser switch circuit but also in the drive circuit can be reduced.

(他の実施例2)
次に、本超音波プローブ及び超音波診断装置の他の実施例2について説明する。図11は、本実施例に係る送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成を示した図である。同図において、パルサ400は、例えば図12に示すように、他の実施例1とは異なる構成を有するバイポーラパルスであり、出力スイッチのMOSFETとドライブ回路の間がAC結合となっている。これにより、ドライバ回路の電源は1種類でよく、送信電圧Vppが所定値以上のときにはたの実施例1の様にVdxはトラッキング電源とする必要は無い。
(Other Example 2)
Next, another embodiment 2 of the present ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the transmission unit 40 and the voltage control unit 41 according to the present embodiment. In FIG. 12, a pulsar 400 is a bipolar pulse having a configuration different from that of the first embodiment as shown in FIG. 12, for example, and an AC coupling is provided between the MOSFET of the output switch and the drive circuit. As a result, the driver circuit may have only one power source, and Vdx need not be a tracking power source as in the first embodiment when the transmission voltage Vpp is equal to or higher than a predetermined value.

本超音波プローブにおいて、送信電圧Vppが所定の閾値以下となった場合には、電圧制御ユニット41は、スイッチ401をドライブ回路用電圧源VDX1側に切り替える。ドライブ回路用電圧源VDX1は、VDX1=Vppとなるように制御される。従って、送信電圧の低下に伴ってパルサドライブ電圧も低下させることができ、パルサのスイッチ回路のみならず、ドライブ回路での消費電力をも低減させることができる。   In the ultrasonic probe, when the transmission voltage Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold, the voltage control unit 41 switches the switch 401 to the drive circuit voltage source VDX1 side. The drive circuit voltage source VDX1 is controlled so that VDX1 = Vpp. Therefore, the pulsar drive voltage can be lowered as the transmission voltage is lowered, and the power consumption not only in the pulsar switch circuit but also in the drive circuit can be reduced.

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the configuration described above, the following effects can be obtained.

本超音波プローブ及び超音波診断装置によれば、送信電圧に応答させて、パルサのドライブ回路に供給するドライブ電圧も低下させる。そのため、送信電圧の低下に伴い、パルサのスイッチ回路のみならず、ドライブ回路での消費電力、及びこれに伴う発熱を低減させることができる。その結果、超音波送信における消費電力が低く発熱量が少ない超音波プローブ及び超音波診断装置を実現できる。   According to the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus, the drive voltage supplied to the drive circuit of the pulser is lowered in response to the transmission voltage. Therefore, as the transmission voltage is lowered, not only the pulser switch circuit but also the power consumption in the drive circuit and the heat generation associated therewith can be reduced. As a result, it is possible to realize an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus that consume less power and generates less heat in ultrasonic transmission.

また、連続送信を繰り返す場合には、従来よりも小さなゲート電圧を用いて各送信を実行することができ、消費電力を飛躍的に低減させることができる。なお、送信超音波のエネルギは、低い送信電圧であっても、波数を多く出力する送信(チャープ等)によって大きくすることが可能である。従って、本超音波プローブ及び超音波診断装置によれば、低い送信電圧によって消費電力を低減化しつつ、エネルギの大きな超音波送信も実現することができる。この効果は、特にCW送信等の送信回数が多大な撮影モードにおいて、実益が大きい。   In addition, when continuous transmission is repeated, each transmission can be executed using a smaller gate voltage than in the prior art, and power consumption can be drastically reduced. Note that the energy of transmission ultrasonic waves can be increased by transmission (chirp or the like) that outputs a large number of waves even at a low transmission voltage. Therefore, according to the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to realize ultrasonic transmission with a large energy while reducing power consumption with a low transmission voltage. This effect is particularly advantageous in a shooting mode in which the number of transmissions such as CW transmission is large.

また、近年普及されつつある1.5次元アレイ、2次元アレイの超音波プローブは、通常の1次元アレイプローブに比してより多くの数のパルサを実装する必要がある。このようなプローブでは、パルサにおける消費電力に伴う発熱が大きな問題となる。本超音波プローブ及び超音波診断装置によれば、発熱自体を抑制することができるので、別途冷却装置を実装させる必要もなく、超音波プローブの小型化に寄与することができる。   In addition, 1.5-dimensional array and 2-dimensional array ultrasonic probes that are becoming popular in recent years need to mount a larger number of pulsers than ordinary one-dimensional array probes. With such a probe, heat generation due to power consumption in the pulser becomes a major problem. According to the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus, since the heat generation itself can be suppressed, there is no need to separately mount a cooling device, and it is possible to contribute to the miniaturization of the ultrasonic probe.

さらに、本超音波プローブ及び超音波診断装置によれば、送信電圧に応答させて、パルサのドライブ回路に供給するドライブ電圧を積極的に制御するため、モノリシックICで回路を構成する場合であっても、ICのサブストレート電位を別に供給することなく、出力電圧の可変範囲も広げることができる。例えば、ユニポーラパルサでサブストレート電位を0V共通としておくと、ドライブ電圧を可変しなければ12Vが最低電圧となるのに対し、本実施形態の構成によれば、12V以下(6V)に出力電位範囲を拡大することができる。   Furthermore, according to the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus, in order to positively control the drive voltage supplied to the drive circuit of the pulser in response to the transmission voltage, the circuit is configured with a monolithic IC. However, the variable range of the output voltage can be expanded without separately supplying the substrate potential of the IC. For example, if the substrate potential is common to 0 V in the unipolar pulsar, 12 V is the lowest voltage unless the drive voltage is varied, but according to the configuration of this embodiment, the output potential range is 12 V or less (6 V). Can be enlarged.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.

(1)上記実施形態は、電圧制御ユニットを超音波プローブに実装した場合を例に説明した。しかしながら、電圧制御ユニットの実装形態はこれに拘泥されない。例えば、装置本体11内に設けられた電圧制御ユニットが、制御プロセッサ27の制御に基づいて、送信ユニット40に供給される電圧を制御する構成であってもよい。   (1) In the above embodiment, the case where the voltage control unit is mounted on the ultrasonic probe has been described as an example. However, the implementation form of the voltage control unit is not limited to this. For example, the voltage control unit provided in the apparatus main body 11 may be configured to control the voltage supplied to the transmission unit 40 based on the control of the control processor 27.

(2)上記実施形態では、電圧制御ユニットが、それぞれ二種類の電源の間でスイッチ401、402を制御することにより、パルサへの供給電圧を制御する場合を例に説明した。しかしながら、切り替える電圧は2種類に限定する趣旨ではなく、さらに多くの電源の間で切り替える構成であってもよい。また、ドライブ回路用電圧を図5に示した動作を行う制御電源とせず、例えば図13のように所定値以下の時、別の固定電圧にステップ状に切り替える構成としてもよい。   (2) In the above embodiment, the case where the voltage control unit controls the supply voltage to the pulser by controlling the switches 401 and 402 between the two types of power supplies has been described as an example. However, the voltage to be switched is not limited to two types, and may be configured to switch between more power sources. Further, the drive circuit voltage may not be the control power supply that performs the operation shown in FIG. 5, but may be switched to another fixed voltage stepwise when the voltage is not more than a predetermined value as shown in FIG.

(3)本発明の技術的思想は、パルサがディスクリート回路、ハイブリットIC、モノリシックIC等によって構成されている場合であっても適用可能である。このとき、ICの中に切り替え回路、電源回路等を組み込む構成としてもよい。   (3) The technical idea of the present invention can be applied even when the pulser is constituted by a discrete circuit, a hybrid IC, a monolithic IC, or the like. At this time, a switching circuit, a power supply circuit, or the like may be incorporated in the IC.

(4)上記実施形態は、送信ユニットが有するパルサへの供給電圧制御を例に説明を行った。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、他のパルサ(例えば、装置本体が実行するパルサ)等に対して適用する構成であってもよい。係る構成の場合、バッテリ動作をする携帯型の超音波診断装置に対しては特に有効に働く。   (4) In the above-described embodiment, the supply voltage control to the pulser included in the transmission unit has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other pulsers (for example, a pulser executed by the apparatus main body). In the case of such a configuration, it works particularly effectively for a portable ultrasonic diagnostic apparatus that operates on a battery.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、従来に比して超音波送信における消費電力が低く発熱量が少ない超音波プローブ及び超音波診断装置を実現できる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus that consume less power and generate less heat than conventional transmission.

図1は、本実施形態に係る超音波診断装置10のブロック構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a block configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the present embodiment. 図2は、超音波プローブ12に実装される送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the transmission unit 40 and the voltage control unit 41 mounted on the ultrasonic probe 12. 図3は、パルサ400のスイッチ回路が有するMOSFETのVDS−ID特性を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing VDS-ID characteristics of MOSFETs included in the switch circuit of the pulser 400. 図4は、パルサ400のスイッチ回路が有するMOSFETのVG−ID特性を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing the VG-ID characteristics of MOSFETs included in the switch circuit of the pulser 400. 図5は、電圧制御ユニット41のドライブ回路用電圧制御の一例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of drive circuit voltage control of the voltage control unit 41. 図6は、超音波送信時におけるユニポーラ型送信ユニット40のタイミングチャートの一例を示している。FIG. 6 shows an example of a timing chart of the unipolar transmission unit 40 at the time of ultrasonic transmission. 図7は、送信電圧Vppが所定の閾値以下となった場合に、スイッチ402の接続を切り替える電圧制御ユニット41の構成の一例を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the voltage control unit 41 that switches the connection of the switch 402 when the transmission voltage Vpp is equal to or lower than a predetermined threshold. 図8は、トラッキング電源としてのドライブ回路用電圧源VDX1の一例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a drive circuit voltage source VDX1 as a tracking power supply. 図9は、他の実施例1に係る送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating configurations of the transmission unit 40 and the voltage control unit 41 according to another embodiment. 図10は、他の実施例1に係るパルサ400の回路構成を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration of a pulser 400 according to another embodiment. 図11は、他の実施例2に係る送信ユニット40及び電圧制御ユニット41の構成を示した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a transmission unit 40 and a voltage control unit 41 according to another embodiment 2. 図12は、他の実施例2に係るパルサ400の回路構成を示した図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a circuit configuration of a pulser 400 according to another second embodiment. 図13は、ドライブ回路用電圧の切り替え制御の他の例を示した図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of drive circuit voltage switching control. 図14は、従来の超音波プローブのユニポーラ型パルサ51を含む送信系50を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing a transmission system 50 including a unipolar pulsar 51 of a conventional ultrasonic probe.

符号の説明Explanation of symbols

10…超音波診断装置、12…超音波プローブ、13…入力装置、14…モニタ、21…受信ユニット、22…Bモード処理ユニット、23…ドプラ処理ユニット、24…データ解析部、25…画像生成回路、26…画像メモリ、27…制御プロセッサ、28…記憶部、30…インタフェース部、40…送信ユニット、41…電圧制御ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic diagnostic apparatus, 12 ... Ultrasonic probe, 13 ... Input device, 14 ... Monitor, 21 ... Receiving unit, 22 ... B-mode processing unit, 23 ... Doppler processing unit, 24 ... Data analysis part, 25 ... Image generation Circuit, 26 ... Image memory, 27 ... Control processor, 28 ... Storage unit, 30 ... Interface unit, 40 ... Transmission unit, 41 ... Voltage control unit

Claims (7)

供給されるパルス電流に基づいて超音波を発生する少なくとも一つの超音波振動子と、
送信電圧を発生し可変制御される送信電圧源と、
前記送信電圧をスイッチして前記パルス電流を発生し、前記少なくとも一つの超音波振動子に供給するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、
前記送信電圧に応じて、前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段であって、グランド電位その他の固定電位となるように前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段と、
を具備することを特徴とする超音波プローブ又は超音波診断装置。
At least one ultrasonic transducer for generating an ultrasonic wave based on a supplied pulse current;
A transmission voltage source that is variably controlled by generating a transmission voltage;
A switch circuit that switches the transmission voltage to generate the pulse current and supplies the pulse current to the at least one ultrasonic transducer;
A drive circuit for driving the switch circuit;
Voltage control means for controlling the output voltage of the drive circuit according to the transmission voltage, voltage control means for controlling the output voltage of the drive circuit so as to be a ground potential or other fixed potential;
An ultrasonic probe or an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
供給されるパルス電流に基づいて超音波を発生する少なくとも一つの超音波振動子と、  At least one ultrasonic transducer for generating an ultrasonic wave based on a supplied pulse current;
送信電圧を発生し可変制御される送信電圧源と、  A transmission voltage source that is variably controlled by generating a transmission voltage;
前記送信電圧をスイッチして前記パルス電流を発生し、前記少なくとも一つの超音波振動子に供給するスイッチ回路と、  A switch circuit that switches the transmission voltage to generate the pulse current and supplies the pulse current to the at least one ultrasonic transducer;
前記スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、  A drive circuit for driving the switch circuit;
前記送信電圧に応じて、前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段であって、前記送信電圧その他の可変電圧となるように前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段と、  Voltage control means for controlling the output voltage of the drive circuit in accordance with the transmission voltage, the voltage control means for controlling the output voltage of the drive circuit to be the transmission voltage or other variable voltage;
を具備することを特徴とする超音波プローブ又は超音波診断装置。  An ultrasonic probe or an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
供給されるパルス電流に基づいて超音波を発生する少なくとも一つの超音波振動子と、  At least one ultrasonic transducer for generating an ultrasonic wave based on a supplied pulse current;
送信電圧を発生し可変制御される送信電圧源と、  A transmission voltage source that is variably controlled by generating a transmission voltage;
前記送信電圧をスイッチして前記パルス電流を発生し、前記少なくとも一つの超音波振動子に供給するスイッチ回路と、  A switch circuit that switches the transmission voltage to generate the pulse current and supplies the pulse current to the at least one ultrasonic transducer;
前記スイッチ回路を駆動するドライブ回路と、  A drive circuit for driving the switch circuit;
前記送信電圧に応じて、前記ドライブ回路の出力電圧を制御する電圧制御手段であって、前記ドライブ回路の電源電圧を、前記送信電圧源と連動して制御されるトラッキング電源を用いて制御する電圧制御手段と、  Voltage control means for controlling the output voltage of the drive circuit according to the transmission voltage, the voltage for controlling the power supply voltage of the drive circuit using a tracking power supply controlled in conjunction with the transmission voltage source Control means;
を具備することを特徴とする超音波プローブ又は超音波診断装置。  An ultrasonic probe or an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記電圧制御手段は、前記送信電圧が所定の閾値以下になった場合に、前記ドライブ回路の出力電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の超音波プローブ又は超音波診断装置。  5. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the voltage control unit controls an output voltage of the drive circuit when the transmission voltage becomes a predetermined threshold value or less. 6. Or an ultrasonic diagnostic apparatus. 前記電圧制御手段は、前記ドライブ回路の電源電圧を制御することで、当該ドライブ回路の出力電圧を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の超音波プローブ又は超音波診断装置。  The ultrasonic probe or ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the voltage control unit controls an output voltage of the drive circuit by controlling a power supply voltage of the drive circuit. 前記スイッチ回路は、バイポーラトランジスタ又はMOS型トランジスタであることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項記載の超音波プローブ又は超音波診断装置。  The ultrasonic probe or ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the switch circuit is a bipolar transistor or a MOS transistor. 前記電圧制御手段は、線形に又は階段状に変化するように前記ドライブ回路の出力電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の超音波プローブ又は超音波診断装置。  7. The ultrasonic probe or ultrasonic diagnosis according to claim 1, wherein the voltage control means controls the output voltage of the drive circuit so as to change linearly or stepwise. apparatus.
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