JPH04124116U - 多素子プローブ用前置ブースタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価な超音波診断装置は従来のものと同じも
のを使用可能とし、必ずしもすべての装置が使用すると
は限らない多素子プローブのために多極コネクタを全装
置に取り付けておく必要をなくすことを目的としてい
る。 【構成】 １０２４個の接点を有するコネクタＡ１２
と、１個の送信信号を１６個に変換する６４個の送波ビ
ームフォーマからなる送信用ビームフォーマ群１６と、
１６個の受信信号を１個に変換する６４個の受波ビーム
フォーマから成る受信用ビームフォーマ群１７と、本体
との間に信号の送受を行うための６４個の接点を有する
コネクタＢ１９と、コントローラ１８と、電源及びコン
トローラ１８への制御信号を受けるコネクタＣ２０とで
構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は多素子プローブを従来の超音波診断装置に接続するための多素子プロ ーブ用前置ブースタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

超音波を被検体内に照射すると、生体組織を媒体として超音波が伝達されるが 、臓器等の組織や病変部のような周囲の組織との音響インピーダンスの差のある 所から反射されて送波した超音波の一部が戻ってくる。この戻って来た超音波を 処理して画像表示させる装置が超音波診断装置である。超音波を送受波するため に圧電振動子（以下圧電素子という）を用いたプローブが使用され、送波する超 音波音線を所望の範囲に照射するのは、複数の圧電素子を有するプローブを用い て電子制御により超音波ビームを振るか、送受波する圧電素子を遂次切り替える ことにより行っている。

【０００３】 従来、超音波診断装置は最大駆動チャネル数のプローブ接続口と、それに対応 した数の信号処理回路で構成されていた。以下に構成例を図面を用いて説明する 。

【０００４】 図４はセクタスキャンを行うプローブを用いる超音波診断装置の例である。図 において、１Ａは複数の一次元配列のセクタ電子走査を行うセクタ走査用プロー ブである。このセクタ走査用プローブ１Ａは６４個の圧電素子で構成されており 、６４個の接点を持つコネクタ２Ａにより超音波診断装置本体３に接続されてい る。４Ａは６４チャネルの信号を整相加算する６４チャネルビームフォーマであ る。セクタ走査用プローブ１Ａでセクタスキャンをして得られたエコーは受波さ れて、６４チャネルのプローブ用のコネクタ２Ａを経て超音波診断装置本体３に 入力される。この信号は６４チャネルビームフォーマ４Ａで整相加算され、後続 の信号処理回路（図示せず）で処理された後ＣＲＴ５に表示される。

【０００５】 図５は１２８の圧電素子を有するリニヤ走査用プローブ１Ｂを用いる超音波診 断装置の例である。図において、図４と同等の部分には同一の符号を用いてある 。リニヤ走査用プローブ１Ｂには１２８の圧電素子があって、１２８チャネルの 信号は１２８個の接点を有するプローブ用のコネクタ２Ｂを経て超音波診断装置 本体３に入力されている。この信号はマルチプレクサ６に入力され、３２チャネ ルの信号に変換されて３２チャネルビームフォーマ４Ｂに入力され、整相加算さ れる。以後は図４の例と同様に処理され、ＣＲＴ５に表示される。この例はコン ベックススキャンの場合も同様である。

【０００６】 図６は図５のリニヤスキャン又はコンベックススキャンの場合と同様の動作を するが、リニヤ走査用プローブ中にマルチプレクサ６が収容されていて、マルチ プレクサ６による１次の整相加算がリニヤ走査用プローブ１Ｃの中で行われる。 従って、出力のチャネル数は３２チャネルでよい。受信信号は３２チャネルのコ ネクタ２Ｃを経て超音波診断装置本体３に入力され３２チャネルビームフォマ４ Ｂにおいて整相加算される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述のように、通常の診断においては、セクタスキャンの場合、４８〜１２８ チャネル程度のチャネル数があれば十分である。ところが、近時プローブの高密 度化、多素子化に対応して一層チャネル数の多い多チャネルの装置が必要とされ るようになっている。特に２次元アレイによるプローブは、例えば、６４×１６ ＝１０２４のように非常に多くのチャネルがある。このようなプローブを用いる と、これに適合したコネクタが取り付けられ、多チャネルの信号を処理するビー ムフォーマを備えた超音波診断装置が必要である。しかし、通常の診断には図４ ，図５，図６で示されるように多くのチャネルを必要とせず、既述のように４８ 〜１２８チャネルがあればよく、特別な用途のための多チャネルのプローブに対 して高価な多極コネクタや大容量のビームフォーマを用意しておくことは無駄で あり、コスト高の原因となる。

【０００８】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、２次元アレイや高密 度アレイのような多素子のプローブを用いる場合にも、高価な超音波診断装置は 従来のものと同じものを使用することを可能にし、特別な多極コネクタを取り付 けた超音波診断装置を使用する必要をなくすための前置ブースタを提供すること にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記の課題を解決する本考案は、ｍｎ個の圧電素子を有するプローブを接続す るためのｍｎ個の接点を有する第１のコネクタと、１個の送信信号を受けてｍ個 の送信信号に変換するｎ個の送波ビームフォーマから成る送信用ビームフォーマ 群と、ｍ個の受信信号を受けて整相加算し１個の受信信号に変換するｎ個の受波 ビームフォーマから成る受信用ビームフォーマ群と、前記送信用ビームフォーマ 群及び前記受信用ビームフォーマ群と、超音波診断装置本体との間に信号の送受 を行うためのｎ個の接点を有する第２のコネクタと、前記送信用ビームフォーマ 群と前記受信用ビームフォーマ群との動作を制御するコントローラと、前記送信 用ビームフォーマ群と前記受信用ビームフォーマ群と前記コントローラに超音波 診断装置本体から電源の供給を受けるための電源用線と、前記コントローラに前 記超音波診断装置本体から制御信号を受けるための制御信号用線とが接続される 電源及び制御信号用の第３のコネクタとを具備することを特徴とするものである 。

【００１０】

【作用】

第２のコネクタに入力されたｎ個の送信信号は送信用ビームフォーマ群におい て各送波ビームフォーマでそれぞれｍ個の送信信号に変換されてｍｎ個の送信信 号とされて第１のコネクタを経て出力される。ｍｎ個の受信信号は第１のコネク タを経て受信用ビームフォーマ群に入力され、各受波ビームフォーマでそれぞれ ｍ個の受信信号が１個の受信信号とされてｎ個の受信信号となり、第２のコネク タから超音波診断装置に送られる。コントローラは送信用ビームフォーマ群と受 信用ビームフォーマ群との動作を制御する。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。

【００１２】 図１は本考案の前置ブースタの一実施例のブロック図である。図において、１ １はＸ方向（走査方向）に６４チャネル、Ｙ方向（スライス方向）に１６チャネ ルの圧電素子を有する２次元アレイプローブである。６４×１６チャネルの数字 は一例として示すものである。１２は２次元アレイプローブ１１を前置ブースタ １３に接続するための１０２４チャネル（６４×１６）用のコネクタＡである。

【００１３】 １４は１０２４個の送信用アンプＴＡ₁ 〜ＴＡ₁₀₂₄から成る送信用アンプ群、 １５は１０２４個の受信用アンプＲＡ₁ 〜ＲＡ₁₀₂₄から成る受信用アンプ群であ る。１６は入力された６４チャネルの送信信号の各１チャネル毎に１６チャネル の信号に変換する６４個の送波ビームフォーマＴＳ₁ 〜ＴＳ₆₄から成る送信用ビ ームフォーマ群、１７は受信され１０２４チャネルの受信用アンプ群１５で増幅 された信号を１６チャネル毎に整相加算して１チャネルの信号とする６４個の受 波ビームフォーマＲＳ₁ 〜ＲＳ₆₄で構成される受信用ビームフォーマ群である。 １８は送信用ビームフォーマ群１６と受信用ビームフォーマ群１７の動作を制御 するコントローラで、超音波診断装置からの制御信号により動作している。

【００１４】 １９は６４チャネルの送信用信号線と６４チャネルの受信用信号線とがそれぞ れ接続されて６４チャネルの信号線として超音波診断装置に信号を出力するため のケーブルを接続する６４チャネル用のコネクタＢ、２０は超音波診断装置から 前置ブースタ１３へ電源及び制御信号を供給するためのケーブルを接続する電源 及び制御信号用のコネクタＣである。

【００１５】 上記のように構成された実施例の動作を説明する。図２に前置ブースタ１３を 用いた超音波診断装置の概要を示す。図において、図１と同一の部分には同一の 符号を付してある。図中、２１は従来の６４チャネルシステムの超音波診断装置 、２２は断層像等を表示するＣＲＴである。超音診断装置２１で形成された６４ チャネルの送信信号は前置ブースタ１３に入力されて、走査方向６４チャネル、 スライス方向１６チャネルの総計１０２４チャネルの信号に変換されて、２次元 アレイプローブ１１から送波される。送波された超音波が反射体から反射されて ２次元アレイプローブ１１で受波される。この１０２４チャネルの受信信号は前 置ブースタ１３に入り、６４チャネルの受信信号に変換されて超音波診断装置２ １に入力される。超音波診断装置２１は６４チャネルシステムなので、入力され た６４チャネルの信号を処理してＣＲＴ２２に表示する。尚、超音波診断装置２ １から前置ブースタ１３には電源及び制御信号用ケーブル２３により電源と制御 信号が供給され、前置ブースタ１３から超音波診断装置２１には前置ブースタ１ ３を接続したことを示すプローブ認識コード用ケーブル２４が接続されている。

【００１６】 図１に戻り、コネクタＢ１９に入力された送信信号は送信用ビームフォーマ群 １６の送波ビームフォーマＴＳ₁ において１６チャネルの送信信号に分割され、 送信用アンプ群の送信用アンプＴＡ₁ 〜ＴＡ₁₆で増幅される。送波ビームフォー マＴＳ₂ においても同様に１６チャネルの送信信号に分割され、送信用アンプＴ Ａ₁₇〜ＴＡ₃₂で増幅される。以下同様に行われて、１０２４チャネルの信号とな ってコネクタＡ１２を経て２次元アレイプローブ１１に送られる。

【００１７】 反射体から反射されたエコーは２次元アレイプローブ１１で受波され電気信号 に変換されてコネクタＡ１２を経て受信用アンプ群１５に入力される。受信用ア ンプＲＡ₁ 〜ＲＡ₁₆で増幅された１６チャネルの信号は受波ビームフォーマＲＳ ₁ において整相加算されて１チャネルの信号として出力される。受信用アンプＲ Ａ₁₇〜ＲＡ₃₂で増幅された信号は受波ビームフォーマＲＳ₂ で整相加算される。 このようにして１０２４個の受信用アンプＲＳ₁ 〜ＲＳ₁₀₂₄で増幅された信号は 受信用ビームフォーマ群１７で６４チャネルの受信信号とされてコネクタＢ１９ に接続されているコードから出力される。又、コネクタＣ２０から入力された制 御信号はコントローラ１８に入り、コントローラ１８は送信用ビームフォーマ群 １６と受信用ビームフォーマ群１７の動作を制御している。

【００１８】 以上説明したように本実施例によれば、限定されたプローブしか使用できなか った超音波診断装置でも高級な２次元アレイ等の多素子プローブが使えるように なる。従って高価な本体部分は従来のものと同じ装置を用い、２次元アレイを使 用する時にのみブースタが必要となるので、２次元アレイの必要のないユーザに 取ってはコスト高にはならない。又、将来使うかどうか分らない多チャネルのプ ローブのため高価な多極コネクタを２〜３個も超音波診断装置に取り付けておく 必要がないので多用途の超音波診断装置が安価に実現できる。

【００１９】 尚、本考案は上記の実施例に限定されるものではない。図３にプローブの使用 法の実施例を示す。（イ）図は本実施例による２次元アレイプローブにおける圧 電素子の分配を示す図、（ロ）図は２５６圧電素子の１次元アレイをサブアレイ に分割して４チャネルを１個のチャネルとした方法を示す図である。このように 前置ブースタは、２次元アレイに限らず、多素子の１次元アレイに用いることも できる。

【００２０】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように本考案によれば、高価な超音波診断装置の本体を従 来と同様に使用可能とし、必ずしもすべてに必要としない高価な多極コネクタを 全装置に取り付けておく必要がなくなり、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の前置ブースタのブロック図
である。

【図２】本考案の前置ブースタを用いた超音波診断装置
の説明図である。

【図３】本考案の前置ブースタに用いるプローブの他の
実施例の図である。

【図４】従来のセクタ走査用プローブを用いる装置の図
である。

【図５】従来のリニヤ走査用プローブを用いる装置の図
である。

【図６】従来のマルチプレクサがプローブの中に収めら
れたリニヤ走査用プローブを用いる装置の図である。

【符号の説明】

１１ ２次元アレイプローブ １２，１９，２０ コネクタ １３ 前置ブースタ １４ 送信用アンプ群 １５ 受信用アンプ群 １６ 送信用ビームフォーマ群 １７ 受信用ビームフォーマ群 １８ コントローラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍｎ個の圧電素子を有するプローブを接
   続するためのｍｎ個の接点を有する第１のコネクタ（１
   ２）と、１個の送信信号を受けてｍ個の送信信号に変換
   するｎ個の送波ビームフォーマ（ＴＳ₁ 〜ＴＳ₆₄）から
   成る送信用ビームフォーマ群（１６）と、ｍ個の受信信
   号を受けて整相加算し１個の受信信号に変換するｎ個の
   受波ビームフォーマ（ＲＳ₁ 〜ＲＳ₆₄）から成る受信用
   ビームフォーマ群（１７）と、前記送信用ビームフォー
   マ群（１６）及び前記受信用ビームフォーマ群（１７）
   と、超音波診断装置本体との間に信号の送受を行うため
   のｎ個の接点を有する第２のコネクタ（１９）と、前記
   送信用ビームフォーマ群（１６）と前記受信用ビームフ
   ォーマ群（１７）との動作を制御するコントローラ（１
   ８）と、前記送信用ビームフォーマ群（１６）と前記受
   信用ビームフォーマ群（１７）と前記コントローラ（１
   ８）に超音波診断装置本体から電源の供給を受けるため
   の電源用線と、前記コントローラ（１８）に前記超音波
   診断装置本体から制御信号を受けるための制御信号用線
   とが接続される電源及び制御信号用の第３のコネクタ
   （２０）とを具備することを特徴とする多素子プローブ
   用前置ブースタ。