WO2011043316A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

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WO2011043316A1
WO2011043316A1 PCT/JP2010/067412 JP2010067412W WO2011043316A1 WO 2011043316 A1 WO2011043316 A1 WO 2011043316A1 JP 2010067412 W JP2010067412 W JP 2010067412W WO 2011043316 A1 WO2011043316 A1 WO 2011043316A1
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ultrasonic
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vibration element
ultrasonic diagnostic
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PCT/JP2010/067412
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美樹 加藤
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コニカミノルタエムジー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves into a living body to acquire information related to the tissue in the living body.
  • Ultrasonic diagnostic apparatuses that acquire and receive information related to in vivo tissues by transmitting and receiving ultrasonic waves into the living body are widely used.
  • tissue harmonic imaging (THI) diagnosis using harmonic signals has attracted attention in ultrasonic diagnosis.
  • the tissue harmonic imaging diagnosis can obtain a clear diagnostic image that cannot be obtained by the conventional B-mode diagnosis. Specifically, compared to the fundamental wave, the side lobe level is small, the S / N is good, the contrast resolution is improved, and the frequency is increased, the beam width is narrowed and the lateral resolution is improved. It has advantages such as that.
  • ultrasonic transducers for transmission / reception that serve both as transmitting and receiving transducer elements are two-dimensionally arranged in a plurality of rows, for example, ultrasonic transducers having a vertical and horizontal arrangement of 48 ⁇ 48 and having more than 2000 transducers
  • a technique is proposed in which heat generation of the ultrasonic probe becomes a problem, and a state in which the ultrasonic probe is not in contact with the subject (standby state) is detected and ultrasonic transmission is stopped (see Patent Document 2).
  • a technique has been proposed in which it is determined that the ultrasound probe is not in use even if it is in contact with the subject, and the power consumption for transmission and reception is suppressed (see Patent Document 3).
  • the tissue harmonic imaging technology uses a harmonic signal with a smaller output than the fundamental wave
  • the output of the ultrasonic wave to be transmitted must be increased, resulting in disadvantages such as high power consumption and large heat generation. A large amount of heat can cause malfunction.
  • the technique disclosed in Patent Document 1 when the ultrasonic probe and the apparatus main body are connected by wireless communication, the power consumption of the battery mounted on the ultrasonic probe is accelerated, Long-term ultrasound diagnosis is not possible.
  • the temperature rise due to heat generation in the state where measurement is continuously performed has no effect even if the power consumption when the ultrasonic probe is not used is suppressed, and in the state where measurement is continuously performed. It is necessary to suppress heat generation.
  • an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that enables long-term data transmission and enables long-term tissue harmonic imaging diagnosis.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus having an ultrasonic probe and an apparatus main body,
  • the ultrasonic probe has a transmitting vibration element for transmitting ultrasonic waves and a receiving vibration element for receiving reflected waves from a subject
  • the apparatus main body includes a control unit, an operation unit, and a display unit.
  • a means for reducing the power consumption of the transmitting vibration element or the transmitting electric circuit related to the transmitting vibration element in the standby time zone between the transmission and the transmission is provided.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus comprising means for reducing power consumption of a receiving vibration element or a receiving electric circuit related to the receiving vibration element in a standby time zone between the received waves.
  • the means for reducing the power consumption is a means for stopping the operation of supplying power to the electric circuit, or a clock for lowering the operating frequency of the respective standby time zones with respect to the operating frequency at the time of transmission or reception.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of 1 to 4, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is a supply unit.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus in which a malfunction is eliminated while suppressing an increase in temperature of the ultrasonic probe by reducing power consumption. Furthermore, when wirelessly transmitting the received data of the ultrasonic probe, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that enables long-time data transmission and enables long-term tissue harmonic imaging diagnosis.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to a first embodiment.
  • 1 is a block diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to a first embodiment.
  • 3 is a diagram showing an internal configuration of a transmission beam former 18 and the like in the ultrasonic probe 12.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the timing at which each vibration element 66 in the vibration unit 20 operates.
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing the arrangement of each vibration element 66 and the arrangement of the target.
  • FIG. 4B is a timing chart showing the timing of starting transmission of ultrasonic waves for each arrangement of vibration elements and starting reception thereafter. It is a schematic explanatory drawing.
  • FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of a reception beam former 22 and a reception radio signal transmission unit 24 in the ultrasonic probe 12.
  • 1 is an external configuration perspective view of an ultrasonic probe 12 according to a first embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram viewed from diagonally above
  • FIG. 6B is a diagram viewed from diagonally below.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating a state in which the ultrasonic probe 12 is loaded in the ultrasonic probe holder 5.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment.
  • 5 is a time chart for explaining the timing of ultrasonic transmission and reflected wave reception in the vibration element 66 and the timing at which the power supply control unit 21 controls the power supply to the reception beam former 22.
  • FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 10 transmits an ultrasonic wave to the subject H, receives an reflected wave reflected by the subject H, and outputs a received signal. It is comprised from the child 12 and the apparatus main body 10.
  • the apparatus main body 10 includes a display unit 40 that displays an ultrasonic image, an operation input unit 11 that is an operation unit operated by a user, an ultrasonic probe holder 5, and the like.
  • the apparatus main body 10 is connected to the ultrasonic probe 12 via radio, receives a received radio signal corresponding to the received signal, and an ultrasonic image (at least a harmonic ultrasonic image) corresponding to the operation mode. Is displayed on the display unit 40.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment.
  • Wireless communication connection between the ultrasonic probe 12 and the apparatus main body 14 is performed by radio wave signals, particularly optical signals. Since light has a large frequency, light has a wide communication band, so that it has a feature that a communication capacity can be increased.
  • the apparatus main body 14 includes a transmission beamformer control unit 30, a transmission radio signal transmission unit 32, a reception radio signal reception unit 34, a signal processing unit 36, a display processing unit 38, a display unit 40, a power supply 42, a storage unit 43, an operation It comprises an input unit 11 and a control unit 44 that controls these units.
  • the storage unit 43 stores a program that operates on the apparatus main body 14.
  • the power source 42 supplies power to each part of the apparatus main body 14.
  • the transmission beamformer control unit 30 functions as a transmission control unit, and controls the transmission beamformer 18 in the ultrasonic probe 12 by outputting a transmission control signal via the transmission radio signal transmission unit 32. Transmission control of the ultrasonic wave 28 transmitted from the vibration unit 20 is performed.
  • the transmission radio signal transmission unit 32 transmits a transmission radio signal corresponding to the transmission control signal output from the transmission beamformer control unit 30 to the ultrasonic probe 12.
  • the directivity is enhanced by adopting the optical signal as the radio signal, it is desirable to match the direction of emission of the transmitted radio signal to the direction of the ultrasonic probe 12.
  • the received radio signal receiver 34 receives the received radio signal transmitted from the ultrasound probe 12, performs a process of converting the radio signal into an electric signal, and converts the obtained received electric signal into a signal processor. To 36.
  • the optical signal is converted into an electrical signal using a photoelectric conversion element.
  • the storage unit 43 stores a program that operates on the apparatus main body 14.
  • the control unit 44 has a CPU (Central Processing Unit) (not shown), calls a program for performing a series of operations used for operation from the storage unit 43, develops it on a RAM (not shown) in the control unit 44, and executes each unit according to the program. To control.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the signal processing unit 36 performs signal processing corresponding to various operation modes, for example, B-mode signal processing or Doppler mode signal processing, based on the received electrical signal output from the received radio signal receiving unit 34.
  • the display processing unit 38 forms image data obtained by performing image display processing on the output of the signal processing unit 36 and outputs the image data to the display unit 40.
  • the display unit 40 displays an ultrasonic image based on the image data formed by the display processing unit 38. It is desirable to employ a high resolution display such as a liquid crystal display for the display unit 40.
  • the power source 42 supplies power to each part of the apparatus main body 14.
  • the operation input unit 11 is configured so that the user can input various operations to the ultrasonic diagnostic apparatus 10.
  • the ultrasonic probe 12 includes a transmission radio signal reception unit 16, a transmission beam former 18, a vibration unit 20, a power supply control unit 21, a reception beam former 22, a reception radio signal transmission unit 24, and a battery 26. .
  • the transmission radio signal reception unit 16 receives a transmission radio signal transmitted from the apparatus main body 14 and outputs a transmission control electric signal subjected to photoelectric conversion processing to the transmission beam former 18.
  • the transmission beamformer 18 functions as an ultrasonic transmission unit that outputs a vibration unit drive signal based on the transmission control electric signal.
  • the transmission beamformer 18 transmits a trigger signal to the power supply control unit 21 and notifies the power supply control unit 21 of timing for starting transmission of the vibration unit drive signal.
  • the vibration unit 20 transmits the ultrasonic wave 28 into the living body of the patient who is the subject based on the vibration unit driving signal, and receives the reflected wave from the living body and outputs a received signal.
  • an organic piezoelectric material such as a polymer of vinylidene fluoride can be employed.
  • a vinylidene fluoride (VDF) copolymer or a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene can be used.
  • a filter (not shown) that allows a received signal corresponding to the third harmonic to pass through may be employed so that the third harmonic can be used. desirable.
  • the transmitting vibration element and the receiving vibration element are described as being combined with the vibration element 66, but may be provided separately.
  • the reception beamformer 22 functions as an ultrasonic reception unit that performs reception processing such as phasing addition processing on the reception signal output from the vibration unit 20.
  • the battery 26 supplies power to each part in the ultrasonic probe 12.
  • the power supply control unit 21 of the present invention receives a trigger signal input from the transmission radio signal reception unit 16 and receives a timing at which the operation of the reception beamformer 22 is unnecessary while the ultrasonic probe 12 functions. As a matter of course, the power supply to the reception beamformer 22 is stopped, and the power supply to the reception beamformer 22 is started at a timing when the operation of the reception beamformer 22 is necessary.
  • the received radio signal transmission unit 24 transmits a received radio signal corresponding to the received signal processed in the reception beamformer 22 toward the apparatus main body 14.
  • the battery 26 of the ultrasonic probe 12 may be configured to be attachable and detachable. The detailed configuration and operation of each part of the ultrasonic probe 12 will be described later.
  • FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the transmission beam former 18 and the like in the ultrasonic probe 12.
  • the transmitted radio signal receiver 16 includes a light receiving element 81 and an optical filter 83.
  • the radio signal is, for example, an optical signal that has been subjected to binary light intensity modulation corresponding to each of a high level and a low level.
  • the optical signal is input to the light receiving element 81 via a predetermined optical filter 83, subjected to photoelectric conversion, and output to the transmission beam former 18.
  • the transmission beamformer 18 includes a delay table selection unit 60, a memory 62, and a delay pulse generation circuit 64. Based on the delay table, each of a plurality of vibration elements 66 is driven by an oscillation unit via an amplifier 68. Output a signal.
  • the delay table is a table that defines a delay table (delay adjustment amount for each vibration element) that defines the transmission timing of the ultrasonic wave 28 for each vibration element 66, and a plurality of delay tables are registered in the memory 62 in advance. ing.
  • the delay table selection unit 60 selects, from the memory 62, a delay table specified by the transmission control signal converted into the electrical signal output from the transmission radio signal reception unit 16.
  • delay tables corresponding to all the steering angles required for electronic scanning are registered in advance. Based on the delay table acquired by the delay table selection unit 60, the delay pulse generation circuit 64 outputs a vibration unit drive signal to each vibration element 66 via the amplifier 68 at the ultrasonic output timing specified by the delay table. Output.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation timing of each vibration element 66 in the vibration unit 20.
  • FIG. 6A is a schematic diagram showing the arrangement of each vibration element 66 and the arrangement of the target, and FIG. 5B shows the timing for starting transmission of ultrasonic waves for each arrangement of vibration elements and starting reception thereafter. It is a schematic explanatory drawing.
  • the respective vibration elements 66 are arranged at equal intervals in the x-coordinate direction, and the target 45 is present at a position closest to the vibration element 66 located at the center.
  • the vibration element 66 is arranged from a position of 0 with respect to the x coordinate to a position of 2 ⁇ S0 with the center position as S0.
  • the delay adjustment amount is set so that the ultrasonic waves transmitted from the respective vibration elements 66 reach the target 45 simultaneously.
  • the transmission time is different for each position of the vibration element 66. Specifically, the time when the vibration element 66 located at the position of the x coordinate 0 that is farthest from the target 45 and the position of the x coordinate 2 ⁇ S 0 starts transmitting the ultrasonic wave is earliest (defined as time 0). On the other hand, the time when the vibration element 66 located closest to the target 45 starts transmitting ultrasonic waves is the latest (defined as time T1).
  • the transmission start timing of the vibration elements 66 by appropriately setting the transmission start timing of the vibration elements 66, the time at which the ultrasonic waves transmitted by the vibration elements 66 reach the target 45 can be set to the same time, and the phases of the ultrasonic waves are aligned. Beam forming in which ultrasonic waves are concentrated on the target 45 can be performed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of the reception beam former 22, the received radio signal transmission unit 24, etc. in the ultrasonic probe 12.
  • the reception beamformer 22 includes an amplifier 76, a phasing adder 72, and an analog / digital converter (ADC) 74.
  • ADC analog / digital converter
  • the received signal is amplified by an amplifier 76 provided for each vibration element 66, converted into a digital signal by an analog-digital converter (ADC) 74, and output to the reception beam former 22.
  • the reception beamformer 22 performs a delay adjustment for each received signal output from each vibration element 66 and performs a so-called phasing addition process of adding the received signal after the delay adjustment.
  • FIG. 4B shows the timing at which each vibration element 66 starts to receive ultrasonic waves.
  • the timing at which each vibration element 66 starts to receive ultrasonic waves is opposite to the timing at which each vibration element 66 transmits ultrasonic waves for beam forming.
  • the time when the vibration element 66 located at the position of the x coordinate 0 that is farthest from the target 45 and the position of the x coordinate 2 ⁇ S 0 starts to receive the ultrasonic wave is the latest (defined as time T3).
  • the time when the vibration element 66 located closest to the target 45 starts receiving ultrasonic waves is the earliest (defined as time T2).
  • the delay adjustment described above is performed at a reception start time that varies depending on the position of the vibration element 66.
  • an ultrasonic wave that reaches the target 45 at the same time can be obtained by performing a so-called phasing addition process of adding the received signals.
  • the power supply control unit 21 stops power supply to the reception beamformer 22 at a timing when the operation of the reception beamformer 22 is unnecessary, thereby saving power. Since the reception beamformer 22 has a role of processing the reception signal from the vibration unit 20, the reception beamformer 22 is in a waiting state until the reception signal is output from the vibration unit 20. Therefore, during the waiting state until the reception signal is output from the vibration unit 20, the power supply to the reception beam former 22 is stopped to save power in order to save power.
  • the reception beamformer 22 As described with reference to FIG. 4B, the reception signal output from each vibration element 66 is processed, and the timing at which each vibration element 66 receives an ultrasonic wave. Therefore, the timing at which each vibration element 66 outputs a received signal is also different. Therefore, it is desirable that the power supply control unit 21 starts supplying power to the amplifier 76 corresponding to each vibration element 66 in accordance with the timing at which each vibration element 66 outputs a reception signal.
  • the phasing addition process is performed by operating the reception beamformer 22 only for the time required for the operation.
  • the received signal after the phasing addition output from the phasing addition unit 72 is output to the received radio signal transmission unit 24.
  • the received radio signal transmission unit 24 includes a light emitting element 80 and an optical filter 82.
  • the received signal after the phasing addition is converted into a received radio signal by the light emitting element 80.
  • the received radio signal is, for example, an optical signal subjected to binary light intensity modulation.
  • the output of the light emitting element 80 is transmitted to the apparatus main body 14 via the optical filter 82.
  • FIG. 6 is an external configuration perspective view of the ultrasonic probe 12 according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a diagram viewed from diagonally above
  • FIG. 6B is a diagram viewed from diagonally below.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating a state in which the ultrasonic probe 12 is loaded in the ultrasonic probe holder 5.
  • the ultrasonic probe 12 includes a charging terminal 93 that is charged in electrical contact with the apparatus main body 14.
  • the ultrasonic probe holder 5 is provided with a contact terminal 96 for charging the battery 26 of the ultrasonic probe 12.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 shows the timing of ultrasonic transmission and reflected wave reception in the vibration element 66 and the power supply control unit 21 receives them.
  • 3 is a time chart for explaining timings for controlling power feeding to a beam former 22;
  • the user turns on the power supply (not shown) of the device main body 14.
  • Each unit such as the control unit 44 stands up, and the control unit 44 starts control of each unit in the apparatus main body 14.
  • the user operates the operation input unit 11 to start ultrasonic diagnosis.
  • the transmission beamformer control unit 30 generates a transmission control electric signal (step S1).
  • the transmitted radio signal transmission unit 32 transmits the transmitted radio signal toward the ultrasonic probe 12. Specifically, an optical signal is transmitted (step S2).
  • the transmission radio signal receiving unit 16 receives the transmission radio signal transmitted from the apparatus main body 14 and outputs the transmission control electric signal subjected to the photoelectric conversion process to the transmission beam former 18 (step S3). Further, when the transmitted radio signal receiving unit 16 receives the transmitted radio signal, the transmitted radio signal receiving unit 16 transmits a trigger signal that notifies the power supply control unit 21 that the transmitted radio signal has been received.
  • the transmission beamformer 18 generates a vibration unit drive signal based on the transmission control electric signal and transmits it to the vibration unit 20.
  • the vibration unit 20 starts transmitting ultrasonic waves (step S4).
  • the vibration element 66 starts ultrasonic transmission having a predetermined transmission time from time t1. As an example, it is assumed that the vibration element 66 exists at the x coordinate S1 in FIG.
  • the target 45 After the ultrasonic wave is transmitted from the vibration unit 20, the target 45 is irradiated, and the target 45 generates a reflected wave for a predetermined time from time t2, and the arrival of the reflected wave is completed at time T3.
  • the reception beamformer 22 detects the timing at which the vibration unit drive signal is transmitted from the transmission beamformer 18 by receiving a trigger signal.
  • the power supply control unit 21 supplies the reception beam former 22 to the reception beam former 22 before receiving the trigger signal from the transmission beam former 18 at the latest. Power supply is stopped (step S5).
  • an electromagnetic switch is provided between the battery 26 and the transmission beam former 18, and the power supply control unit 21 performs on / off control of the electromagnetic switch.
  • the vibrating unit 20 transmits the ultrasonic wave 28 to the subject based on the vibrating unit drive signal (step S6).
  • the power supply control unit 21 constantly monitors the timing of receiving the reflected wave, which is the end point of the timing at which the reception beamformer 22 does not need to operate (step S7), and receives the reflected wave and the vibration unit 20 receives the received signal. Is started, the electromagnetic switch is turned on to start the operation of the reception beamformer 22 (step S8).
  • the time t2 is a numerical value that differs depending on the position of the target 45 and each vibration element 66 as described above.
  • the reflected wave is received by the vibration element 66 until time t3, and the reception beamformer 22 converts the received reflected wave into a received signal, and performs the phasing addition processing until time t4.
  • the reception beamformer 22 performs reception processing such as phasing addition processing on the reception signal output from the vibration unit 20.
  • the received radio signal transmission unit 24 transmits a received radio signal corresponding to the received signal processed in the reception beamformer 22 toward the apparatus main body 14 (step S9).
  • control unit 44 While the apparatus main body 14 is in operation, the control unit 44 is constantly detecting whether or not a received radio signal is transmitted from the ultrasonic probe 12 to the received radio signal receiving unit 34.
  • control unit 44 sets the received radio signal receiving unit 34 to output the received electric signal to the signal processing unit 36. Control (step S10).
  • the signal processing unit 36 performs, for example, B-mode signal processing based on the received electrical signal (step S11).
  • Other processing such as signal processing for Doppler mode is not limited to signal processing for B mode. Which process is performed is configured to be selectable by the user from the operation input unit 11.
  • the display processing unit 38 forms image data obtained by performing image display processing on the output of the signal processing unit 36 and outputs the image data to the display unit 40 (step S12).
  • the display unit 40 displays an ultrasonic image (step S13). The above is a specific flow of ultrasonic diagnosis using the ultrasonic diagnostic apparatus 10.
  • the reception beam former 22 As described above, according to the first embodiment, power is supplied to the reception beam former 22 after the transmission beam former 18 outputs the vibration part drive signal and before the vibration part 20 receives the reflected wave.
  • the power supply control unit 21 that stops the operation to be performed, low power consumption is achieved, and although the ultrasonic probe 12 and the apparatus main body 14 are wirelessly connected to the ultrasonic diagnostic apparatus, the heat generation is small and the time is long. Therefore, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that enables ultrasonic diagnosis.
  • the ultrasonic probe 12 and the apparatus main body 14 are premised on wireless communication connection. However, even when a wired communication connection is performed, the ultrasonic probe 12 and the apparatus main body 14 are low. Needless to say, the effect of reducing power consumption can be obtained.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the second embodiment.
  • a transmission circuit clock generator 17 and a reception circuit clock generator 23 are provided in the ultrasonic probe 12.
  • the clock generator 17 for the transmission circuit and the clock generator 23 for the reception circuit may have a single clock generator having the functions of the respective generators.
  • a clock is supplied from the transmission circuit clock generator 17 to the transmission radio signal reception unit 16, the transmission beam former 18, and the power supply control unit 21.
  • the reception beam former 22 and the reception radio signal transmission unit 24 are supplied with a clock from the reception circuit clock generator 23.
  • a clock is supplied from a clock generator (not shown) to the vibration element 66 in the vibration unit 20.
  • the clock supplied to the vibration element 66 is supplied with an operating frequency that satisfies the Nyquist theorem with respect to the frequency of the reflected wave. Accordingly, a clock having an operating frequency that is twice or more the frequency of the reflected wave is supplied.
  • a clock having an operating frequency less than twice the frequency of the reflected wave is supplied to each part other than the vibration element 66 from the clock generator 17 for the transmission circuit and the clock generator 23 for the reception circuit.
  • the operating frequency of the clock supplied to each part other than the vibration element 66 does not have to be the operating frequency determined by the Nyquist theorem, so that the operating frequency can be lowered and low power consumption can be achieved.
  • a predetermined storage device is provided between the vibration element 66 having a different operating frequency and the reception beamformer 22 and sequentially output to the reception beamformer 22 while being stored.
  • the operating frequency will be described in detail.
  • the data inputted from the analog-digital converter 74 is taken in without loss and the frequency that can be processed becomes the operating frequency. Therefore, the operating frequency is at least equal to or higher than the operating frequency of the analog-digital converter 74.
  • the frequency may be high as long as it has a frequency divider inside, and the operating frequency of the analog-digital converter 74 ⁇ n2 (n2 is an integer of 1 or more) is the operating frequency.
  • n2 may not be an integer.
  • n2 often takes a value of about 2, and if the operating frequency of the analog-digital converter 74 is 40 MHz, it becomes 80 MHz.
  • an operating frequency is a frequency sufficient to transmit data phased and added by the reception beamformer 22 and data of other information (such as an error correction code). Therefore, the operating frequency of the receiving beamformer 22 ⁇ n3 (n3 is an integer of 1 or more) is the operating frequency.
  • n3 may not be an integer because the frequency may be asynchronous with the analog-digital converter 74. Actually, n3 often takes a value of about 2, and the operating frequency of the received radio signal transmitter 24 is 160 MHz.
  • the power consumption is almost proportional to the operating frequency of each circuit. Therefore, when the operation is not required, for example, if the operating frequency is halved, the power consumption of the circuit with the lowered frequency is reduced to about half. Can do. Actually, it is considered effective to reduce the power consumption between 10% and 100%.
  • the operating frequency of the analog-digital converter 74 is 40 MHz.
  • low power consumption is achieved by providing the operation clock generation unit that supplies a clock having an operation frequency lower than the predetermined operation frequency to each unit other than the vibration unit 20.
  • the operation clock generation unit that supplies a clock having an operation frequency lower than the predetermined operation frequency to each unit other than the vibration unit 20.
  • the third embodiment aims to save power when performing multistage focus control.
  • the ultrasonic wave is transmitted from the vibration unit 20 including the plurality of vibration elements 66, the focus point for concentrating the sound pressure is generated by the transmission beam former 18, the reflected wave is received, Perform imaging.
  • the focus point for concentrating the sound pressure in other words, the narrow point of the ultrasonic beam is a very limited area.
  • the technology to compensate for this drawback is the multi-stage focus control technology, and when taking an ultrasonic image with a deep depth, the image is divided into areas while changing the focus point.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of multi-stage focus control when an image is acquired with four stages of focus points.
  • the ultrasonic waves transmitted from the vibration unit 20 including the plurality of vibration elements 66 are focused on each of the focus points from the first focus point 451 to the fourth focus point 454, which are four-stage focus points.
  • the points are sequentially focused.
  • the first focus point 451 exists in the first data acquisition area 101
  • the second focus point 452 exists in the second data acquisition area 102
  • the third focus point 453 exists in the third data acquisition area 103
  • the fourth focus point 454 exists in the fourth data acquisition area 104.
  • This multistage focus control makes it possible to obtain ultrasonic diagnostic images with high definition from shallow to deep. It should be noted that the four focus points are merely examples, and different focus points may be used.
  • the standby time zone between the transmissions of the present invention is specifically between the transmission of T1 and the transmission of T2, between the transmission of T2 and the transmission of T3, and from the transmission of T3 to T4. During the transmission.
  • the state where no wave is transmitted is the standby time zone.
  • the waiting time zone between receiving waves is the measurement / working time zone in which the ultrasonic wave that has reached the 101 region is reflected and returned at T1, and the supersonic wave that has reached 102 to 104 at T1.
  • the time zone in which the sound waves are reflected back is the standby time zone.
  • the time zone in which the ultrasonic waves that have reached the region 102 are reflected and returned is the measurement / operation time zone, and the time zone in which the ultrasonic waves that have reached 101, 103, and 104 are reflected back is the standby time zone.
  • the time zone in which the ultrasonic wave reaching the 103 region is reflected and returned is the measurement / operation time zone, and the time zone in which the ultrasonic wave reaching 101, 102, 104 is reflected and returned is the standby time zone.
  • the time zone in which the ultrasonic wave reaching the 104 region is reflected and returned is the measurement / operation time zone, and the time zone in which the ultrasonic wave reaching 101, 102, 103 is reflected and returned is the standby time zone.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the relationship between multi-stage focus control and each data acquisition area. As shown in FIG. 11, it is assumed that ultrasonic images are generated by acquiring data up to a depth of 125 mm in a four-stage data acquisition region.
  • the focus length which is the distance from the vibration unit 20 to each focus point, at the transmission timing T1 at which an ultrasonic wave is transmitted to the first focus point 451 having a focus length of 25 mm, the next first data acquisition area and second data acquisition are performed. Data up to a distance of 37.5 mm to the boundary of the area is acquired. After this data acquisition, the focus is changed to the second focus point and data is acquired.
  • the data acquisition time Time1 when the data acquisition at the depth of 37.5 mm is completed from the transmission timing of T1 is the time for the ultrasonic wave traveling at a sound speed of 1540 m / sec to reciprocate through 37.5 mm. Become.
  • the ultrasonic wave is transmitted to the second focus point 452 after 1.5 times the data acquisition time Time1, and thereafter, the ultrasonic transmission is repeated in the same procedure. After each data acquisition time, the next transmission is performed with a waiting time period wait.
  • Table 1 shows the relationship between the time required for data acquisition and the time until the next transmission for transmission timings T1 to T4 to each data acquisition area.
  • the time until the next transmission is a value obtained by multiplying the time required for data acquisition by the above numerical value 1.5.
  • the ultrasonic wave is transmitted to the second focus point 452 after 1.5 times the data acquisition time Time1, but it is not limited to 1.5 times, and the value is 1.5 times or more. Also good.
  • FIG. 12 is a timing diagram of multi-stage focus control. As can be seen from FIG. 12, in the case of multistage focus control, it can be seen that there is a period during which there is no need to operate from one transmission to the next transmission.
  • the power supply to the beam former 18 can be stopped, the clock of the transmission beam former 18 can be stopped, or the frequency of the operation clock can be lowered.
  • the circuit to be stopped or the like is not limited to the transmission beamformer 18 and may be any electric circuit for transmission.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the relationship between the reception operation period and the stop period.
  • the reception beamformer 22 can be stopped only during the waiting time period wait until the next transmission.
  • the reception beamformer 22 is stopped for the time corresponding to the data acquisition time required in the first data acquisition area. There is no problem.
  • the time corresponding to the data acquisition time required in the second data acquisition area is as follows. There is no problem even if it stops.
  • the time corresponding to the data acquisition time required in the third data acquisition area is as follows. There is no problem even if it stops.
  • the circuit to be stopped or the like is not limited to the reception beamformer 22 and may be an electric circuit for reception.
  • power saving is achieved by stopping the power supply to the transmission beam former 18 for a predetermined time, or stopping the circuit clock or lowering the clock frequency. be able to.

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Abstract

　本発明は、低消費電力化により超音波探触子の温度上昇を小さく抑え、超音波探触子の受波データを無線伝送する場合は長時間のデータ伝送を可能とし、もって長時間の組織ハーモニックイメージング診断を可能とする超音波診断装置を提供する。　超音波探触子と装置本体とを有する超音波診断装置であって、前記超音波探触子は、超音波を送波する送信用振動素子と、被検体からの反射波を受波する受信用振動素子を有し、前記装置本体は、制御部、操作部、表示部を有し、前記送波と前記受波が複数回繰り返され超音波診断画像を生成する超音波診断装置において、前記送波と送波の間の待機時間帯で、送信用振動素子または送信用振動素子に関わる送信用電気回路の消費電力を低減する手段を設けている、または、前記受波と受波の間の待機時間帯で、受信用振動素子または受信用振動素子に関わる受信用電気回路の消費電力を低減する手段を設けていることを特徴とする。

Description

超音波診断装置
　本発明は、生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置に関する。
　生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置が広く普及している。
　昨今、超音波診断において、高調波信号を用いた組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ）診断が注目されている。組織ハーモニックイメージング診断は、従来のＢモード診断では得られない鮮明な診断像を得ることができる。具体的には、基本波に比較して、サイドローブレベルが小さいことで、Ｓ／Ｎが良く、コントラスト分解能が良くなること、周波数が高くなることでビーム幅が細くなり横方向分解能が良くなること等の利点を有している。
　また、超音波探触子のハンドリング性を向上させる目的で、超音波探触子と装置本体とを無線で通信接続する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。従来使用されていたケーブルによって伝達される電気信号が、そのまま無線の電波信号に置き換えられている。
　一方、送信用振動素子と受信用振動素子を兼ねる送受信用の超音波振動子を複数列に２次元配置されている場合に、例えば縦横４８×４８の配列で２０００素子を超える超音波振動子を備える場合、超音波探触子の発熱が問題となり、超音波探触子が被検体に接触していない状態（放置状態）を検知し、超音波送信を止める技術が提案され（特許文献２参照）、更に被検体に接触していても超音波探触子が不使用状態であることを判定して送受信の消費電力を抑制する技術が提案されている（特許文献３参照）。
特開２００４－１４１３２８号公報 特開平１０－１０８８６４号公報 特開２００９－１４８４２４号公報
　組織ハーモニックイメージング技術は、基本波に比べ出力の小さい高調波信号を用いるので、送信する超音波の出力を大きくしなければならず、電力消費が大きいことや発熱が大きいなどのデメリットを有する。発熱が大きいと誤動作の原因となる。さらに、特許文献１で開示されている技術のように、超音波探触子と装置本体とを無線で通信接続する場合、超音波探触子に搭載されたバッテリの電力消費が早まることで、長時間の超音波診断が可能でなくなる。
　また、連続して測定が行われる状態での発熱による温度上昇には、超音波探触子の不使用時の消費電力を抑制しても効果がなく、連続して測定が行われる状態での発熱を抑制する必要がある。
　本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、低消費電力化により超音波探触子の温度上昇を抑制しつつ誤動作をなくし、超音波探触子の受波データを無線伝送する場合は、長時間のデータ伝送を可能として長時間の組織ハーモニックイメージング診断を可能とする超音波診断装置を提供することを目的とする。
　前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。
　１．超音波探触子と装置本体とを有する超音波診断装置であって、
　前記超音波探触子は、超音波を送波する送信用振動素子と、被検体からの反射波を受波する受信用振動素子を有し、
　前記装置本体は、制御部、操作部、表示部を有し、前記送波と前記受波が複数回繰り返され超音波診断画像を生成する超音波診断装置において、
　前記送波と送波の間の待機時間帯で、送信用振動素子または送信用振動素子に関わる送信用電気回路の消費電力を低減する手段を設けている、
　または、
　前記受波と受波の間の待機時間帯で、受信用振動素子または受信用振動素子に関わる受信用電気回路の消費電力を低減する手段を設けていることを特徴とする超音波診断装置。
　２．前記反射波の高調波成分を抽出して、高調波による超音波画像を生成し、高調波超音波画像を表示することを特徴とする前記１記載の超音波診断装置。
　３．前記高調波は第３高調波であることを特徴とする前記２記載の超音波診断装置。
　４．送信用振動素子と受信用振動素子はそれぞれが複数列に２次元配置されていることを特徴とする前記１から３の何れか一項に記載の超音波診断装置。
　５．前記消費電力を低減する手段は、前記電気回路への給電する動作を停止させる手段、または、送信時または受信時の動作周波数に対して、前記それぞれの待機時間帯の動作周波数を低くするクロックを供給する手段であることを特徴とする前記１から４の何れか一項に記載の超音波診断装置。
　６．前記超音波探触子は前記送信用電気回路または受信用電気回路を有していることを特徴とする前記５に記載の超音波診断装置。
　７．前記送波と前記受波が複数回繰り返される送受波制御は、多段フォーカス制御であることを特徴とする前記１から６の何れか一項に記載の超音波診断装置。
　本発明によれば、低消費電力化により超音波探触子の温度上昇を小さく抑制しつつ誤動作をなくした超音波診断装置を提供することが可能となる。さらに、超音波探触子の受波データを無線伝送する場合は、長時間のデータ伝送を可能とし、長時間の組織ハーモニックイメージング診断を可能とする超音波診断装置を提供できる。
　　特に高調波を使用する組織ハーモニックイメージング診断や、振動素子が２次元に配列される超音波探触子による診断について、超音波探触子の温度上昇を抑えて長時間の測定を可能とする超音波診断装置を提供できる。
第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０の外観構成を示す図である。 第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。 超音波探触子１２における送信ビームフォーマ１８等の内部構成を示す図である。 振動部２０における各振動素子６６の動作するタイミングを説明する図である。図４（ａ）は、各振動素子６６の配置とターゲットの配置を示す概略図、図４（ｂ）は、振動素子の配置毎に超音波を送信開始し、その後に受信開始するタイミングについての概略説明図である。 超音波探触子１２における受信ビームフォーマ２２、受波無線信号送信部２４等の内部構成を示す図である。 第１の実施形態にかかる超音波探触子１２の外観構成斜視図である。図６（ａ）は、斜め上方から見た図であり、図６（ｂ）は、斜め下方から見た図である。図６（ｃ）は、超音波探触子１２を超音波探触子ホルダ５に装填する状態を示す図である。 第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０の動作を表すフローチャート図である。 振動素子６６における超音波送信と反射波受信のタイミングと、電源制御部２１が受信ビームフォーマ２２への給電を制御するタイミングを説明するタイムチャートである。 第２の実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。 ４段のフォーカスポイントで画像を取得する場合の多段フォーカス制御の模式図である。 多段フォーカス制御と各データ取得領域の関係を表す模式図である。 多段フォーカス制御のタイミング図である。 受信の動作期間と停止期間の関係を示す模式図である。
　以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
　図１は、第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０の外観構成を示す図である。超音波診断装置１０は、図１に示すように、被検体Ｈに対して超音波を送信すると共に、被検体Ｈで反射した反射波を受波して受波信号を出力する超音波探触子１２と装置本体１０とから構成される。装置本体１０は、超音波画像を表示する表示部４０と、使用者が操作する操作部である操作入力部１１と、超音波探触子ホルダ５等とを備えて構成される。装置本体１０は、超音波探触子１２と無線を介して通信接続され、受波信号に対応する受波無線信号を受信し、動作モードに応じた超音波画像（少なくとも高調波超音波画像）を表示部４０に表示する。
　図２は、第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。超音波探触子１２と装置本体１４との間における無線による通信接続は、電波信号、特に光信号により行う。光は周波数が大きいことから通信帯域が広いので、通信容量を大きくとれる特長を有し好ましい。
　装置本体１４は、送信ビームフォーマ制御部３０、送波無線信号送信部３２、受波無線信号受信部３４、信号処理部３６、表示処理部３８、表示部４０、電源４２、記憶部４３、操作入力部１１、及び、これら各部を制御する制御部４４で構成されている。
　記憶部４３には、装置本体１４で動作するプログラムが記憶されている。
　電源４２は、装置本体１４の各部へ給電する。
　送信ビームフォーマ制御部３０は、送波制御部として機能し、送波無線信号送信部３２を介して送波制御信号を出力することで超音波探触子１２における送信ビームフォーマ１８を制御し、振動部２０から送波する超音波２８の送波制御を行う。
　送波無線信号送信部３２は、送信ビームフォーマ制御部３０が出力する送波制御信号に対応する送波無線信号を超音波探触子１２に向けて送信する。
　電波信号に光信号を採用することで、指向性が強まることから送波無線信号の出射方向を超音波探触子１２の方向へ合わせることが望ましい。
　受波無線信号受信部３４は、超音波探触子１２から送信される受波無線信号を受信し、電波信号を電気信号に変換する処理を施し、得られた受波電気信号を信号処理部３６に出力する。
　具体的には、電波信号に光信号を採用するので、光電変換素子を用いて光信号を電気信号に変換する。
　記憶部４３には、装置本体１４で動作するプログラムが記憶されている。
　制御部４４は図示しないＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）を有し、記憶部４３から操作に用いる一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部４４内の図示しないＲＡＭ上に展開し、該プログラムに従って各部を制御する。
　信号処理部３６は、受波無線信号受信部３４から出力される受波電気信号に基づいて、各種動作モードに対応する信号処理、例えば、Ｂモード用信号処理あるいはドップラモード用信号処理を行う。
　表示処理部３８は、信号処理部３６の出力に対して画像表示処理を施した画像データを形成して表示部４０に出力する。
　表示部４０は、表示処理部３８が形成した画像データを基に超音波画像を表示する。表示部４０には液晶ディスプレイ等の高解像のディスプレイを採用することが望ましい。
　電源４２は、装置本体１４の各部へ給電する。
　操作入力部１１は、使用者が超音波診断装置１０への各種の操作を入力できるよう構成されている。
　超音波探触子１２は、送波無線信号受信部１６、送信ビームフォーマ１８、振動部２０、電源制御部２１、受信ビームフォーマ２２、受波無線信号送信部２４及びバッテリ２６で構成されている。
　送波無線信号受信部１６は、装置本体１４から送信される送波無線信号を受信し、光電変換処理を施した送波制御電気信号を送信ビームフォーマ１８に出力する。
　送信ビームフォーマ１８は、送波制御電気信号に基づいて振動部駆動信号を出力する超音波送信部として機能する。
　また、送信ビームフォーマ１８は、振動部駆動信号を送信した際に、トリガ信号を電源制御部２１に送信し、振動部駆動信号の送信を開始するタイミングを電源制御部２１に知らせる。
　振動部２０は、振動部駆動信号に基づいて被検体である患者の生体内に超音波２８を送波すると共に生体内からの反射波を受波して受波信号を出力する。
　特に振動部２０に備えられ２次元配置されている振動素子６６には、高調波信号（高調波成分）を用いた組織ハーモニックイメージング技術を適用できるように第３高調波に受信感度を有する圧電材料を用いる。例えば、フッ化ビニリデンの重合体等の有機圧電材料を採用できる。その他の有機圧電材料としては、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）系コポリマ、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体を用いることができる。なお、振動素子６６においては基本波と高調波が受信されるので、第３高調波を利用できるように、第３高調波に相当する受波信号を通過させる不図示のフィルタを採用することが望ましい。なお、本明細書では、送信用振動素子と受信用振動素子とを振動素子６６が兼ねているものとして記載しているが、別個に設けられていてもよい。
　受信ビームフォーマ２２は、振動部２０から出力される受波信号に対して整相加算処理等の受信処理を実行する超音波受信部として機能する。
　バッテリ２６は、超音波探触子１２内の各部に電力を供給する。
　本発明の電源制御部２１は、送波無線信号受信部１６からトリガ信号が入力されたことを受け、超音波探触子１２が機能する中で、受信ビームフォーマ２２の動作が不要なタイミングを見計らって、受信ビームフォーマ２２への給電を停止させ、受信ビームフォーマ２２の動作が必要なタイミングで受信ビームフォーマ２２への給電を開始させる機能を有する。
　具体的には、送信ビームフォーマ１８が遅くとも振動部駆動信号を出力してから振動部２０が被検体からの反射波を受波するまでの間、受信ビームフォーマ２２へバッテリ２６が給電する動作を停止させる。電源制御部２１の動作についての詳細は後述する。
　受波無線信号送信部２４は、受信ビームフォーマ２２において処理された受波信号に対応する受波無線信号を装置本体１４に向けて送信する。
　超音波探触子１２のバッテリ２６は取り付け及び取り外し可能な構成でもよい。超音波探触子１２の各部詳細構成及び動作については後述する。
　図３は、超音波探触子１２における送信ビームフォーマ１８等の内部構成を示す図である。
　送波無線信号受信部１６は、受光素子８１及び光フィルタ８３で構成されている。無線信号は例えば、ハイレベル・ローレベルのそれぞれに対応して２値光強度変調された光信号である。光信号は、所定の光フィルタ８３を介して受光素子８１に入力されて光電変換され、送信ビームフォーマ１８に出力される。
　送信ビームフォーマ１８は、遅延テーブル選択部６０、メモリ６２、及び遅延パルス発生回路６４で構成されており、遅延テーブルに基づいて複数の振動素子６６の各々に対してアンプ６８を介して振動部駆動信号を出力する。
　遅延テーブルとは、振動素子６６毎の超音波２８の送波タイミングを規定した遅延テーブル（各振動素子毎の遅延調整量）を規定するテーブルであり、複数の遅延テーブルが予めメモリ６２に登録されている。
　遅延テーブル選択部６０は、送波無線信号受信部１６から出力される電気信号に変換された送波制御信号により特定される遅延テーブルをメモリ６２から選択する。
　メモリ６２には、電子走査において必要とされる全てのステアリング角度に対応する遅延テーブルが予め登録されている。遅延パルス発生回路６４は、遅延テーブル選択部６０において取得された遅延テーブルに基づいて、その遅延テーブルが規定する超音波出力タイミングで各振動素子６６に対してアンプ６８を介して振動部駆動信号を出力する。
　次に、ビームフォーミングの動作について図４を用いて説明する。図４は、振動部２０における各振動素子６６の動作するタイミングを説明する図である。同図（ａ）は、各振動素子６６の配置とターゲットの配置を示す概略図、同図（ｂ）は、振動素子の配置毎に超音波を送信開始し、その後に受信開始するタイミングについての概略説明図である。
　同図（ａ）に示すように、各振動素子６６はｘ座標方向に等間隔に配置され、ターゲット４５は、中心に位置する振動素子６６に最も近い位置に存在するものとする。振動素子６６はｘ座標に関して０の位置から、中心位置をＳ０とし、２×Ｓ０の位置まで配置されている。各振動素子６６から送信された超音波はターゲット４５に同時に到達するような遅延調整量が設定されている。
　従って、同図（ｂ）に示すように、振動素子６６の位置毎に送信する時刻が異なる。具体的には、ターゲット４５に最も遠い位置であるｘ座標０の地点とｘ座標２×Ｓ０の位置にある振動素子６６が超音波を送信開始する時刻が最も早い（時刻０と定義する）。これに対し、ターゲット４５に最も近い位置にある振動素子６６が超音波を送信開始する時刻が最も遅い（時刻Ｔ１と定義する）。
　このように、振動素子６６の送信開始のタイミングを適切に設定することで、各振動素子６６が送信する超音波がターゲット４５に到達する時刻を同時刻にでき、超音波の位相を揃えることでターゲット４５に超音波を集中するビームフォーミングを行うことができる。
　次に、整相加算の動作について図５を用いて説明する。図５は、超音波探触子１２における受信ビームフォーマ２２、受波無線信号送信部２４等の内部構成を示す図である。受信ビームフォーマ２２は、アンプ７６、整相加算部７２及びアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７４で構成されている。各振動素子６６は被検体Ｈの生体内から反射される超音波を受波して受波信号を出力する。
　受波信号は各振動素子６６毎に設けられたアンプ７６で出力を増幅され、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７４でデジタル信号へ変換され、受信ビームフォーマ２２に出力される。受信ビームフォーマ２２は各振動素子６６が出力する受波信号毎に遅延調整を行い、遅延調整後の受波信号を加算処理するといういわゆる整相加算処理を行う。
　図４（ｂ）においては、各振動素子６６が超音波を受信開始するタイミングが表されている。各振動素子６６が超音波を受信開始するタイミングは、ビームフォーミングのために各振動素子６６が超音波を送信するタイミングと逆のタイミングとなる。
　具体的には、ターゲット４５に最も遠い位置であるｘ座標０の地点とｘ座標２×Ｓ０の位置にある振動素子６６が超音波を受信開始する時刻が最も遅い（時刻Ｔ３と定義する）。
　これに対し、ターゲット４５に最も近い位置にある振動素子６６が超音波を受信開始する時刻が最も早い（時刻Ｔ２と定義する）。このような振動素子６６の位置によって異なる受信開始時刻に上記した遅延調整を行う。
　さらに、受波信号を加算処理するといういわゆる整相加算処理を行うことで、同一の時刻にターゲット４５に到達した超音波を得ることができる。
　本実施形態においては、電源制御部２１は、受信ビームフォーマ２２の動作が不要なタイミングで受信ビームフォーマ２２への給電を停止させ、省電力化を図る。受信ビームフォーマ２２は、振動部２０からの受波信号を処理する役割を有していることから、振動部２０から受波信号が出力されるまでの間は待ちの状態である。従って、振動部２０から受波信号が出力されるまで待ちの状態の間は、省電力化のために、受信ビームフォーマ２２への給電を停止させ、省電力化を図る。
　具体的には、受信ビームフォーマ２２においては、図４（ｂ）を用いて説明したように、各振動素子６６の出力する受波信号を処理し、各振動素子６６が超音波を受信するタイミングが異なることから、各振動素子６６が受波信号を出力するタイミングも異なる。従って、電源制御部２１は、各振動素子６６が受波信号を出力するタイミングに合わせて各振動素子６６に対応してアンプ７６へ給電を開始することが望ましい。
　このように、動作が必要な時間のみ受信ビームフォーマ２２を動作させて整相加算処理を実施する。
　整相加算部７２から出力される整相加算後の受波信号は受波無線信号送信部２４に出力される。
　受波無線信号送信部２４は、発光素子８０及び光フィルタ８２で構成されている。整相加算後の受波信号は発光素子８０により受波無線信号に変換される。受波無線信号は、例えば２値光強度変調された光信号である。発光素子８０の出力は光フィルタ８２を介して装置本体１４に送信される。
　図６は、第１の実施形態にかかる超音波探触子１２の外観構成斜視図である。図６（ａ）は、斜め上方から見た図であり、図６（ｂ）は、斜め下方から見た図である。図６（ｃ）は、超音波探触子１２を超音波探触子ホルダ５に装填する状態を示す図である。
　９０は、被検体Ｈに当接して超音波を送信する窓である。９２は、受波無線信号を送信する窓である。超音波探触子１２は、装置本体１４と電気的に接触して充電される充電端子９３を備えている。超音波探触子ホルダ５には超音波探触子１２のバッテリ２６を充電するための接触端子９６が設けられている。使用者が超音波探触子１２を超音波探触子ホルダ５に装填すると、超音波探触子１２には装置本体１４から充電端子９３を介して電力が供給され、供給された電力がバッテリ２６に蓄えられる。超音波探触子１２と装置本体１４との間にケーブルが無いため、診断の際のケーブルの煩わしさを解消できる。
　次に、超音波診断装置１０を用いた超音波診断の具体的なフローについて図７、８を用いて説明する。図７は、第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０の動作を表すフローチャート図であり、図８は、振動素子６６における超音波送信と反射波受信のタイミングと、電源制御部２１が受信ビームフォーマ２２への給電を制御するタイミングを説明するタイムチャートである。
　使用者は装置本体１４の図示しない電源をＯＮにする。制御部４４等の各部が立ち上がり、制御部４４は装置本体１４内の各部の制御を開始する。使用者は操作入力部１１を操って超音波診断を開始する。送信ビームフォーマ制御部３０は、送波制御電気信号を生成する（ステップＳ１）。
　送波無線信号送信部３２は送波無線信号を超音波探触子１２に向けて送信する。具体的には、光信号を送信する（ステップＳ２）。
　送波無線信号受信部１６は、装置本体１４から送信される送波無線信号を受信し、光電変換処理を施した送波制御電気信号を送信ビームフォーマ１８に出力する（ステップＳ３）。また、送波無線信号受信部１６は、送波無線信号を受信した時に、電源制御部２１へ送波無線信号を受信したことを知らせるトリガ信号を送信する。
　送信ビームフォーマ１８は、送波制御電気信号に基づいて振動部駆動信号を生成し振動部２０へ送信する。振動部２０は超音波を送信開始する（ステップＳ４）。
　図８のタイムチャートにおいて、振動素子６６は、所定の送信時間を有する超音波送信を時刻ｔ１から開始する。振動素子６６は、例として、図４におけるｘ座標Ｓ１に存在するものとする。
　超音波は振動部２０から送信された後、ターゲット４５に照射され、ターゲット４５においては時刻ｔ２から所定時間の反射波が発生し、時刻Ｔ３に反射波の到達が終了する。
　受信ビームフォーマ２２においては、送信ビームフォーマ１８から振動部駆動信号を送信したタイミングを、トリガ信号を受信することで検知する。
　受信ビームフォーマ２２は、反射波が振動素子６６に到達するまで動作する必要がないので、遅くとも送信ビームフォーマ１８からのトリガ信号を受信するまでに、電源制御部２１は、受信ビームフォーマ２２への給電を停止させる（ステップＳ５）。
　給電を開始、停止させるには、例えば、バッテリ２６と送信ビームフォーマ１８の間に電磁スイッチを設け、電源制御部２１が電磁スイッチのオンオフ制御を実施する。
　振動部２０は、振動部駆動信号に基づいて被検体に超音波２８を送波する（ステップＳ６）。
　電源制御部２１は、受信ビームフォーマ２２の動作不要なタイミングの終了時点である反射波を受波するタイミングを常時監視し（ステップＳ７）、反射波を受波して振動部２０が受波信号を出力し始めた時点で、電磁スイッチのオン制御を実施し受信ビームフォーマ２２を動作開始させる（ステップＳ８）。ただし、この時刻ｔ２は、ターゲット４５の位置や、上記のように振動素子６６毎に異なる数値となる。
　整相加算部７２及びＡＤＣ７４にいては、反射波が最も早く到達する時刻、すなわち図４（ｂ）におけるＴ２に給電の動作開始できるように給電を開始する。
　反射波は時刻ｔ３まで振動素子６６で受信され、受信ビームフォーマ２２では、受信された反射波を受波信号に変換し、整相加算処理を時刻ｔ４まで実施する。
　受信ビームフォーマ２２は、振動部２０から出力される受波信号に対して整相加算処理等の受信処理を実行する。
　受波無線信号送信部２４は、受信ビームフォーマ２２において処理された受波信号に対応する受波無線信号を装置本体１４に向けて送信する（ステップＳ９）。
　装置本体１４が稼働している間、制御部４４は受波無線信号受信部３４に超音波探触子１２から受波無線信号が送信されるか否かを常時検出している状態にある。
　受波無線信号受信部３４に超音波探触子１２から受波無線信号が送信されると、制御部４４は受波電気信号を信号処理部３６に出力するよう受波無線信号受信部３４を制御する（ステップＳ１０）。
　信号処理部３６は、受波電気信号に基づいて、例えば、Ｂモード用信号処理を行う（ステップＳ１１）。Ｂモード用信号処理に限らずドップラモード用信号処理等の他の処理でもよい。どの処理を実施するかは操作入力部１１から使用者が選択可能に構成される。
　表示処理部３８は、信号処理部３６の出力に対して画像表示処理を施した画像データを形成して表示部４０に出力する（ステップＳ１２）。表示部４０は超音波画像を表示させる（ステップＳ１３）。以上が超音波診断装置１０を用いた超音波診断の具体的なフローである。
　以上のように、第１の実施の形態によれば、送信ビームフォーマ１８が振動部駆動信号を出力してから振動部２０が反射波を受波するまでの間に、受信ビームフォーマ２２へ給電する動作を停止させる電源制御部２１を設けることで、低消費電力化を達成し、超音波探触子１２と装置本体１４とか無線接続された超音波診断装置でありながら、発熱が少なく長時間の超音波診断を可能とする超音波診断装置を提供することができる。
　なお、第１の実施形態にかかる超音波診断装置１０においては、超音波探触子１２と装置本体１４とは無線による通信接続を前提としたが、有線による通信接続を行った場合でも、低消費電力化の効果を得ることできることは言うまでもない。
　次に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態においては、超音波探触子１２の振動部２０以外の各部に供給するクロックの動作周波数を所定の動作周波数より低くすることで、各部で消費される電力を低く抑える。図９は、第２の実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
　図２で示した第１の実施形態との相違は、超音波探触子１２内に送波回路用クロック生成器１７と受波回路用クロック生成器２３とを有することである。なお、送波回路用クロック生成器１７と受波回路用クロック生成器２３は、一つのクロック生成器が各々の生成器の機能をあわせもっていてもよい。
　図９においては、送波無線信号受信部１６、送信ビームフォーマ１８、電源制御部２１へは送波回路用クロック生成器１７からクロックが供給される。受信ビームフォーマ２２、受波無線信号送信部２４へは受波回路用クロック生成器２３からクロックが供給される。振動部２０における振動素子６６には図示しないクロック生成器からクロックが供給される。振動素子６６に供給されるクロックは、反射波の周波数に対して、ナイキスト定理を満たす動作周波数のクロックが供給される。従って、反射波の周波数の２倍以上の動作周波数のクロックが供給される。
　振動素子６６以外の各部へは、送波回路用クロック生成器１７と受波回路用クロック生成器２３の各々から、反射波の周波数の２倍未満の動作周波数のクロックが供給される。
　一般に、デジタル回路のＬＳＩにおいては、Ｈ（ハイ）、Ｌ（ロー）の切り替わるスイッチングスピードを遅くすれば、ＬＳＩの浮遊容量の電荷の移動が遅くなり（言い換えれば、電流が流れなくなる）低消費電力化が可能となる。従って、振動素子６６以外の各部に供給するクロックの動作周波数は、ナイキスト定理で定まる動作周波数にする必要はないので、動作周波数を低くし、低消費電力化を達成することができる。
　ただし、動作周波数が異なっている振動素子６６と、受信ビームフォーマ２２の間には所定の記憶装置を設け、記憶させながら受信ビームフォーマ２２に順次出力することが望ましい。
　次に、動作周波数について詳細に説明する。アナログデジタルコンバータ７４においては、受波しようとする周波数に対して少なくともサンプリング定理を満たす周波数以上の周波数（たとえば５ＭＨｚの超音波信号を受波仕様とすれば５ＭＨｚ×２＝１０ＭＨｚ以上）が動作周波数となる。
　ナイキスト定理の周波数以上の周波数であればいくら高い周波数であっても許されるので、実際には、受信しようとする周波数×２×ｎ１（ｎ１は１以上の整数）が動作クロックとなる。たとえば超音波信号の周波数が５ＭＨｚの時、ｎ１＝４とすれば、５×２×４＝４０ＭＨｚとなる。
　受信ビームフォーマ２２においては、アナログデジタルコンバータ７４から入力されるデータを欠落なく取り込み、処理できるだけの周波数が動作周波数となる。従って、最低でも上記アナログデジタルコンバータ７４の動作周波数以上の動作周波数となる。
　ただし、内部に分周回路を持てばいくらでも周波数は高くてよく、アナログデジタルコンバータ７４の動作周波数×ｎ２（ｎ２は１以上の整数）が動作周波数となる。なお、メモリが介在する場合には、アナログデジタルコンバータ７４と非同期の周波数でもよいので、ｎ２は整数でなくてもよい。実際にはｎ２は２程度の値を取ることが多く、アナログデジタルコンバータ７４の動作周波数が４０ＭＨｚなら、８０ＭＨｚとなる。
　受波無線信号送信部２４においては、受信ビームフォーマ２２で整相加算されたデータとその他の情報（誤り訂正符号等）のデータを送信できるのに充分な周波数が動作周波数となる。従って、受信ビームフォーマ２２の動作周波数×ｎ３（ｎ３は１以上の整数）が動作周波数となる。
　なお、メモリが介在する場合には、アナログデジタルコンバータ７４と非同期の周波数でもよいのでｎ３は整数でなくてもよい。実際にはｎ３は２程度の値を取ることが多く、受波無線信号送信部２４の動作周波数は１６０ＭＨｚとなる。
　なお、消費電力は、これら各回路の動作周波数に対してほぼ比例するので、動作不必要時には、例えば動作周波数を１／２にすれば、周波数を下げた回路の消費電力は半分程度に抑えることができる。現実的には１０％から１００％の間で消費電力を下げれば有効と考えられる。
　動作周波数を低くすることで低消費電力化するための具体的な数字をもって例示する。上記のアナログデジタルコンバータ７４の動作周波数を４０ＭＨｚとする。
　各回路を１０％低消費電力化するには、アナログデジタルコンバータ７４については、４０×０．９＝３６ＭＨｚ、受信ビームフォーマ２２については、６０×０．９＝７２ＭＨｚ、受波無線信号送信部２４については、１６０×０．９＝１４４Ｍｚ、が各回路の動作周波数となる。
　各回路を５０％低消費電力化するには、アナログデジタルコンバータ７４については、４０×０．５＝２０Ｍｚ、受信ビームフォーマ２２については、６０×０．５＝３０ＭＨｚ、受波無線信号送信部２４については、１６０×０．５＝８０ＭＨｚ、が各回路の動作周波数となる。
　各回路を９０％低消費電力化するには、アナログデジタルコンバータ７４については、４０×０．１＝４ＭＨｚ、受信ビームフォーマ２２については、６０×０．１＝６ＭＨｚ、受波無線信号送信部２４については、１６０×０．１＝１６ＭＨｚ、が各回路の動作周波数となる。
　以上のように、第２の実施の形態によれば、振動部２０以外の各部に所定動作周波数より低い動作周波数を有するクロックを供給する動作クロック生成部を設けることで、低消費電力化を達成し、超音波探触子１２と装置本体１４とか無線接続された超音波診断装置でありながら、発熱が少なく長時間の超音波診断を可能とする超音波診断装置を提供することができる。
　次に第３の実施形態について説明する。第３の実施形態においては、多段フォーカス制御を行う場合の省電力化を目的とする。
　超音波診断装置１０では、上記の通り複数の振動素子６６を備える振動部２０から超音波を送信し、送信ビームフォーマ１８によって音圧を集中させるフォーカスポイントを生成し、その反射波を受信し、画像化を行う。この音圧を集中させるフォーカスポイント、言い換えれば、超音波ビームの幅の狭いポイントは非常に限定されたエリアである。
　従って、フォーカスポイント付近の超音波画像は鮮明であるが、フォーカスポイントを外れた位置の画像は、不鮮明になるという欠点がある。
　この欠点を補うための技術が多段フォーカス制御技術であり、深度が深い超音波画像を撮影するときは、フォーカスポイントを変えながらエリア分割して画像を取得する。
　図１０は、４段のフォーカスポイントで画像を取得する場合の多段フォーカス制御の模式図である。
　同図に示されているように、複数の振動素子６６を備える振動部２０から送信された超音波は、４段のフォーカスポイントである第１フォーカスポイント４５１から第４フォーカスポイント４５４までの各フォーカスポイントに順次フォーカスされる。
　第１フォーカスポイント４５１は、第１データ取得領域１０１に存在し、第２フォーカスポイント４５２は、第２データ取得領域１０２に存在し、第３フォーカスポイント４５３は、第３データ取得領域１０３に存在し、第４フォーカスポイント４５４は、第４データ取得領域１０４に存在する。
　この多段フォーカス制御によって、浅部から深部まで、鮮明度の高い超音波診断画像を得ることが可能となる。なお、フォーカスポイントが４段であることは例示であり、異なるフォーカスポイントであってもかまわない。
　本発明の送波と送波の間の待機時間帯は、具体的にはＴ１の送波からＴ２の送波の間、Ｔ２の送波からＴ３の送波の間、Ｔ３の送波からＴ４の送波の間を示す。送波していない状態が待機時間帯である。
　一方、受波と受波の間の待機時間帯は、Ｔ１では、１０１領域に到達した超音波が反射して戻る時間帯は測定・稼働時間帯であり、Ｔ１では１０２～１０４に到達した超音波が反射して戻る時間帯が待機時間帯となる。Ｔ２では、１０２領域に到達した超音波が反射して戻る時間帯は測定・稼働時間帯であり、１０１，１０３，１０４に到達した超音波が反射して戻る時間帯が待機時間帯となる。
　Ｔ３では、１０３領域に到達した超音波が反射して戻る時間帯は測定・稼働時間帯であり、１０１，１０２，１０４に到達した超音波が反射して戻る時間帯が待機時間帯となる。
　Ｔ４では、１０４領域に到達した超音波が反射して戻る時間帯は測定・稼働時間帯であり、１０１，１０２，１０３に到達した超音波が反射して戻る時間帯が待機時間帯となる。
　図１１は、多段フォーカス制御と各データ取得領域の関係を表す模式図である。図１１のように、４段のデータ取得領域にて、深さ１２５ｍｍまでのデータを取得して超音波画像を生成すると仮定する。
　振動部２０から各フォーカスポイントまでの距離であるフォーカス長について、フォーカス長２５ｍｍの第１フォーカスポイント４５１に超音波を送信する送信タイミングＴ１のときは、次の第１データ取得領域と第２データ取得領域の境までの距離３７．５ｍｍまでのデータを取得する。このデータ取得後、第２フォーカスポイントに焦点を変え、データを取得する。
　フォーカス長５０ｍｍの第２フォーカスポイント４５２に超音波を送信する送信タイミングＴ２のときは、次の領域２と領域３の境までの距離６２．５ｍｍまでのデータを取得する。このデータ取得後、第３フォーカスポイントに焦点を変え、データを取得する。
　フォーカス長７５ｍｍの第３フォーカスポイント４５３に超音波を送信する送信タイミングＴ３のときは、次の領域３と領域４の境までの距離８７．５ｍｍまでのデータを取得する。このデータ取得後、第４フォーカスポイントに焦点を変え、データを取得する。
　フォーカス長１００ｍｍの第４フォーカスポイント４５４に超音波を送信する送信タイミングＴ４のときは、次の領域４の深さ１２５ｍｍまでのデータを取得する。以上により、１音線のデータの取得を終了し、次の音線のデータの取得を開始するものとする。
　Ｔ１の送信タイミングから、深度３７．５ｍｍの深さのデータ取得が終わるデータ取得時間Ｔｉｍｅ１は、音速度１５４０ｍ／ｓｅｃで進行する超音波が３７．５ｍｍを往復する時間であるので、次のようになる。
　３７．５×１０－３×２／１５４０＝０．０４７８（ｍｓｅｃ）
　このデータ取得時間Ｔｉｍｅ１の間のデータ取得を行った後、ただちに第２フォーカスポイント４５２へ向けて送信すると、Ｔｉｍｅ１において送信された超音波の反射波と混じってしまうため、少し時間をおく必要がある。
　そこで、データ取得時間Ｔｉｍｅ１の１．５倍の後に、第２フォーカスポイント４５２に超音波を送信するものとし、以降、同じ手順で超音波送信をデータ取得とを繰り返す。各データ取得時間の後に、待機時間帯ｗａｉｔをおいて次の送信を行うこととなる。
　具体的には、０．０４７８×１．５＝０．０７１７（ｍｓｅｃ）の時間に次の超音波を送信する。
　各データ取得領域への送信タイミングＴ１からＴ４までについて、データ取得に要する時間と、次の送信までの時間の関係を表１に示す。次の送信までの時間は、データ取得に要する時間に上記の数値である１．５をかけた値である。
　なお、データ取得時間Ｔｉｍｅ１の１．５倍の後に、第２フォーカスポイント４５２に超音波を送信するものとしたが、１．５倍に限る訳ではなく、１．５倍以上の値であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、超音波を送信する期間と、省電力化のために超音波の送信を停止する期間について説明する。
　図１２は、多段フォーカス制御のタイミング図である。図１２から分かるように、多段フォーカス制御の場合には、一度送信してから、次の送信までに、動作しなくても良い期間が存在することが分かる。
　実際には、送信を実施する少し前には図１２における期間１２１の間は、準備期間として動作させておく必要があるが、図１２における期間１２２の送信ビームフォーマ１８の停止期間中は、送信ビームフォーマ１８への電力供給を停止したり、送信ビームフォーマ１８のクロックを停止させ、または動作クロックの周波数を低くすることが可能となる。なお、停止等させる回路は送信ビームフォーマ１８に限らず、送信用電気回路であればよい。
　図１３は、受信の動作期間と停止期間の関係を示す模式図である。
　多段フォーカス制御においては、第１データ取得領域のデータは全て取得する必要がある。よって受信ビームフォーマ２２を停止できるのは、次の送信までの待機時間帯ｗａｉｔの間のみである。
　第２データ取得領域におけるデータ取得時には、既に、第１データ取得領域のデータは取得しているので、第１データ取得領域において要するデータ取得時間に相当する時間は、受信ビームフォーマ２２は停止しても問題ない。
　同様に、第３データ取得領域におけるデータ取得時には、既に、第２データ取得領域のデータは取得しているので、第２データ取得領域において要するデータ取得時間に相当する時間は、受信ビームフォーマ２２は停止しても問題ない。
　同様に、第４データ取得領域におけるデータ取得時には、既に、第３データ取得領域のデータは取得しているので、第３データ取得領域において要するデータ取得時間に相当する時間は、受信ビームフォーマ２２は停止しても問題ない。なお、停止等させる回路は受信ビームフォーマ２２に限らず、受信用電気回路であればよい。
　以上のように、多段フォーカス制御を行う場合に所定の時間、送信ビームフォーマ１８への電力供給を停止させ、または回路のクロックを停止させまたはクロック周波数を低くすることで、省電力化を達成することができる。
　５　超音波探触子ホルダ
　１０　超音波診断装置
　１１　操作入力部
　１２　超音波探触子
　１４　装置本体
　１６　送波無線信号受信部
　１８　送信ビームフォーマ
　２０　振動部
　２１　電源制御部
　２２　受信ビームフォーマ
　２４　受波無線信号送信部
　２６　バッテリ
　２８　超音波
　３０　送信ビームフォーマ制御部
　３２　送波無線信号送信部
　３４　受波無線信号受信部
　３６　信号処理部
　３８　表示処理部
　４０　表示部
　４２　電源
　４３　記憶部
　４４　制御部
　４５　ターゲット
　６０　遅延テーブル選択部
　６２　メモリ
　６４　遅延パルス発生回路
　６６　振動素子
　６８，７６　アンプ
　７２　整相加算部
　７４　アナログデジタルコンバータ
　８０　発光素子
　８２　光フィルタ
　９３　充電端子
　９６　接触端子

Claims (7)

  1. 　超音波探触子と装置本体とを有する超音波診断装置であって、
    　前記超音波探触子は、超音波を送波する送信用振動素子と、被検体からの反射波を受波する受信用振動素子を有し、
    　前記装置本体は、制御部、操作部、表示部を有し、前記送波と前記受波が複数回繰り返され超音波診断画像を生成する超音波診断装置において、
    　前記送波と送波の間の待機時間帯で、送信用振動素子または送信用振動素子に関わる送信用電気回路の消費電力を低減する手段を設けている、
    　または、
    　前記受波と受波の間の待機時間帯で、受信用振動素子または受信用振動素子に関わる受信用電気回路の消費電力を低減する手段を設けていることを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　前記反射波の高調波成分を抽出して、高調波による超音波画像を生成し、高調波超音波画像を表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
  3. 　前記高調波は第３高調波であることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
  4. 　送信用振動素子と受信用振動素子はそれぞれが複数列に２次元配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の超音波診断装置。
  5. 　前記消費電力を低減する手段は、前記電気回路への給電する動作を停止させる手段、または、送信時または受信時の動作周波数に対して、前記それぞれの待機時間帯の動作周波数を低くするクロックを供給する手段であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の超音波診断装置。
  6. 　前記超音波探触子は前記送信用電気回路または受信用電気回路を有していることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
  7. 　前記送波と前記受波が複数回繰り返される送受波制御は、多段フォーカス制御であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の超音波診断装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017140357A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296610A (ja) * 1993-04-15 1994-10-25 Toshiba Corp 超音波診断装置
JPH06341977A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 超音波送信回路
JP2003175035A (ja) * 2003-01-07 2003-06-24 Aloka Co Ltd 超音波診断装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06296610A (ja) * 1993-04-15 1994-10-25 Toshiba Corp 超音波診断装置
JPH06341977A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 超音波送信回路
JP2003175035A (ja) * 2003-01-07 2003-06-24 Aloka Co Ltd 超音波診断装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017140357A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置

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