WO2013024832A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

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WO2013024832A1
WO2013024832A1 PCT/JP2012/070572 JP2012070572W WO2013024832A1 WO 2013024832 A1 WO2013024832 A1 WO 2013024832A1 JP 2012070572 W JP2012070572 W JP 2012070572W WO 2013024832 A1 WO2013024832 A1 WO 2013024832A1
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group
switch
transducers
delay time
ultrasonic diagnostic
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PCT/JP2012/070572
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宏信 本郷
泰夫 宮島
信行 岩間
内海　勲
石塚　正明
亨 平野
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株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8993—Three dimensional imaging systems

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the delay time is set so that the ultrasonic wavefront transmitted from the transducer is in focus, the timing pulse based on the delay time is generated from the delay circuit of the timing pulse generating means, and the transducer channel ( channel: A signal path to or from the vibrator is referred to as a channel).
  • a high-frequency voltage pulse based on the timing pulse is output from the pulser to the vibrator, thereby driving the vibrator.
  • timing pulse generation means an integrated circuit (ASIC: Application Specific Integrated Circuit) in which a plurality of functional circuits including a delay circuit are integrated into one is used.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the timing pulse generating means is housed in the probe case. Usually, since the capacity of the case is only about 100 cc, it is preferable to make the circuit scale of the timing pulse generating means as small as possible.
  • the delay circuit is composed of one type, the circuit scale becomes large. Therefore, as shown in FIG. 8, the delay circuit is composed of two types of a coarse adjustment circuit for setting a common coarse delay time and a fine adjustment circuit for setting a finer delay time. Further, the arranged transducers are divided into a plurality of regions, the timing pulse generating means is divided into a plurality of groups, and each group has two types of circuits. Further, the group is associated with a region (a region composed of a plurality of vibrators). In FIG. 8, some of the plurality of groups are denoted by reference numerals G0 to G7.
  • the group G0 includes a coarse adjustment circuit that sets a delay time of 0 [ ⁇ s] and a fine adjustment circuit that sets nine delay times at intervals of 0.1 [ ⁇ s]. That is, in the group G0, the delay time is assigned to the transducers in the region corresponding to the group G0 within the time range of 0 [ ⁇ s] to 0.8 [ ⁇ s].
  • the group G7 includes a coarse adjustment circuit that sets a delay time of 7.0 [ ⁇ s] and a fine adjustment circuit that sets nine delay times at intervals of 0.1 [ ⁇ s]. That is, in the group G7, the delay time is assigned to the transducers in the region corresponding to the group G7 within the time range of 7.0 [ ⁇ s] to 7.8 [ ⁇ s].
  • the range of the delay time can be made different for each group.
  • the delay time may be assigned to the transducers in the region using two types of circuits in the group, each type of circuit can be reduced in size, and the overall circuit scale can be reduced. It becomes possible.
  • the region of the vibrator is sometimes referred to as a channel region.
  • the group of timing pulse generation means is selected according to the diagnosis mode, for example. At this time, the area corresponding to the group is uniquely selected.
  • the transducers in the region may be arranged more than the allowable range, and the delay time of such transducers may exceed the settable range. As a result, the delay of the vibrator becomes insufficient, the deflection angle and the aperture are restricted, and this causes deterioration of image quality and sensitivity.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a part of an ultrasonic probe according to a comparative example.
  • transducers arranged in a 9 ⁇ 8 matrix are shown with matrix numbers (a11 to a98), and the regions corresponding to the groups G1 and G2 are shown as regions A1 and A2 surrounded by thick lines. .
  • the range of the delay time of the group G1 assigned to the region A1 is set to 0 [ ⁇ s] to 0.8 [ ⁇ s]. Further, the range of the delay time of the group G2 assigned to the area A2 is set to 0.3 [ ⁇ s] to 1.1 [ ⁇ s].
  • the delay times 0 [ ⁇ s], 0.1 [ ⁇ s],..., 0.8 of the group G1 are added to the transducers a14, a15,. [ ⁇ s] is assigned.
  • A2 shown in FIG. 9 when assigning a delay time to the array transducers a17, a18, a27, a28, a37, a38, a48, a58, a68 in a deformed shape that is not a 3 ⁇ 3 shape, for example,
  • the transducers a17, a18, a27, a28, a37, a38, and a48 have 0.3 [ ⁇ s], 0.4 [ ⁇ s], 0.6 [ ⁇ s], 0.7 [ ⁇ s], and 0.9 [ ⁇ s]. ], 1.0 [ ⁇ s], and 1.1 [ ⁇ s] delay times are assigned.
  • the delay time to be assigned to the transducers a58 and a68 exceeds the group delay time range (0.3 [ ⁇ s] to 1.1 [ ⁇ s]), it is assumed that the transducers a58 and a68 have 1.. Even if a delay time of 1 [ ⁇ s] is assigned, the delay of the vibrators a58 and a68 becomes insufficient. An oscillator with insufficient delay is shown in FIG. 9 with hatching.
  • the cause of the insufficient delay of the vibrators is that when thousands of vibrators are divided into, for example, a 3 ⁇ 3 shape such as the area A1, an area having a deformed shape such as the area A2. Will occur as a fraction.
  • the group and the region A2 may be associated with each other. When trying to wire these connections forcibly, the wiring becomes complicated, and it becomes difficult to appropriately assign the delay time of the group to the vibrator.
  • This embodiment solves the above-described problem, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of appropriately assigning a group delay time to a transducer without complicating wiring. .
  • the ultrasonic diagnostic apparatus includes a plurality of transducers, timing pulse generation means, switch means, and switch control means.
  • Ultrasound is transmitted to the vibrator.
  • the timing pulse generating means has an output terminal for outputting a timing pulse based on a delay time in a channel corresponding to each vibrator, and the plurality of output terminals are divided into a group of two or more predetermined number of output terminals, The transmission delay time within a predetermined time range is generated for each group.
  • the switch means selectively connects the channel and the output terminal.
  • the switch control means divides a plurality of channels into a predetermined number of channel areas and connects the channels and output terminals to thereby control the switch means so that the groups correspond to the areas.
  • FIG. 1 is a configuration block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an ultrasonic probe in which transducers are arranged in a matrix.
  • the schematic diagram which shows a part of ultrasonic probe. which shows the circuit structure of a group.
  • FIG. 1 is a configuration block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1, a transmission circuit 3, a reception scanning unit 4, an amplitude detection unit 5, a blood flow information detection unit 6, a display processing unit 7, and a display 8.
  • an ultrasonic probe 1 As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1, a transmission circuit 3, a reception scanning unit 4, an amplitude detection unit 5, a blood flow information detection unit 6, a display processing unit 7, and a display 8.
  • a transmission circuit 3 As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1, a transmission circuit 3, a reception scanning unit 4, an amplitude detection unit 5, a blood flow information detection unit 6, a display processing unit 7, and a display 8. Have.
  • the ultrasonic probe 1 has thousands of transducers for mutually converting electrical signals and acoustic signals so that the inside of the subject can be electronically scanned at high speed with ultrasonic waves. ing. Each transducer is arranged in a matrix.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a part of the vibrators arranged in a matrix.
  • vibrators are arranged in a 9 ⁇ 8 matrix.
  • oscillator is shown with the combination of the row number and the column number in which the vibrator
  • vibrators with 1 row and 1 column to 9 rows and 8 columns are denoted by reference numerals a11 to a98.
  • FIG. 3 is a block diagram of the transmission circuit.
  • the channels of the vibrator are indicated by the same symbols a11, a12, a13 and a96, a97, a98 as the vibrator.
  • the transmission circuit 3 includes a clock generator (not shown), a frequency divider (not shown), a timing pulse generating means 31, a pulser 32, a switch means 33, and a switch control means 34.
  • the clock generator generates clock pulses.
  • the frequency divider drops the clock pulse to a pulse of about 5 MHz, for example.
  • the ultrasonic probe includes a timing pulse generator 31, a pulsar 32, a switch 33, and all or part of a switch controller 34. When a part of the switch control unit 34 is provided in the ultrasonic probe, the other part of the switch control unit 34 is provided on the main body side of the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • Timing pulse generation means 31 outputs a timing pulse from the output terminal based on this clock pulse.
  • FIG. 3 a part of the timing pulse generating means 31 is schematically shown. Details of the timing pulse generating means 31 will be described later.
  • the pulser 32 generates a high-frequency voltage pulse based on the timing pulse and mechanically vibrates it by driving the transducer of the ultrasonic probe 1. Thereby, an ultrasonic wave is generated from the vibrator.
  • FIG. 3 a part of the pulse 32 is schematically shown. Details of the pulse 32 will be described later.
  • the generated ultrasonic wave is reflected at the boundary of acoustic impedance in the subject, returns to the ultrasonic probe 1, and mechanically vibrates the vibrator. Thereby, an electric signal is individually generated in each vibrator.
  • the reception scanning unit 4 amplifies and phase-adjusts this electric signal. Thereby, a signal (echo signal) having directivity is generated.
  • the amplitude detection unit 5 generates B-mode image data that provides morphological information of the tissue based on the echo signal from the reception scanning unit 4.
  • the display processing means 7 performs a tissue morphology image cross-sectional display using the B-mode image data generated by the amplitude detection means 5 described above.
  • the blood flow information detection means 6 is a unit that realizes so-called color Doppler imaging (CDI).
  • CDI color Doppler imaging
  • a general Doppler mode that mainly visualizes blood flow image data in this mode is referred to as blood flow Doppler image data
  • organs such as the heart muscle are mainly used. It is possible to switch between a tissue Doppler mode for imaging (image data in this mode is referred to as tissue Doppler image data).
  • the display processing unit 7 combines and displays the blood flow Doppler image data and the tissue morphology image data generated by the blood flow information detection unit 6 described above. A composite image of the tissue morphology image data and the functional image data is displayed on the display 8.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a circuit of the timing pulse generating means 31.
  • Timing pulse generation means The timing pulse generating means 31 is divided into a plurality of groups (for example, 200 to 300). In FIG. 3, 8 groups are extracted and denoted by G0 to G7.
  • the group includes one circuit (coarse delay setting circuit: see FIG. 8) for setting a time from 0 [ ⁇ s] to 7 [ ⁇ S] for each coarse delay time (for example, 1.0 ⁇ S), and 0 [ ⁇ s] to It is composed of nine circuits (thin delay setting circuits) that set the time up to 0.8 [ ⁇ s] for each fine delay time (for example, 0.1 [ ⁇ s]).
  • the delay time set by the group is the sum of coarse and fine delay times.
  • the delay time of the group G0 Is 5.0 [ ⁇ s], 5.1 [ ⁇ s],... 5.8 [ ⁇ s].
  • the coarse delay time is 6.0 [ ⁇ s] and the fine delay times are 0 [ ⁇ s], 0.1 [ ⁇ s],.
  • the delay time is 6.0 [ ⁇ s], 6.1 [ ⁇ s],... 6.8 [ ⁇ s].
  • the fine delay setting circuits arranged in a 3 ⁇ 3 matrix are shown by a combination of a group code, a row number, and a column number.
  • the fine delay setting circuits in the first row, the first column to the third row, the third column are denoted by reference numerals G011 to G033.
  • the fine delay setting circuits in the first row, first column to the third row, third column are denoted by reference numerals G711 to G733.
  • the output terminal of the fine delay setting circuit is shown in FIG. 3 with the same reference numerals as those of the circuit.
  • the output terminals of the fine delay setting circuits G011, G012, and G013 in the group G0 are indicated by symbols G011, G012, and G013.
  • the output terminals of the fine delay setting circuits G731, G732, and G733 in the group G7 are denoted by reference numerals G731, G732, and G733.
  • the timing pulses output from the output terminals G011 to G033 are delayed by 5.0 [ ⁇ s], 5.1 [ ⁇ s],... 5.8 [ ⁇ s].
  • FIG. 3 shows a pulsar 32 in which a plurality of amplifiers constituting the pulsar 32 are arranged in a matrix.
  • the pulsar 32 is disposed between the switch means 33 and the ultrasound probe 1, the input terminal of the amplifier is connected to the output terminal of the timing pulse generating means 31 via the switch means 33, and the output side of the amplifier is the transducer. Connected to the channel.
  • the input terminals of the amplifier are indicated by the same reference numerals a11, a12, a13, a96, a97, and a98 as those of the channel to which the output terminal is connected.
  • the switch means 33 including a matrix switch will be described with reference to FIGS.
  • the matrix switch is indicated by an imaginary line.
  • An example of the matrix switch is a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) switch, which is a device in which components constituting the switch are stacked on a substrate such as silicon or glass.
  • the matrix switch selectively connects the output terminal of the timing pulse generating means 31, the channel, and the instruction from the switch control means 34.
  • a plurality of signal lines on the input side and a plurality of signal lines on the output side are arranged in a checkerboard shape, and an open / close switch is arranged at a position where the signal lines intersect.
  • the input side signal lines are connected to the output terminals G011 to G731 of the groups G0 to G7, and the output side signal lines are connected to the channels a11 to a98 of the vibrator.
  • the timing pulse input from the output terminal is distributed to each channel by turning on / off the open / close switch.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a part of the matrix switch.
  • the output terminals of the group G0 are denoted by reference numerals G011 to G033
  • the channels from the first row, the first column to the third row, third column are denoted by a11 to a33, and further, the first row, the fourth column, the second row, the fourth column, the third,
  • the four rows of channels are indicated by a14, a24, and a34.
  • the opened / closed switch is indicated by a black circle in FIG.
  • timing pulses output from the output terminals G011 to G033 of the group G0 are distributed to the channels a11 to a33.
  • the transducers corresponding to the channels a11 to a33 to which the timing pulse of the group G0 is distributed are indicated by a region A0 surrounded by a thick line in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a part of the matrix switch.
  • the open / close switch that has been turned off from on is indicated by a white circle
  • the open / close switch that has been turned on from off is indicated by a black circle.
  • the timing pulses output from the output terminals G011 to G033 of the group G0 are distributed to the channels a11 to a14, a21 to a24, and a34.
  • a region of the transducer corresponding to the channels a11 to a14, a21 to a24, and a34 to which the timing pulse of the group G0 is distributed is indicated by a region A0 surrounded by a thick line in FIG.
  • any transducer in the area A0 satisfies the selection condition (described later), and a delay time range (for example, 0 [ ⁇ s] to 0. 8 [ ⁇ s]).
  • the delay times 0 [ ⁇ s], 0.1 [ ⁇ s], 0.2 [ ⁇ s], 0 are applied to the transducers a11, a12, a13, a14, a21, a22, a23, a24, and a34 in the region A0. .3 [ ⁇ s], 0.4 [ ⁇ s], 0.5 [ ⁇ s], 0.6 [ ⁇ s], 0.7 [ ⁇ s], and 0.8 [ ⁇ s] are assigned.
  • switch control means Next, the switch control means 34 will be described with reference to FIGS.
  • the switch control means 34 controls the open / close switch to select an area corresponding to the group.
  • the selection of the area corresponding to the group by the switch control means 34 is completed every time transmission / reception of the entire transducer is completed in the circulatory organ diagnosis, and transmission / reception of the set group of transducers is completed in the abdominal / general diagnosis. Done every time.
  • the condition for selecting the region is that the transducers are adjacent to each other in the region, and any transducer is arranged so as not to be separated from the other transducers by more than a predetermined number. is there.
  • the selection condition is stored in the storage unit (not shown) as a combination pattern of the outer shape of the region.
  • the pattern corresponds to the identification information and diagnostic mode of the ultrasonic probe.
  • the storage unit is provided in the main body of the ultrasonic probe or the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the outer shape of the region includes a 3 ⁇ 3 shape (a shape arranged in a 3 ⁇ 3 matrix) and a deformed shape (including a shape arranged in a 1 ⁇ 9 matrix).
  • the pattern satisfies the selection condition depends on the performance of the delay circuit and the physical shape (dimension) of the vibrator, but there are two selection conditions based on experience.
  • One is that nine vibrators in the region are arranged adjacent to each other.
  • the other is that in the region, any vibrator is arranged so as not to be separated from the other vibrator by more than a predetermined number.
  • the predetermined number of vibrators are separated from each other.
  • the predetermined number is M
  • one of the vibrators is “0”
  • one vibrator is separated from the “0” in the row direction or the column direction.
  • a pattern that includes a deformed shape such as a region A2 shown in FIG.
  • the deformed region A2 includes transducers that are spaced apart by more than four.
  • the transducer a17 to which the earliest delay time is assigned is set to “0”.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a part of an ultrasonic probe according to a comparative example.
  • An example of a pattern that satisfies the selection condition is a combination pattern of deformed shapes shown in FIG.
  • the region A1 shown in FIG. 10 does not include transducers separated by more than five. That is, when a15 is “0”, a16 and a25 are “1”, a17 and a26 are “2”, a18 and a27 are “3”, a28 is “4”, and a38 is “5”. The child is not placed more than five from “0”. In this case, the transducer a15 to which the earliest delay time is assigned is “0”.
  • the vibrators separated by more than 5 are not included. That is, if a35 is “0”, a36 and a45 are “1”, a37 and a46 are “2”, a47 is “3”, a48 and a57 are “4”, and a58 is “5”. The child is not placed more than five from “0”.
  • the transducer a35 to which the earliest delay time is assigned is “0”.
  • the switch control unit 34 selects an area corresponding to the group from the storage unit based on the identification information and diagnostic mode of the ultrasonic probe. Note that the switch control unit 34 may obtain a region candidate corresponding to the group, calculate whether the candidate satisfies the selection condition, and select the region that satisfies the selection condition.
  • the delay time ranges of the groups G1 and G2 are 0 [ ⁇ s] to 0.8 [ ⁇ s] and 0.5 [ ⁇ s] to 1.3 [ ⁇ s].
  • the transducers a14, a15, a16, a24, a25, a26, a34, a35, and a36 in the region A1 are 0 [ ⁇ s], 0.1 [ ⁇ s], 0.2 [ ⁇ s], and 0.3 [ ⁇ s]. ], 0.4 [ ⁇ s], 0.5 [ ⁇ s], 0.6 [ ⁇ s], 0.7 [ ⁇ s], and 0.8 [ ⁇ s]. That is, it becomes possible to appropriately assign the delay time of the group G1 to the transducers in the area A1.
  • the transducers a35, a36, a37, a45, a46, a47, a48, a57, a58 in the region A2 are 0.5 [ ⁇ s], 0.6 [ ⁇ s], 0.7 [ ⁇ s], 0 Delay times of 0.8 [ ⁇ s], 0.9 [ ⁇ s], 1.0 [ ⁇ s], 1.1 [ ⁇ s], 1.2 [ ⁇ s], and 1.3 [ ⁇ s] are assigned. That is, it becomes possible to appropriately assign the delay time of the group G2 to the transducers in the area A2.
  • FIG. 11 is a flowchart showing operations from selection of a diagnostic mode to transmission of ultrasonic waves.
  • the diagnosis mode is selected.
  • the diagnosis mode is input by the input unit of the ultrasonic diagnostic apparatus main body and is stored in the storage unit (not shown) of the main body.
  • the input diagnostic mode is read from the storage unit by the switch control means 34.
  • Examples of the diagnostic mode include an A mode, a B mode, an M mode, a Doppler mode, a color Doppler mode, a 4D mode, and a diagnosis target (such as a circulatory organ and an abdomen).
  • a diagnosis target such as a circulatory organ and an abdomen.
  • a 3D image is reconstructed in real time.
  • Identification information is stored in a storage unit (not shown) of the ultrasonic probe.
  • the identification information is read from the storage unit by the switch control unit 34.
  • the switch control unit 34 selects an area corresponding to the group from the storage unit based on the diagnostic mode and the identification information of the ultrasonic probe.
  • the switch control unit 34 controls the open / close switch so that the group and the region correspond to each other.
  • the timing pulse generating means 31 outputs a timing pulse to each channel from the output terminal of each group.
  • the pulser 32 generates a high-frequency voltage pulse based on the timing pulse, and mechanically vibrates the vibrator. Thereby, ultrasonic waves are transmitted from the vibrator.
  • the switch control unit 34 controls the switch unit 33 to select the region of the transducer corresponding to the group. Therefore, the delay time of the group can be adjusted without complicating the wiring. It becomes possible to allocate appropriately.
  • a group of timing pulse generating means 31 is configured by combining a coarse delay setting circuit and nine fine delay setting circuits.
  • this combination is limited to the combination of the fine delay setting circuit and the coarse delay setting circuit in one group.
  • the fine delay setting circuit in one group and the coarse delay setting circuit in another group combine with the circuit.
  • the range of delay time that can be set is increased, and as a result, the circuit scale can be further reduced.
  • a plurality of transmission waveform generation circuits are provided and selected by the switch means, transmission at a plurality of frequencies is possible.

Abstract

配線を複雑化せずに、グループの送信遅延時間を振動子に適切に割り当てることが可能な超音波診断装置を提供する。実施形態の超音波診断装置は、複数の振動子、タイミングパルス発生手段、スイッチ手段、及びスイッチ制御手段を有する。振動子は超音波が送信される。タイミングパルス発生手段は、各振動子に対応するチャネルに遅延時間に基づくタイミングパルスを出力する出力端子を有し、複数の出力端子が二以上の所定数ずつの出力端子のグループに分割され、前記グループ毎に所定の時間範囲内の前記送信遅延時間を生成する。スイッチ手段は、チャネルと出力端子とを選択的に接続させる。スイッチ制御手段は、複数のチャネルを所定数と同数ずつのチャネルの領域に分割し、チャネルと出力端子とを接続させることにより、グループと領域とを対応させるようにスイッチ手段を制御する。

Description

超音波診断装置
　本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
　近年、３次元の超音波画像をリアルタイムに表示可能な二次元アレイプローブが開発され、診断に用いられてきている。このプローブには、数千個に及ぶ振動子による送受信を制御する電子回路が内蔵されている。
　送信時において、振動子から送信される超音波波面が焦点でそろうように遅延時間が設定され、遅延時間に基づくタイミングパルスがタイミングパルス発生手段の遅延回路から生成され、出力端子から振動子のチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ：振動子への又は振動子から信号経路をチャネルという。）に出力される。
　そして、タイミングパルスに基づく高周波の電圧パルスがパルサから振動子に出力され、それにより、振動子が駆動される。
　タイミングパルス発生手段には、遅延回路を含む複数機能の回路を一つにまとめた集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられている。
　タイミングパルス発生手段はプローブのケースに収容されている。通常、ケースの収容量は１００ｃｃ程度しかないため、タイミングパルス発生手段の回路規模は可能な限り小さくした方が好ましい。
　遅延回路を１つの種類で構成したのでは、回路規模が大きくなってしまう。そこで、図８に示すように、遅延回路を、共通の粗い遅延時間を設定する粗調整回路と、それより細かい遅延時間を設定する細調整回路の２種類で構成する。さらに、配列された振動子を複数の領域に分け、タイミングパルス発生手段を複数のグループに分割し、グループ毎に２種類の回路を持たせる。さらに、グループと領域（複数の振動子から構成される領域）とを対応させる。図８では、複数のグループの一部をＧ０～Ｇ７の符号を付して示す。例えば、グループＧ０は、０［μｓ］の遅延時間を設定する粗調整回路と、０．１［μｓ］間隔で９つの遅延時間を設定する細調整回路とを有する。すなわち、グループＧ０においては、０［μｓ］～０．８［μｓ］の時間範囲内で、グループＧ０に対応する領域内の振動子に遅延時間が割り当てられる。また、例えば、グループＧ７は、７．０［μｓ］の遅延時間を設定する粗調整回路と、０．１［μｓ］間隔で９つの遅延時間を設定する細調整回路とを有する。すなわち、グループＧ７においては、７．０［μｓ］～７．８［μｓ］の時間範囲内で、グループＧ７に対応する領域内の振動子に遅延時間が割り当てられる。以上により、グループ毎に遅延時間の範囲を異ならせることが可能となる。このように、グループ内の２種類の回路を用いて、領域内の振動子に遅延時間を割り当てればよいので、それぞれの種類の回路を小型にでき、全体的な回路規模を小さくすることが可能となる。なお、振動子とチャネルとは対応しているので、振動子の領域というときは、チャネルの領域をいう場合がある。
　タイミングパルス発生手段のグループは、例えば診断モードに応じて選択される。このとき、そのグループに対応する領域が一義的に選択される。
特開２０１０－４２２４４号公報
　しかしながら、一義的に選択された領域によっては、領域内の振動子同士が許容範囲以上に離れて配置されていて、そのような振動子の遅延時間が設定可能な範囲を超える場合があり、その結果、振動子の遅延が不十分となって、偏向角度や開口が制約され、画質や感度の劣化の要因となる。
　図９は比較例に係る超音波探触子の一部を示す模式図である。図９では、９×８のマトリクス状に配列された振動子を行列の番号（ａ１１～ａ９８）を付して示し、グループＧ１及びＧ２に対応する領域を太線で囲った領域Ａ１及びＡ２として示す。
　図９を参照して、振動子にどのように遅延時間を割り当てるかについて説明する。なお、領域Ａ１に割り当てられるグループＧ１の遅延時間の範囲を０［μｓ］～０．８［μｓ］とする。また、領域Ａ２に割り当てられるグループＧ２の遅延時間の範囲を０．３［μｓ］～１．１［μｓ］とする。
　図９に示す領域Ａ１において、３×３の形状に配列された振動子ａ１４、ａ１５、…、ａ３６に、グループＧ１の遅延時間０［μｓ］、０．１［μｓ］、…、０．８［μｓ］が割り当てられる。
　これに対し、図９に示すＡ２において、３×３の形状でない変形形状に配列振動子ａ１７、ａ１８、ａ２７、ａ２８、ａ３７、ａ３８、ａ４８、ａ５８、ａ６８に、遅延時間を割り当てるとき、例えば、振動子ａ１７、ａ１８、ａ２７、ａ２８、ａ３７、ａ３８、ａ４８に、０．３［μｓ］、０．４［μｓ］、０．６［μｓ］、０．７［μｓ］、０．９［μｓ］、１．０［μｓ］、１．１［μｓ］の遅延時間が割り当てられる。しかし、振動子ａ５８、ａ６８に割り当てるべき遅延時間がグループの遅延時間の範囲（０．３［μｓ］～１．１［μｓ］）を超えているため、仮に、振動子ａ５８、ａ６８に１．１［μｓ］の遅延時間を割り当てたとしても、それらの振動子ａ５８、ａ６８の遅延が不十分となる。遅延が不十分な振動子を図９にハッチングを付して示す。
　このように、振動子の遅延が不十分になる要因は、数千個の振動子を例えば領域Ａ１のような３×３の形状で分割していくと、領域Ａ２のような変形形状の領域が端数として生じてしまうことにある。
　端数が生じないような領域に分割すればよいのだが、例えば、そのように分割された領域は一つの診断モードに対応していても、他の診断モードに対応しているとは限らない。その結果、診断モードに応じて、分割された領域が異なる種類のプローブを用意する必要がある。
　仮に、遅延時間の範囲が１．１［μｓ］を超える他のグループが存在したとして、そのグループと領域Ａ２とを対応させればよいのだが、振動子のチャネルと他のグループの出力端子との接続を無理に配線しようとすると、配線が複雑化し、グループの遅延時間を振動子に適切に割り当てることが困難になるという問題点があった。
　この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、配線を複雑化せずに、グループの遅延時間を振動子に適切に割り当てることが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、実施形態の超音波診断装置は、複数の振動子、タイミングパルス発生手段、スイッチ手段、及びスイッチ制御手段を有する。振動子は超音波が送信される。タイミングパルス発生手段は、各振動子に対応するチャネルに遅延時間に基づくタイミングパルスを出力する出力端子を有し、複数の出力端子が二以上の所定数ずつの出力端子のグループに分割され、前記グループ毎に所定の時間範囲内の前記送信遅延時間を生成する。スイッチ手段は、チャネルと出力端子とを選択的に接続させる。スイッチ制御手段は、複数のチャネルを所定数と同数ずつのチャネルの領域に分割し、チャネルと出力端子とを接続させることにより、グループと領域とを対応させるようにスイッチ手段を制御する。
実施形態に係る超音波診断装置の構成ブロック図。 振動子がマトリクス状に配列された超音波探触子の模式図。 送信回路のブロック図。 タイミングパルス発生手段の回路を示す模式図。 マトリクススイッチの一部を示す模式図。 マトリクススイッチの一部を示す模式図。 超音波探触子の一部を示す模式図。 グループの回路構成を示す模式図。 比較例に係る超音波探触子の一部を示す模式図。 比較例に係る超音波探触子の一部を示す模式図。 診断モードの選択から超音波の送信までの動作を示すフローチャート。
　以下、本実施形態に係る超音波診断装置について図面を参照して説明する。
　図１は実施形態に係る超音波診断装置の構成ブロック図である。
　図１に示すように、超音波診断装置は、超音波探触子１、送信回路３、受信走査手段４、振幅検出手段５、血流情報検出手段６、表示処理手段７、及びディスプレイ８を有している。
（超音波探触子）
　超音波探触子１は、被検体の内部を超音波により電子的に高速で走査することができるように、電気信号と音響信号とを相互変換するための数千個の振動子を有している。それぞれの振動子はマトリクス状に配列されている。
　図２は、マトリクス状に配された振動子の一部の模式図である。
　図２に示すように、例えば、振動子が９×８のマトリクス状に配されている。図２では、振動子の符号を、その振動子が配列されている行番号、列番号の組み合わせで示す。例えば、１行１列の振動子～９行８列の振動子を、ａ１１～ａ９８の符号で示す。
　図３は送信回路のブロック図である。図３では、振動子のチャネルを、振動子と同じ符号ａ１１、ａ１２，ａ１３及びａ９６、ａ９７、ａ９８で示す。
（送信回路）
　次に送信回路について図１及び図３を参照して説明する。送信回路３は、クロック発生器（図示省略）、分周器（図示省略）、タイミングパルス発生手段３１、パルサ３２、スイッチ手段３３、及びスイッチ制御手段３４を有している。クロック発生器は、クロックパルスを発生する。分周器は、クロックパルスを例えば５ＭＨｚ程度のパルスに落とす。なお、超音波プローブは、タイミングパスル発生手段３１、パルサ３２、スイッチ手段３３、及びその全部または一部のスイッチ制御手段３４により構成されている。スイッチ制御手段３４の一部が超音波プローブに設けられる場合、スイッチ制御手段３４の他の部分は超音波診断装置の本体側に設けられる。
　タイミングパルス発生手段３１は、このクロックパルスに基づいてタイミングパルスを出力端子から出力する。図３では、タイミングパルス発生手段３１の一部を模式的に示している。なお、タイミングパルス発生手段３１の詳細について後述する。
　パルサ３２は、タイミングパルスを基に高周波の電圧パルスを発生し、超音波探触子１の振動子を駆動することで機械的に振動させる。それにより、振動子から超音波を発生させる。図３では、パルス３２の一部を模式的に示している。なお、パルス３２の詳細について後述する。
　発生された超音波は、被検体内の音響インピーダンスの境界で反射して、超音波探触子１に戻ってきて、振動子を機械的に振動する。これにより各振動子に電気信号が個別に発生する。
（受信走査手段）
　受信走査手段４は、この電気信号を増幅・整相加算する。これにより、指向性を有する信号（エコー信号）が生成される。
（振幅検出手段）
　振幅検出手段５では、受信走査手段４からのエコー信号に基づいて、組織の形態的な情報を提供するＢモード像データを生成する。表示処理手段７は、上述した振幅検出手段５で生成したＢモード像データを用いて組織形態画像断面表示を行う。
（血流情報検出手段）
　血流情報検出手段６は、いわゆるカラードプライメージング（ＣＤＩ）を実現するユニットであり、まず、受信走査手段４からのエコー信号を直交位相で検波して周波数偏移を受けたドプラ信号を取り出し、この取り出したドプラ信号からＭＴＩフィルタで特定の周波数成分だけを通し、その通過した信号の周波数を自己相関器により求め、この周波数から演算部で平均速度、分散、パワーを演算するように構成されている。
　なお、ＭＴＩフィルタの通過帯域を調整することにより、主に血流を映像化する一般的なドプラモード（このモードによる画像データを血流ドプラ画像データと称する）と、主に心筋等の臓器を映像化する組織ドプラモード（このモードによる画像データを組織ドプラ画像データと称する）とを切り替えることができるようになっている。
（表示処理手段、ディスプレイ）
　また、表示処理手段７は、上述した血流情報検出手段６で生成した血流ドプラ画像データと組織形態画像データを、合成して表示する。この組織形態画像データと機能画像データとの合成画像は、ディスプレイ８に表示される。
　次に、送信回路３の詳細について図３及び図４を参照して説明する。図４はタイミングパルス発生手段３１の回路を示す模式図である。
（タイミングパルス発生手段）
　タイミングパルス発生手段３１は、複数（例えば２００～３００）のグループに分割されている。図３では、その中の８グループを抜粋し、Ｇ０～Ｇ７の符号を付して示す。
　各グループは同じ構成をしている。以下、一つのグループを代表して説明する。グループは、０［μｓ］～７［μＳ］までの時間を粗い遅延時間（例えば、１．０μＳ）毎に設定する１つの回路（粗遅延設定回路：図８参照）と、０［μｓ］～０．８［μｓ］までの時間を細かい遅延時間（例えば、０．１［μｓ］）毎に設定する９つの回路（細遅延設定回路）とにより構成されている。
　グループが設定する遅延時間は、粗い遅延時間及び細かい遅延時間を加算した時間となる。例えば、グループＧ０において、粗い遅延時間を５．０［μｓ］とし、細かい遅延時間を０［μｓ］、０．１［μｓ］、…、０．８［μｓ］とすると、グループＧ０の遅延時間は、５．０［μｓ］、５．１［μｓ］、…、５．８［μｓ］となる。
　また、例えば、グループＧ１において、粗い遅延時間を６．０［μｓ］とし、細かい遅延時間を０［μｓ］、０．１［μｓ］、…、０．８［μｓ］とすると、グループＧ０の遅延時間は、６．０［μｓ］、６．１［μｓ］、…、６．８［μｓ］となる。
　以上のようにして、細かい遅延時間と組み合わせられる粗い遅延時間をグループ間で異ならせることにより、振動子に割り当られる複数種類の送信遅延時間を備えることが可能となる。
　図４において、３×３のマトリクス状に配された細遅延設定回路を、グループの符号、行番号及び列番号の組み合わせで示す。例えば、グループＧ０において、１行１列目～３行３列目の細遅延設定回路を、Ｇ０１１～Ｇ０３３の符号で示す。また、例えば、グループＧ７において、１行１列目～３行３列目の細遅延設定回路を、Ｇ７１１～Ｇ７３３の符号で示す。
　なお、細遅延設定回路の出力端子を、回路の符号と同じ符号を付して図３に示す。図３では、代表として、グループＧ０における細遅延設定回路Ｇ０１１、Ｇ０１２、Ｇ０１３の出力端子を、符号Ｇ０１１、Ｇ０１２、Ｇ０１３で示す。また、グループＧ７における細遅延設定回路Ｇ７３１、Ｇ７３２、Ｇ７３３の出力端子を、符号Ｇ７３１、Ｇ７３２、Ｇ７３３で示す。例えば、Ｇ０１１～Ｇ０３３の出力端子から出力されるタイミングパルスは、５．０［μｓ］、５．１［μｓ］、…、５．８［μｓ］の遅延がかけられる。
（パルサ）
　次に、パルサ３２について図３を参照して説明する。図３に、パルサ３２を構成する複数の増幅器をマトリクス状に配列されたパルサ３２を示す。パルサ３２は、スイッチ手段３３と超音波探触子１との間に配置され、増幅器の入力端子がスイッチ手段３３を介してタイミングパスル発生手段３１の出力端子に接続され、増幅器の出力側が振動子のチャネルに接続されている。図３では、増幅器の入力端子を、その出力端子が接続されるチャネルの符号と同じ符号ａ１１、ａ１２、ａ１３、ａ９６、ａ９７、ａ９８を付して示す。
（スイッチ手段）
　次に、マトリクススイッチを含むスイッチ手段３３について図３～図６を参照して説明する。図３では、マトリクススイッチを想像線で示す。マトリクススイッチの一例としては、スイッチを構成する部品をシリコン、ガラスなどの基板上に積化したデバイスであるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）スイッチがある。
　マトリクススイッチは、タイミングパルス発生手段３１の出力端子とチャネルとスイッチ制御手段３４からの指示によりを選択的に接続させる。
　マトリクススイッチは、入力側の複数の信号線と出力側の複数の信号線とが碁盤状に配置され、信号線の交わる位置に開閉スイッチが配置されている。
　図３に示すように、入力側の信号線がグループＧ０～Ｇ７の各出力端子Ｇ０１１～Ｇ７３１に接続され、出力側の信号線が振動子の各チャネルａ１１～ａ９８に接続されている。開閉スイッチのオン／オフにより、出力端子から入力されたタイミングパルスが各チャネルに分配される。
　図５は、マトリクススイッチの一部の模式図である。図５では、グループＧ０の出力端子をＧ０１１～Ｇ０３３の符号で示し、１行１列～３行３列までのチャネルをａ１１～ａ３３で示し、さらに、１行４列、２行４列、３行４列のチャネルをａ１４、ａ２４、ａ３４で示す。さらに、オンにされた開閉スイッチを図６に黒丸で示す。
　図５に示す開閉スイッチの状態では、グループＧ０の出力端子Ｇ０１１～Ｇ０３３から出力されたタイミングパルスは、チャネルａ１１～ａ３３に分配される。グループＧ０のタイミングパルスが分配されるチャネルａ１１～ａ３３に対応する振動子を図２に太線で囲まれた領域Ａ０で示す。
　以上のように、開閉スイッチを制御することにより、グループＧ０と領域Ａ０とを対応させ、グループＧ０のタイミングパルスを領域Ａ～内の振動子に分配させることが可能となる。
　同様に、開閉スイッチを制御することにより、他のグループと他の領域とを対応させることが可能となる。
　図６は、マトリクススイッチの一部の模式図である。図６では、オンからオフにされた開閉スイッチを白丸で示し、オフからオンにされた開閉スイッチを黒丸で示す。
　図６に示す開閉スイッチの状態では、グループＧ０の出力端子Ｇ０１１～Ｇ０３３から出力されたタイミングパルスは、チャネルａ１１～ａ１４、ａ２１～ａ２４、ａ３４に分配される。グループＧ０のタイミングパルスが分配されるチャネルａ１１～ａ１４、ａ２１～ａ２４、ａ３４に対応する振動子の領域を図７に太線で囲まれた領域Ａ０で示す。
　なお、図７に示す領域Ａ０においては、領域Ａ０内のいずれの振動子も選択条件（後述する）を満たしていて、グループが設定可能な遅延時間の範囲（例えば、０［μｓ］～０．８［μｓ］）内にある。
　例えば、領域Ａ０内の振動子ａ１１、ａ１２、ａ１３、ａ１４、ａ２１、ａ２２、ａ２３、ａ２４、ａ３４には、遅延時間０［μｓ］、０．１［μｓ］、０．２［μｓ］、０．３［μｓ］、０．４［μｓ］、０．５［μｓ］、０．６［μｓ］、０．７［μｓ］、０．８［μｓ］が割り当てられる。
　以上のように、開閉スイッチを制御することにより、グループＧ０と新たな領域Ａ０とを対応させ、グループＧ０のタイミングパルスを新たな領域Ａ０内の振動子に分配させることが可能となる。
　同様に、開閉スイッチを制御することにより、他のグループと他の新たな領域とを対応させることが可能となる。
（スイッチ制御手段）
　次に、スイッチ制御手段３４について図１、図２及び図７を参照して説明する。
　スイッチ制御手段３４は、開閉スイッチを制御することで、グループに対応させる領域を選択させる。なお、スイッチ制御手段３４によるグループに対応する領域の選出は、循環器診断においては全体の振動子の送受信が終了する毎に、腹部・汎用診断においては設定したグループの振動子の送受信が終了する毎に行われる。
　領域を選択するときの条件としては、領域内において、振動子同士が隣接し、かつ、いずれの振動子も他の振動子に対し所定の個数分を超えて離れないように配置されることである。
　次に、領域を選択するときの条件（選択条件）について説明する。
　選択条件は、領域の外形形状の組み合わせパターンとして記憶部（図示省略）に記憶されている。パターンは、超音波プローブの識別情報および診断モードに対応している。記憶部は超音波プローブまたは超音波診断装置の本体に設けられている。
　領域の外形形状としては、３×３の形状（３×３のマトリクス状に配列された形状）、及び、その変形形状（１×９のマトリクス状に配列された形状を含む）を含む。
　パターンが選択条件を満たすか否かは、遅延回路の性能と振動子の物理的形状（寸法）に依存するが、経験上、選択条件は２つある。一つは、領域内の９つの振動子が互いに隣接して配置されていること。もう一つは、領域内において、いずれの振動子も他の振動子に対し所定個分を超えて離れないように配置されていること。ここで、振動子同士が所定個分離れているとは、所定個をＭとし、いずれかの振動子を”０”とし、その”０”から行方向または列方向で１個分離れる振動子を”１”とし、さらにその”１”と行方向または列方向で１個分離れる振動子を”２”とするように、１個分離れるに応じて振動子の数を増やしていくと、”Ｍ”となる振動子がＭ個分離れた振動子となる。
　選択条件を満たさないパターンの一例として、図９に示す領域Ａ２のような変形形状が含まれるものがある。この変形形状の領域Ａ２では４個分超えて離れて配置された振動子が含まれる。すなわち、ａ１７を”０”とすると、ａ５８が”５”、ａ６８が”６”となり、それぞれの振動子ａ５８、ａ６８が”０”から４個分を超えて離れて配置されている。なお、ここでは、最も早い遅延時間が割り当てられる振動子ａ１７を”０”とする。
　図１０は、比較例に係る超音波探触子の一部を示す模式図である。
　選択条件を満たすパターンの一例として、図１０に示す変形形状の組み合わせパターンがある。
　図１０に示す領域Ａ１では５個分超えて離れた振動子が含まれない。すなわち、ａ１５を”０”とすると、ａ１６及びａ２５が”１”、ａ１７及びａ２６が”２”、ａ１８及びａ２７が”３”、ａ２８が”４”、ａ３８が”５”となり、いずれの振動子も”０”から５個分を超えて離れて配置されない。なお、ここでは、最も早い遅延時間が割り当てられる振動子ａ１５を”０”とする。
　また、領域Ａ２でも５個分超えて離れた振動子が含まれない。すなわち、ａ３５を”０”とすると、ａ３６及びａ４５が”１”、ａ３７及びａ４６が”２”、ａ４７が”３”、ａ４８及びａ５７が”４”、ａ５８が”５”となり、いずれの振動子も”０”から５個分を超えて離れて配置されない。なお、ここでは、最も早い遅延時間が割り当てられる振動子ａ３５を”０”とする。
　スイッチ制御手段３４は、超音波プローブの識別情報および診断モードに基づき、記憶部からグループに対応させる領域を選出する。なお、スイッチ制御手段３４は、グループに対応させる領域の候補を求め、その候補が選択条件を満たすかどうかを算出し、選択条件を満たす領域を選択させてもよい。
　次に、図１０に示す領域Ａ１及びＡ２内の各振動子に十分な遅延時間が割り当てられるかについて説明する。なお、グループＧ１及びＧ２の遅延時間の範囲を０［μｓ］～０．８［μｓ］及び０．５［μｓ］～１．３［μｓ］とする。
　領域Ａ１内の振動子ａ１４、ａ１５、ａ１６、ａ２４、ａ２５、ａ２６、ａ３４、ａ３５、ａ３６には、０［μｓ］、０．１［μｓ］、０．２［μｓ］、０．３［μｓ］、０．４［μｓ］、０．５［μｓ］、０．６［μｓ］、０．７［μｓ］、０．８［μｓ］の遅延時間が割り当てられる。すなわち、グループＧ１の遅延時間を領域Ａ１内の振動子に適切に割り当てることが可能となる。
　また、領域Ａ２内の振動子ａ３５、ａ３６、ａ３７、ａ４５、ａ４６、ａ４７、ａ４８、ａ５７、ａ５８には、０．５［μｓ］、０．６［μｓ］、０．７［μｓ］、０．８［μｓ］、０．９［μｓ］、１．０［μｓ］、１．１［μｓ］、１．２［μｓ］、１．３［μｓ］の遅延時間が割り当てられる。すなわち、グループＧ２の遅延時間を領域Ａ２内の振動子に適切に割り当てることが可能となる。
（作用）
　次に、送信回路３の動作について図１１を参照して説明する。図１１は診断モードの選択から超音波の送信までの動作を示すフローチャートである。
（Ｓ１０１）
　図１１に示すように、先ず、診断モードを選択する。診断モードは、超音波診断装置本体の入力手段により入力され、本体の記憶部（図示省略）に記憶される。入力された診断モードは記憶部からスイッチ制御手段３４により読み出される。診断モードの一例としては、Ａモード、Ｂモード、Ｍモード、ドプラモード、カラードプラモード、４Ｄモード、診断対象（循環器、腹部等）がある。なお、４Ｄモードはリアルタイムに３Ｄ像画像を再構成するものである。
（Ｓ１０２）
　次に、超音波プローブの識別情報を読み取る。超音波プローブの記憶部（図示省略）には識別情報が記憶されている。超音波プローブを超音波診断装置の本体に接続したときに、スイッチ制御手段３４により、記憶部から識別情報が読み出される。
（Ｓ１０３）
　次に、スイッチ制御手段３４は、診断モード及び超音波プローブの識別情報を基に、記憶部からグループに対応する領域を選出する。
（Ｓ１０４）
　次に、スイッチ制御手段３４は、グループと領域とを対応させるように、開閉スイッチを制御する。
（Ｓ１０５）
　次に、タイミングパルス発生手段３１は、各グループの出力端子から各チャネルにタイミングパルスを出力する。パルサ３２は、タイミングパルスを基に高周波の電圧パルスを発生し、振動子を機械的に振動させる。それにより、振動子から超音波が送信される。
　この実施形態では、スイッチ制御手段３４により、スイッチ手段３３を制御して、グループに対応させる振動子の領域を選択させるようにしたので、配線を複雑化せずに、グループの遅延時間を振動子に適切に割り当てることが可能となる。
　なお、実施形態においては、粗遅延設定回路と９つの細遅延設定回路とを組み合わせることにより、タイミングパルス発生手段３１のグループを構成した。しかし、この組み合わせは、一つのグループにおける、細遅延設定回路と粗遅延設定回路との組み合わせに限られていた。
　これに対し、一のグループ内の細遅延設定回路と他のグループの粗遅延設定回路との間にスイッチ手段を設けることにより、一つのグループ内の細遅延設定回路と他のグループの粗遅延設定回路とを組み合わせる。それにより、設定可能な遅延時間の範囲が大きくなり、結果的に、回路規模をさらに小さくすることが可能となる。さらに、複数の送信波形発生回路を有し、スイッチ手段によりそれらを選択するように構成すれば、複数の周波数による送信が可能となる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるととともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１　超音波探触子
３　送信回路
３１　タイミングパルス発生手段
３２　パルサ
３３　スイッチ手段
３４　スイッチ制御手段
４　受信走査手段
５　振幅検出手段
６　血流情報検出手段
７　表示処理手段
８　ディスプレイ

Claims (6)

  1. 　超音波が送信される複数の振動子と、
    　前記各振動子に対応するチャネルに送信遅延時間に基づくタイミングパルスを出力する出力端子を有し、複数の出力端子が二以上の所定数ずつの出力端子のグループに分割され、前記グループ毎に所定の時間範囲内で前記送信遅延時間を生成するタイミングパルス発生手段と、
    　前記チャネルと前記出力端子とを選択的に接続させるスイッチ手段と、
    　前記複数のチャネルを前記所定数と同数ずつのチャネルの領域に分割し、前記チャネルと前記出力端子とを接続させることにより、前記グループと前記領域とを対応させるように前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段と、
    　を有する
    　ことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　前記スイッチ制御手段は、前記領域内のチャネルに対応する前記振動子おいて、振動子同士が互いに隣接し、かつ、いずれの振動子も他の振動子に対し所定の個数分を超えて離れないように分割することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
  3. 　前記スイッチ制御手段による前記分割のタイミングは、前記超音波が送受信されるときであることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
  4. 　前記スイッチ手段は、入力側に前記出力端子が配置され、出力側に前記チャネルが配置されたマトリクススイッチを有することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
  5. 　前記複数の振動子を備え、その識別情報が設けられた超音波プローブを有し、
    　前記スイッチ制御手段は、前記超音波プローブの前記識別情報に基づいて分割することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
  6. 　前記スイッチ制御手段は、診断モードに基づいて分割することを特徴とする請求項２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
WO2014134576A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 General Electric Company Delta delay approach for ultrasound beamforming on an asic

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026278A1 (ja) * 2015-08-07 2017-02-16 株式会社日立製作所 超音波撮像装置および超音波探触子
JP6927690B2 (ja) 2016-11-04 2021-09-01 浜松ホトニクス株式会社 半導体デバイス検査装置及び半導体デバイス検査方法
US11510648B2 (en) * 2017-01-25 2022-11-29 Canon Medical Systems Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic probe, and ultrasonic diagnostic assistance method
JP7077004B2 (ja) * 2017-01-25 2022-05-30 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断支援プログラム
KR20200109906A (ko) * 2019-03-15 2020-09-23 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 장치의 제어 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5737441A (en) * 1980-08-14 1982-03-01 Yokogawa Electric Works Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH01164354A (ja) * 1987-12-21 1989-06-28 Hitachi Ltd 超音波診断装置
JPH03267052A (ja) * 1990-03-17 1991-11-27 Toshiba Corp 超音波診断装置
JPH10507936A (ja) * 1994-08-05 1998-08-04 アキュソン コーポレイション 送信ビーム生成器システムのための方法及び装置
JP2005034634A (ja) * 2003-06-25 2005-02-10 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2005131409A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc トランスデューサ・プローブのための方法及び装置
JP2007044193A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2008055087A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2011019858A (ja) * 2009-07-21 2011-02-03 Aloka Co Ltd 超音波診断装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4534221A (en) * 1982-09-27 1985-08-13 Technicare Corporation Ultrasonic diagnostic imaging systems for varying depths of field
CN1003610B (zh) * 1985-04-01 1989-03-15 福·霍夫门内-拉瑞什有限公司 超声显象设备的收发装置
US5675554A (en) 1994-08-05 1997-10-07 Acuson Corporation Method and apparatus for transmit beamformer
US5997479A (en) 1998-05-28 1999-12-07 Hewlett-Packard Company Phased array acoustic systems with intra-group processors
EP1491913B1 (en) 2003-06-25 2006-09-27 Aloka Co. Ltd. Ultrasound diagnosis apparatus comprising a 2D transducer with variable subarrays
JP2007244415A (ja) * 2006-03-13 2007-09-27 Fujifilm Corp 超音波プローブ、および超音波診断装置
JP5349173B2 (ja) 2008-07-14 2013-11-20 株式会社東芝 超音波診断装置及び超音波診断装置制御プログラム

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5737441A (en) * 1980-08-14 1982-03-01 Yokogawa Electric Works Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH01164354A (ja) * 1987-12-21 1989-06-28 Hitachi Ltd 超音波診断装置
JPH03267052A (ja) * 1990-03-17 1991-11-27 Toshiba Corp 超音波診断装置
JPH10507936A (ja) * 1994-08-05 1998-08-04 アキュソン コーポレイション 送信ビーム生成器システムのための方法及び装置
JP2005034634A (ja) * 2003-06-25 2005-02-10 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2005131409A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc トランスデューサ・プローブのための方法及び装置
JP2007044193A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2008055087A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2011019858A (ja) * 2009-07-21 2011-02-03 Aloka Co Ltd 超音波診断装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014134576A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 General Electric Company Delta delay approach for ultrasound beamforming on an asic
KR20150123854A (ko) * 2013-02-28 2015-11-04 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 Asic 상에서의 초음파 빔포밍을 위한 델타 지연 방식
US9439625B2 (en) 2013-02-28 2016-09-13 General Electric Company Delta delay approach for ultrasound beamforming on an ASIC
KR102154887B1 (ko) 2013-02-28 2020-09-11 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 Asic 상에서의 초음파 빔포밍을 위한 델타 지연 방식

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