超声波探头及超声波诊断装置的制造方法_2

文档序号:8490767阅读:来源:国知局
一种超声波探头,其具有多个超声波振子,并与发送系电路连接,该发送系电路包含:发送用于从上述超声波振子产生超声波的多个独立的驱动电压信号的发送电路;以及使上述多个超声波振子中的规定数量构成为一个子阵列,为了从上述子阵列所含的上述超声波振子产生超声波而对上述驱动电压信号以上述子阵列单位进行分配处理的至少一个发送分配电路。在该超声波探头中,上述多个超声波振子包含:经由上述发送分配电路从上述发送电路输入上述驱动电压信号的第一组;以及不经由上述发送分配电路而直接从上述发送电路输入上述驱动电压信号的第二组。
[0026]并且,根据另一个例子,能够提供一种超声波诊断装置,其具备:具有多个超声波振子的超声波探头;使上述多个超声波振子中的规定数量构成为一个子阵列,对从上述子阵列所含的上述超声波振子得到的超声波接收信号以上述子阵列单位进行延迟处理及加法处理的至少一个第一延迟加法电路;对从上述超声波振子得到的超声波接收信号进行延迟处理及加法处理的第二延迟加法电路;以及基于从上述第二延迟加法电路得到的信号形成图像的图像处理部。在该超声波诊断装置中,上述多个超声波振子包含:将上述接收信号经由上述第一延迟加法电路发送至上述第二延迟加法电路的第一组;以及将上述接收信号不经由上述第一延迟加法电路而直接发送至上述第二延迟加法电路的第二组。
[0027]并且,根据另一个例子,提供一种超声波诊断装置,其具备:具有多个超声波振子的超声波探头;发送用于从上述超声波振子产生超声波的多个独立的驱动电压信号的发送电路;以及使上述多个超声波振子中的规定数量构成为一个子阵列,为了从上述子阵列所含的上述超声波振子产生超声波而对上述驱动电压信号以上述子阵列单位进行分配处理的至少一个发送分配电路。在该超声波诊断装置中,上述多个超声波振子包含:经由上述发送分配电路从上述发送电路输入上述驱动电压信号的第一组;以及不经由上述发送分配电路而直接从上述发送电路输入上述驱动电压信号的第二组。
[0028]发明效果
[0029]根据本发明,即使采用性能比本体主波束形成器差的子阵列用电路(子波束形成器)也不会导致画质劣化。
[0030]关于本发明的进一步的特征将基于本发明的记述、附图而变得明确。此外,上述之外的课题、结构及效果将基于以下的实施例的说明而变得明确。
【附图说明】
[0031]图1是表示超声波探头中的发送波束形成的图。
[0032]图2是表示超声波探头中的接收波束形成的图。
[0033]图3是超声波诊断装置的结构例。
[0034]图4是子阵列电路的结构例。
[0035]图5是表示探头信道方向的接收信号振幅的分布的图。
[0036]图6是表示聚焦深度与口径宽度的关系的图。
[0037]图7是表示聚焦深度与接收信号频谱的关系的图。
[0038]图8是表示赋予探头信道的收发信号的权重的分布的图。
[0039]图9是表示第一实施例所涉及的超声波诊断装置中的接收系电路的图。
[0040]图10是表示并用4:1简并与9:1简并的接收系电路的图。
[0041]图11是表示第一实施例所涉及的超声波诊断装置中的发送系电路的图。
[0042]图12是表示发送系电路和接收系电路没有与相同的子阵列连接的例子的图。
[0043]图13是表示使用信道选择开关选择探头信道的结构的图。
[0044]图14是表示使用信道选择开关选择探头信道的结构的另一个例子的图。
[0045]图15是表示第二实施例所涉及的超声波诊断装置中的接收系电路的图。
[0046]图16是表示第三实施例所涉及的超声波诊断装置中的超声波探头的图,是表示针对1.25D、1.矩阵阵列的适用例的图。
[0047]图17是表示第三实施例所涉及的超声波诊断装置中的超声波探头的图,是表示针对2D矩阵阵列的适用例的图。
【具体实施方式】
[0048]以下参照附图对本发明的实施例进行说明。并且,虽然附图示出了基于本发明原理的具体实施例,但是它们仅用于理解本发明而绝非对本发明进行限定性解释。
[0049]〈第一实施例〉
[0050]首先,对超声波诊断装置的装置结构和图像化之前的信号流进行说明。图3示出典型的超声波诊断装置的装置结构。
[0051]超声波诊断装置具备:超声波探头100、收发切换开关40、发送系及接收系电路400、电压限制器41、电源42、直流电源45、D/A转换器46、A/D转换器47、发送波束形成器48、接收波束形成器49、控制部50、信号处理部51、扫描转换器52、显示部53及用户界面54。如后所述,直流电源45在连接无需直流电压的超声波探头的情况下不是必须具备的。
[0052]图3的超声波探头100与图1及图2所示的具有多个信道的超声波振子I相当。超声波探头100的各个信道经由收发切换开关40而被切换于发送系电路和接收系电路。超声波探头100作为利用由电源42驱动的发送放大器43及接收放大器44形成超声波束的阵列而工作,从而用于收发超声波。
[0053]并且,在超声波探头100 需要 CMUT (Capacitive Micro一machined UltrasonicTransducer:电容式微加工超声传感器)这样的偏置电源的情况下,超声波探头100与直流电源45连接。
[0054]超声波探头100的多个信道与超声波摄像装置的发送波束形成器48及接收波束形成器49连接。收发的信号按照通过用户界面54进行的操作而被控制部50控制。在发送信号的情况下,发送信号被控制部50控制而对各个信道设定波形、振幅及延迟时间。并且,也可以在控制部50中进行由图8说明的那种权重控制。发送信号经由发送波束形成器48、D/A转换器46、发送放大器43而被发送至超声波探头100。这里,向发送放大器43输入通过控制部50的控制而进行了波形形成的电压,在发送放大器43中对电压进行放大后输出。由此,将用于产生超声波的多个独立的驱动电压信号输入至超声波探头100的多个信道。并且,设置电压限制器41的目的是为了避免对超声波探头100施加过大的电压或者控制发送波形。
[0055]在超声波探头100中接收到超声波信号的情况下,对多个信道中的接收信号进行调相(延迟)加法处理。接收信号经过接收放大器44、A/D转换器47、接收波束形成器49之后被发送至信号处理部(图像处理部)51。信号处理部51执行与B模式断层图像处理、血流彩色模式或多普勒等功能相应的处理,将接收信号变换为视频信号。其后,视频信号经由扫描转换器52被发送至显示部53,在显示部53上显示图像、数值。并且,接收放大器44由LNA、可变增益放大器等构成。
[0056]接着,参照图4对一般的子阵列化的电路结构进行说明。图4示出超声波诊断装置中的子阵列电路的结构例。超声波诊断装置作为子阵列电路具备子阵列接收电路13和子阵列发送电路16。
[0057]图4的探头信道6与图1及图2所示的超声波振子I的探头信道相当。在图4中使4个超声波振子的探头信道6构成为一个子阵列5。
[0058]子阵列接收电路13具备:LNA(Low Noise Amplifier:低噪声放大器)8、VGA9 (Variable Gain Amplifier:可变增益放大器)、微小延迟电路10、加法电路11、缓冲放大器12。由被子阵列化的若干探头信道6 (在图4中为4个信道的程度)得到的接收信号分别通过收发分离电路(或者保护电路)7、LNA8、VGA9、微小延迟电路10之后,在加法电路11中相加而成为一个电信号。其后,来自加法电路11的电信号经由缓冲放大器12而被送至主波束形成器。如图4所示,这种子阵列电路有多个,从各个子阵列电路向主波束形成器传送电信号(子阵列信号)。在主波束形成器中对这些多个子阵列信号进行延迟处理及加法处理。这里,可以适当使用LNA8、VGA9、缓冲放大器12,也可以改变其配置部位。
[0059]并且,子阵列发送电路16具备微小延迟电路14和分配电路15。关于发送,将来自发送放大器或者发送脉冲发生器等发送电路的高电压信号通过分配电路15向多个信道分配,分配的信号在微小延迟电路14中被赋予延迟时间。其后,信号被传送至探头信道6。在发送的情况下,通常不会像接收的情况那样收敛聚焦,因此有时也不插入微小延迟电路14。并且,在子阵列化时,不必一定同时搭载子阵列接收电路13和子阵列发送电路16,而也有可能仅搭载任意一方。
[0060]这样,通过进行子阵列化,能够处理比主波束形成器的信道数多的探头信道。例如若使
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